福建省永春县蓬壶镇
地
热单元地
质预查报告
广西桂林水文工程地质勘察院
20##年04月
项目名称：永春县蓬壶镇地热单元地质预查报告
工作单位：广西桂林水文工程地质勘察院
项目负责：杨 杰
编制人员：李志杰 蔡斌 王宇桐 张家忠
队总工：麦荣德
提交单位：广西桂林水文工程地质勘察院
提交日期：20##年04月
目 录
前言···················································································· 1
第一章概况········································································ 2
第一节 目的任务······························································ 2
第二节自然地理与交通······················································ 2
第二章区域地质条件·························································· 4
第一节 区域地质背景······················································· 4
第二节 地热田地质条件···················································· 4
第三章蓬壶镇地热单元水文地质条件··································· 6
第一节 热源···································································· 7
第二节 含水层································································· 7
第三节 盖层···································································· 8
第四节 控储构造······························································ 9
第五节 地热单元的成因探讨············································ 10
第四章第二单元的基本特征··············································· 11
第一节 地下热水的化学特征············································ 11
第二节 温泉温度、流量·················································· 13
第三节 热储温度···························································· 14
第五章地热资源可开采量估算··········································· 15
第六章开发利用预评价····················································· 18
第七章结论及建议···························································· 20
前 言
我司受福建天沐温泉旅游发展有限公司的委托，自20##年06月至今，有针对性的对永春县蓬壶镇魁都村一带地热田开展系统的调查工作，前后历时10个月，已发现地热田温泉的天然露头7处，人工揭露热水井8多处。地热田东起桃城、吾峰，西至洋头、蓬壶，大致呈平行四边形，总面积65.52Km2，分成不连续的5个地热田小单元。本次工作仅对蓬壶镇地热单元的温泉分布的基本情况，即流量、温度及分布范围进行调查。经研究分析，初步提出该单元温泉分布的基本规律、成因机制，并编了开发预评价，同时建议下一步寻找热水的方法、途径及其存在的问题。
第一章 概 况
第一节 目的任务
我司对永春县蓬壶镇地热单元的温泉分布范围进行了现场调查，调查采用实地勘查、抽水和访问的方法进行，其主要目的任务如下：
一、初步了解地热单元的温泉分布基本情况：水量、水温及温泉天然露头的分布范围；
二、初步提出该单元的温泉分布的基本规律、成因机制、开发预评价；
三、建议下一步寻找热水的方法途径及存在问题。
