王慧聰，任改娟，吳 迪，孫 娟

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066001）

秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用方向

王慧聰，任改娟，吳 迪，孫 娟

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066001）

在研究大量地?zé)岬刭|(zhì)資料的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)秦皇島地區(qū)存在以斷裂構(gòu)造活動(dòng)為主要特征的地下熱水，區(qū)內(nèi)地下熱水的賦存受區(qū)域構(gòu)造、斷裂活動(dòng)、蓋層等因素的影響。根據(jù)地?zé)豳Y源分布及熱儲(chǔ)特征，提出秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用可優(yōu)先考慮的方向:撫寧縣溫泉堡、北戴河機(jī)場(chǎng)、盧龍縣劉田各莊鄉(xiāng)趙官莊、黃金海岸及北戴河新城七里海團(tuán)組。

地?zé)豳Y源；地質(zhì)構(gòu)造；活動(dòng)斷裂；裂隙熱水；孔隙熱水；開發(fā)利用

秦皇島是我國(guó)濱海地區(qū)的著名休閑度假勝地，也是國(guó)際知名的旅游目的地，是國(guó)務(wù)院命名的全國(guó)甲級(jí)旅游城市。因受氣候條件限制，旅游旺季僅限于7月、8月和9月。為吸引游客和減少淡旺季的差別，應(yīng)開發(fā)地下熱水，開展集溫泉洗浴、療養(yǎng)于一體的溫泉度假旅游。

1 秦皇島區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

秦皇島位于燕山構(gòu)造山地的東北端，華北斷陷盆地東北邊緣的撓起區(qū)，區(qū)內(nèi)的次級(jí)構(gòu)造有山海關(guān)隆起、昌黎凹陷和姜各莊凸起，大部分地區(qū)基巖裸露，蓋層很薄，發(fā)育差，區(qū)域地處陰山緯向構(gòu)造帶東端與新華夏系第二沉降帶和祁呂賀蘭山字型反射弧的東翼復(fù)合部位，區(qū)內(nèi)以斷裂構(gòu)造活動(dòng)為主要特征，斷裂為NE、NNE、NW、EW向4組，而區(qū)內(nèi)地下熱水嚴(yán)格受基底構(gòu)造和深大斷裂控制。

2 秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源賦存的重要影響因素

2.1 區(qū)域構(gòu)造

秦皇島地區(qū)地處新生代華北斷陷盆地的邊緣，差異運(yùn)動(dòng)明顯，北部燕山進(jìn)一步隆起，南部盆地沉降形成巨厚的新生代堆積物，為地下熱水的形成創(chuàng)造了良好的蓋層。

2.2 斷裂活動(dòng)

斷裂活動(dòng)是溝通地殼深部熱源的主要通道，幾條斷裂的交叉復(fù)合部位往往在地表淺部顯示為地?zé)岙惓^(qū)。深大的活動(dòng)斷裂是地下熱水的良好通道，控制著熱水活動(dòng)的強(qiáng)度與分布。地下熱水沿透水性能良好的張性斷裂或壓性結(jié)構(gòu)面相對(duì)開啟的部位形成集中滲流，沿通道向上運(yùn)移，將來(lái)自上地幔和花崗巖放射熱能輸送到地殼淺部，形成地?zé)岙惓^(qū)。[1]

2.3 蓋層（保溫層）

蓋層直接覆蓋在熱儲(chǔ)之上起著保溫隔熱作用，蓋層的厚薄、隔熱程度及分布狀況，影響著熱水的保溫、散熱條件，對(duì)水溫起一定的控制作用。根據(jù)河北省孔隙性熱水的情況，蓋層厚度在200～300m為佳。

秦皇島地區(qū)的山區(qū)地下熱水基本無(wú)蓋層保護(hù)，以溫泉的形式直接出露于地表，鉆孔孔深幾米或十幾米即可見熱水，熱水溫度由淺部向深部逐漸增高。平原區(qū)北部基巖熱儲(chǔ)的蓋層厚度一般較薄，山前地帶一般厚20～60 m，至灤南—昌黎斷裂附近增厚至100～200 m，致使這一地區(qū)地下熱水埋藏淺，其上大多有隔熱性能好的粘土、亞粘土層阻擋，具有較好的隔熱保溫作用。