第二节 自然地理与交通
勘查区面积约0.47平方公里。该勘查区域符合《永春县矿产资源总体规划》的分区布局，属于其他勘查区，不在规划确定的禁勘区内，勘查矿种属于鼓励勘探矿种，符合调控要求，是《泉州市矿业权设置方案》拟设探矿权之一。矿区范围见表1。
勘查区范围坐标 表1
勘查区地处戴云山脉南端，总体地貌属构造侵蚀低山类型，区内地形切割强烈，沟谷纵横、山峦起伏，山脉总体往南倾斜。调查区大都为第四系覆盖，主要为受风化侵蚀强烈的花岗闪长岩体及侏罗系火山岩。区内水系主要是晋江两大支流之一的桃溪，蜿蜒流穿调查区，常年流水；另一条为东西向的小溪。
该区气候属于亚热带海洋性季风气候，气候宜人，冬暖夏凉，年平均气温
；年平均降水量约为1686mm左右，雨量充沛，年均日照1650小时。
永春县蓬壶镇地热单元位于魁都村与汤城村交界处，在泉德线公路旁，交通极为方便，见交通位置图。
第二章 区域地质条件
第一节 区域地质背景
永春县地处闽中断块斜隆起区之中，闽东火山断坳带中偏南部。全县东西横跨3个二级构造单元，由西往东一次为：屏南——梅林断陷带、周宁—华安断隆带、福鼎—云霄断陷带。在经历了漫长的、多期次的地壳构造运动，彼此交织作用形成本区现有的构造格局（见构造体系图），主要以北西、北东向断裂为主。断裂性质多表现为张性、扭性或复合交叉，断裂面陡峭且平直，断裂之间互相切割、错开，形成一种特有的楔形状构造。
县内出露底层有两大类：沉积碎屑岩及火山岩地层。沉积岩主要有C1L、C3c—P1q、P1t、P2cp、T1x、J1L及第四系Q，主要分布在本县的西北部，即蓬壶以西，出露面积约占全区的20%；火山岩地层主要为侏罗系上统南园组（J3c），占全区50%，分布集中于本县的东部，即桃城、洋头以东地区。
县内侵入岩极为发育，但大多集中在本县中部地区，分布面积占全区的30%，岩性以花岗岩、花岗闪长岩、适应闪长岩为主，具有多期次性，最老的侵入岩体为华力西—印支期之桂洋岩体，规模最大的则为燕山晚期之五里街—蓬壶岩体。
第二节 地热田地质条件
一、 地层特征
该区出露的地层主要有侏罗系的火山岩和第四系残坡积层。
（一）第四系：区内以第四系更新统、全新统为主。覆盖面积不广，零星分布于凹陷盆地，沟谷、溪流两侧小盆地，面积狭小。据区域地质资料，岩性为黄褐色、灰色砂、砾、卵石、亚砂和亚粘土等沉积物组成，粒度由上往下渐细，具有显著的二元结构，反映出狭窄河床而流速陡变决定的冲洪积特征。
（二）侏罗系的火山岩：为侏罗系上统南园组。岩性主要为中酸性晶屑凝灰熔岩、凝灰熔岩及凝灰岩等。主要分布于五里街岩体的四周及岩体中部，在蓬壶—伏江之间，以椭圆形状体分布于五里街岩体中部，尤如已定“帽子”盖在岩体之上，对热源起保温作用。
二、 侵入岩
侵入岩是本区主要组成部分，主要为燕山晚期第一阶段第一侵入的花岗闪长岩
，即五里街~蓬壶岩体。岩石呈中细粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分有石英、长石、角闪石、辉石、黑云母等。该岩体是地热资源的传导媒介，使岩体所具有的热能通过岩体裂隙水、构造断裂带水，经过地下深循环携带而出。因此，蓬壶岩体的产状、规模，尤其是内部发育的节理、裂隙，以及受断裂构造影响的程度与地热水的分布有着直接的关系。
三、 构造格局
该区在漫长的地质发展过程中，经历了长期、多次的地壳运动，在建造、改造方面不同程度留下一些遗迹，它们彼此交织在一起，相互影响，从而形成现在一幅纷繁多样的构造格局。
区内主要发育有三组断裂构造，分别为东西向断裂、北东向断裂及北西向断裂。
（一）东西向断裂
漳平—仙游东西构造带横穿本区，伏江断裂是这一条东西向构造带的一部分，构成本带的地层主要有侏罗系南园组和第四系，燕山晚期花岗闪长岩常顺断裂带侵入。断裂以压扭性为主，控制了部分火山岩及五里街岩体的展布，岩体及接触带、蚀变带和局部见到的岩石片理走向亦基本循此方向。该断裂在本县境内出露走向长达53公里，宽5~11公里，受其它方向断裂切割，断面时而向南倾，时而向北倾，倾角70。以上。
（二）北东向断裂
区内出露的北东向断裂主要有三组，分别为：苏坑—蓬壶断裂、三班—蓬壶断裂及胡洋—东平断裂带，其中三班—蓬壶断裂属福安—南靖断裂带的一部分，由主断裂带及若干与之平行的小断裂组成，为压扭性断裂。这些主断裂及与之平行的小断裂对地热水起阻隔作用。
（三）北西向断裂
受区内的永安—晋江深大断裂影响，本区发育一些西北向断裂，这些小断裂大都为张性断裂，其上盘形成许多张性裂隙，这些裂隙为温泉提供了通道，温泉多沿此出露。
第三章 蓬壶镇地热单元水文地质条件
构成热田内部地热异常的因素很多，主要受地层的传导，载热流体的对流所控制。其水文地质条件分述如下：