2.4 巖石的熱導(dǎo)率

本區(qū)熱源主要是來(lái)自地殼深部放射性元素衰變產(chǎn)熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)向地表傳輸熱量，不同巖性的熱導(dǎo)率控制了熱流的再分配。侵入巖和變質(zhì)巖熱導(dǎo)率比較接近，變化區(qū)間一般為2.416～3.542W/(m·℃)，反映了秦皇島地區(qū)巖石熱物理性質(zhì)比較均一。

2.5 地下水活動(dòng)

秦皇島地區(qū)是由地下水深循環(huán)形成的地?zé)岙惓?，這就決定了地下水的運(yùn)動(dòng)在地下熱能的遷移中所起的重要作用，熱容量很大的地下水是良好的載熱體，是深部地下熱能傳遞到地表的最活躍的介質(zhì)。地下水溶解圍巖各種礦物質(zhì)，本區(qū)地下熱水通過(guò)氚同位素測(cè)量，地下熱水年齡大多約為30年。

3 地?zé)豳Y源的分布特征

秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源比較豐富，目前共發(fā)現(xiàn)地?zé)岙惓^(qū)10處。經(jīng)河北省地礦局批準(zhǔn)的C級(jí)地?zé)豳Y源量為24.834 7×1016J，可采資源量為2.597 6×1016J，（相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤88.652 6×104t），D+E級(jí)地?zé)豳Y源量為493.278 8×1016J，可采資源量為49.328 0×1016J（相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤1 683.544 8×104t）。[2]

本區(qū)地下熱水的分布特點(diǎn)是分布零散，屬低溫?zé)崴?，一般?7～57℃，埋藏淺，易開發(fā)。北部燕山山地?zé)崛c斷裂構(gòu)造及火成巖有關(guān)，鉆孔揭露深度一般200～300 m，最大深度408 m，地?zé)岙惓^(qū)面積小，分布零散，但埋藏淺，易開采；南部斷陷盆地與構(gòu)造斷裂和基底形態(tài)有關(guān)，面積較大，埋藏較深，水量較豐富，目前鉆孔揭露深度500～1 400m。

本區(qū)地下熱水的分布嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。溫杖子、湯杖子溫泉與NW向的冷口斷裂有關(guān)。曬甲坨、李埝坨、崔莊出現(xiàn)在曬甲坨—飲馬河NW向張性斷裂段上，異常區(qū)并不是在此斷裂帶上處處都有，而是出現(xiàn)在不同方向斷裂的復(fù)合部位。崔莊溫泉出現(xiàn)在NNE向青龍河斷裂交匯部位，李埝坨出現(xiàn)在EW向?yàn)纯h—昌黎斷裂帶復(fù)合部位，曬甲坨的地?zé)崤c該處附近兩條NE向斷裂有關(guān)。昌黎縣城的熱異常處在NE、EW、NW和NNE4組斷裂的復(fù)合部位，昌熱1井與黃金海岸NNE向大斷裂有關(guān)。秦皇島市地?zé)豳Y源分布如圖1所示。

4 秦皇島地區(qū)熱儲(chǔ)層特征

本區(qū)熱儲(chǔ)分兩大類:

4.1 基巖裂隙型熱儲(chǔ)

該型熱儲(chǔ)呈帶狀，其寬度、長(zhǎng)度、深度及富水性、水溫等受斷裂構(gòu)造破碎帶及其影響帶控制，分為裸露型和埋藏型兩種。熱儲(chǔ)巖性為花崗巖和變質(zhì)巖，前者如溫杖子、湯杖子、溫泉堡、曬甲坨等，后者如崔莊、大泥河、桃園、昌黎等。

4.2 沉積巖類孔隙型熱儲(chǔ)

沉積巖類孔隙型熱儲(chǔ)主要分布于沿海一帶，熱儲(chǔ)巖性為上第三系明化鎮(zhèn)組和館陶組的砂巖、礫巖。區(qū)內(nèi)蓋層薄，一般為30～140 m，如大泥河、李埝坨。新近系明化鎮(zhèn)組黃金海岸大蒲河口一帶蓋層為230～1 230m，其下為館陶組1 230～1 340m。古近系東營(yíng)組埋深在1 340 m以下，因該儲(chǔ)層水量小、水質(zhì)差，不是地下熱水開采的目的層。[3]

圖1 秦皇島市地?zé)豳Y源分布

5 秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用方向

地?zé)豳Y源作為一種清潔可再生能源，得到世界很多國(guó)家的重視，我國(guó)主要利用溫泉洗浴治病，在地?zé)岚l(fā)電、建筑物采暖、農(nóng)業(yè)溫室采暖、溫水育種、灌溉等方面也取得了一定成果。秦皇島地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的10處地?zé)岙惓^(qū)，已經(jīng)不同程度地被開發(fā)利用，按照開發(fā)利用的方式主要分為兩類:一類用于洗浴，另一類用于養(yǎng)殖。[4]

根據(jù)《河北省沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，秦皇島城市性質(zhì)定位于“全國(guó)著名的濱海休閑度假基地、國(guó)家歷史文化名城、國(guó)際知名旅游目的地，也是一個(gè)綜合性港口城市”。為吸引游客和調(diào)節(jié)旅游淡、旺季的差別，秦皇島市應(yīng)加強(qiáng)開發(fā)區(qū)內(nèi)地下熱水，建立一批溫泉休閑度假療養(yǎng)基地。[5]在研究以往資料的基礎(chǔ)上，秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用應(yīng)優(yōu)先考慮以下4個(gè)區(qū)域:

5.1 撫寧縣溫泉堡湯泉寺旅游度假村

湯泉寺始建于遼代，因泉而得名，歷史悠久?？山Y(jié)合寺院的歷史底蘊(yùn)和溫泉水的醫(yī)療洗浴作用，進(jìn)一步提高撫寧縣溫泉堡湯泉寺溫泉旅游度假村溫泉及地下熱水的開發(fā)利用，加強(qiáng)宣傳，提高服務(wù)水平，吸引更多游客。

5.2 秦皇島北戴河機(jī)場(chǎng)

秦皇島北戴河機(jī)場(chǎng)已選址昌黎縣曬甲坨村南，該地正處在地?zé)岙惓^(qū)，有開發(fā)利用地下熱水的條件，可為秦皇島空港建配套的高檔溫泉賓館。該地1989年8月施工一眼地?zé)峥碧骄?01.05m，成功打出孔口溫度為47.4℃、井底溫度為50.7℃的熱水，第四系厚134.32m，熱儲(chǔ)巖性為花崗巖（石英二長(zhǎng)正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖），水頭高度2.2m，抽水流量17.1 L/s。熱水化學(xué)類型為CL-Na·Ca型水，氟含量8.24mg/L，礦化度3 281.65mg/L。本區(qū)地下熱水埋藏淺、溫度較高、相對(duì)投資較少，是最具開采地下熱水價(jià)值的地區(qū)之一。[6]

5.3 盧龍縣劉田各莊鄉(xiāng)趙官莊

據(jù)調(diào)查，盧龍縣劉田各莊趙官莊農(nóng)田作物早熟（淺層地溫高），后經(jīng)請(qǐng)示省國(guó)土資源廳，同意在該異常區(qū)打一眼勘探井，因塌孔報(bào)廢兩眼井，熱3孔孔深147 m，井底水溫41.14℃，降深42.98m，水量800 m3/h，出水溫度43.6℃。熱水化學(xué)類屬SO4·CL-Na型水，礦化度0.3～0.35 g/L，氟含量5.6～7.0mg/L。

在物探測(cè)井時(shí)發(fā)現(xiàn)熱3鉆孔孔深在23.00～43.00 m，水溫最高為43.7℃，43 m以下水溫反而降低。井溫曲線說(shuō)明熱水來(lái)自淺層的水平方向，熱3孔并未打在熱水通道上。故有必要對(duì)該區(qū)地下熱水深入勘查，把該熱異常區(qū)建成利用地下熱水的農(nóng)業(yè)示范區(qū)，用于育種、育秧、觀賞植物、熱帶植物的種植及熱帶魚的孵化、養(yǎng)殖等。

本區(qū)可借鑒集發(fā)觀光園熱帶雨林種植的成功經(jīng)驗(yàn)，并加以繼承和創(chuàng)新，引進(jìn)更多的熱帶植物種類，同時(shí)大力發(fā)展熱帶魚養(yǎng)殖，培育蝦苗、海參苗、大菱鲆魚苗、牙鲆魚苗、河豚魚等，將其打造為另一個(gè)不受季節(jié)影響的旅游勝地。

5.4 黃金海岸及北戴河新城七里海團(tuán)組

該區(qū)域交通方便，靠近北戴河、黃金海岸等著名旅游區(qū)，地下熱水因其具有較高的溫度和特殊的物理化學(xué)性質(zhì)而對(duì)人體起到良好的醫(yī)療和保健作用，加上得天獨(dú)厚的地理位置，所以在此可建立地?zé)崧糜委燄B(yǎng)基地，調(diào)整旅游淡旺季的游客流量。

2007年9.某單位在昌黎大蒲河口南昌黎萬(wàn)隆旅游實(shí)業(yè)開發(fā)有限公司駐地探采結(jié)合打成一眼地?zé)峋?，井? 358.5 m，井底溫度45.78℃，該區(qū)地層是Q4320 m、Nm320～1 230.6 m、Ng1 230.6～1 341.0m、Ed1 341.0m以下。利用的熱儲(chǔ)層為新近系館陶組（Ng），降深118m，出水量19.32m3/h，出水口溫度36℃，氟含量2.5mg/L，礦化度945mg/L，水化學(xué)類型HCO3-Na，為氟型淡熱礦水。

北戴河新區(qū)七里海團(tuán)組位于七里海西南劉呂莊—茹荷鎮(zhèn)一帶，在地質(zhì)構(gòu)造上靠近樂(lè)亭縣的姜各莊凸起。據(jù)資料顯示，在2 633 m深處可見花崗巖，劉臺(tái)莊南昌3水文井井深504.31 m，水溫達(dá)25.5℃，灤河南岸樂(lè)5水文井井深599.74m，在391.0～454m井段水溫達(dá)26℃，通過(guò)現(xiàn)有資料分析，該地區(qū)開發(fā)地?zé)崆熬皬V闊，熱儲(chǔ)層埋深1 300～1 700 m，水溫可達(dá)46～72℃，但水量偏小，約為10～80m3/d，此處應(yīng)探采結(jié)合開發(fā)地下熱水。

6 結(jié)語(yǔ)

秦皇島全區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用尚處在有序開采的初級(jí)階段，分散開發(fā)，成井工藝差，造成資源浪費(fèi)。

全區(qū)除黃金海岸開采深度大外，其他地區(qū)地下熱水埋藏淺，易開發(fā)，屬低溫?zé)崴m于直接利用。

地?zé)衢_發(fā)應(yīng)有總體規(guī)劃，有序開采，注意開源節(jié)流，采補(bǔ)結(jié)合，對(duì)井、開采井與回灌井并存。在開采地下熱水的同時(shí)，注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)。[7]

熱水中有益化學(xué)元素可作為醫(yī)療康復(fù)用水，有害元素經(jīng)過(guò)處理后要達(dá)標(biāo)排放。

[1]陳墨香.華北地?zé)醄M].北京:科學(xué)出版社，1988:17-18.

[2]楊立順，楊燕雄.淺析秦皇島地區(qū)地?zé)豳Y源分布特征及控制因素[J]. 科技信息，2008（33）:432，469.

[3]潘公，楊益新，張嶺山，等.河北省秦皇島市地下熱水詳查報(bào)告[R].秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，1990:25-27.

[4]杜立新，楊燕雄.秦皇島地?zé)崮芴菁?jí)利用狀況與前景分析[J].中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，20（2）:23-24.

[5]周念瀘.地?zé)豳Y源開發(fā)利用實(shí)務(wù)全書[M].中國(guó)地質(zhì)科學(xué)出版社，2005:102-105.

[6]袁銀梅.地?zé)豳Y源及其利用[J].中國(guó)西部科技，2006:33-34.

[7]陳望和.河北地下水[M].北京:地震出版社，1999:89-90.

Exploitation and Utilization Direction of Geothermal Energy in Qinhuangdao

Wang Huicong,Ren Gaijuan,Wu Di,Sun Juan
（Qinhuangdao Team of mineral and Hydrogeology and Engineering Geology，Hebei Bureau of Geo-exploration，Qinhuangdao Hebei066001， China）

On the basis of analyzing a mass of geothermal and geological data，it is found that Qinhuangdao area has geothermal energy with the main features of tectonic activity of faults，the occurrence of geothermal energy is affected by regional tectonics， fault activities and the cap rock，et al.According to the charateristics of geothermal energy distribution and reservoir，the article proposed the top priorities of the exploitation and utilization of geothermal energy in Qinhuangdao city， namely Wenquanpu in Funing county， Beidaihe Airport， Zhaoguanzhuang in Lulong county，Golden Coast and Beidaihe Qilihaimissions.

geothermal energy； geological structure； active faults； fissure hot water； pore hot water；exploitation and utilization

X382

A

1008-813X（2012）05-0025-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.05.008

2012-08-01

王慧聰（1985-），女，河北石家莊人，畢業(yè)于燕山大學(xué)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)，助理工程師，主要從事水文與水資源的研究工作。