第一节 热 源
永春县盆地，特别是在分析研究区内蓬壶镇周围地质构造时，可以发现该区主要为侵入岩体，分布面积约占90%以上，以燕山晚期的蓬壶岩体为主，主要岩性为花岗闪长岩。由于花岗闪长岩的广泛侵入，构成一个热源整体。就我省而言，地热形成的地质背景，热源主体大多为燕山晚期的花岗岩体。如福州、漳州地热田，它们的热源就是以第四纪小盆地中的燕山晚期花岗岩为基地；安溪龙门、魁斗，德化雷锋的热源也都是以燕山期花岗岩为基地。根据对永春县9个温泉点的水质样分析可以看出，热储指示温标SiO2（玉髓）含量相对较高，蓬壶、桃城、五里街华岩、五里街高龙、吾峰，它们的SiO2含量分别为95.0mg/L、55.0mg/L、70mg/L、60mg/L和60mg/L，说明地下水在循环过程中受花岗岩体的热传导较为强烈，携带岩体中的热能，形成含SiO2的热地下水资源，所以说蓬壶岩体应为本区的主要热源载体。
第二节 含水层
地层是热传导的物质基础。区内主要出露侏罗系上统南园组及第四系更新统、全新统。侵入岩是该热田的主要组成部分，分布面积占全区的50%以上，为燕山晚期第一阶段第一次侵入的花岗闪长岩
，即五里街—蓬壶岩体。
一、 第四系冲洪积孔隙类含水岩组
区内以冲洪积层为主，分布于河床及其两岸，厚度不均—（厚0—29.5m）。由磦石、砾石、卵石及砂土等沉积物组成，粒度由上往下渐细，反映出狭窄河床而流速陡变决定的冲洪积特征。水位季节性变化明显，且动态不稳定。施工常发生溃沙、崩塌现象，水温稳定。泉水流量一般大于0.1L/s。
二、 侏罗系上统南园组弱裂隙含水岩组
区内地表露头仅见南园组第三段地层，岩性为晶屑凝灰熔岩为主，上部过渡至中酸性粒状碎斑熔岩，常伴有绿帘石化，黄铁矿化等蚀变。一般岩芯完整，未见明显的含水标志。仅风化带及断层破碎带中，可见铁锰质、泥质沉淀物等含水标志。但裂隙较少，厚度不大，往深部不见含水迹象。
三、 岩体弱裂隙含水岩组
花岗闪长岩为脆性物质，地表风化呈砂土状。透水性中等，但厚度不大，泉水出水量仅0.1L/s。其围岩蚀变有硅化、绿帘石化、黄铁矿化。受西北向断裂的影响呈弹性形变，张开性较好，裂隙面可见铁锰质、泥质及绿帘石化物质，在钻孔施工中冲洗液消耗量大，揭露时水位突升，有的并涌出地面（据访问调查），说明该断裂带为地下水良好的渗透通道，也是该区的热储层。
第三节 盖 层
盖层在该热储形成条件中，起到隔热保温作用。本区盖层由第四系和侏罗系火山岩组成，构造上为单斜断块箕状盆地，第四系为披盖式的坳陷盆地。区内第四系相对都较薄，分布范围有限，并未将花岗岩体全都覆盖，保温作用地，所以说第四系盖层为不甚理想盖层。因为地热源是花岗闪长岩，热能是通过裂隙—断裂水对流传递而携带出来，所以第四系盖层对区内地热能的保温不是很明显。在区内盖层的另一个主要作用是汇聚地表水，通过裂隙断裂的渗透补给岩体的节理，裂隙及断裂带中，受热源的加温加热。地下水的径流，经花岗岩体内深部循环后，于构造的有利部位—构造的复合部位，在沟侧上涌热泉。
分布于蓬壶岩体中部的侏罗系火山岩盖层，尤如一顶帽子盖在蓬壶岩体之上，对地热能起到较明显的保温作用。
因此，在本区内盖层所起的作用一是起保温作用，二是汇集地表水，对地热水起补给作用。
第四节 控储构造
构造裂隙为地热流体渗透、传导的主要通道，起到集热廊道作用。该区为主要发育的断裂由北东向断裂和北西向断裂。北西向断裂时伴随永安—晋江大断裂而发育的，这组断裂大都以张性断裂形成出现，导水性良好。区内的北西断裂为F7，为推测张性正断裂，其走向北西，倾向北东，倾角较大。大气降水或地表水通过裂隙渗入地下水深处，而后在该断裂带中深循环并且迅速加热。由于北东向蓬壶苏坑断裂的作用，在北东、北西构造的复合部位，也就是在它们上盘，局部构造隆起，使得热储的位置变浅，强的热流使伴生构造裂隙带中裂隙含水层中的水达到相当高的温度，然后在对流及静水压力作用下上升，温泉在该断裂带及其伴生的小断裂或裂隙上出露。北东向蓬壶苏坑断裂是以压扭性断裂为主，导水性差或不导水，其伴生的小断裂对地热水进行屏障阻隔，起到构造隆起、汇集热水的作用。
第五节 地热单元的成因探讨
在以蓬壶镇所在区域为盆地中心的周围，区域热背景热流值在74—99mw/m2，高于代表性的平均值63—68mw/m2，说明本地区的构造活动强烈或构造事件年龄小，水热系统是在为偏高的区域热背景下，地下水经深循环而获得热量，形成水热异常区。
从整个地热田来看，地下水的迳流方向与地形基本一致，总体上是北西高南东低，地下水由北西往南东迳流。温泉也是沿着北西向断裂带分布，具有明显的链状分布特征，也就是说北西向张性断裂带是热水的迳流途径，是热贮通道和热贮空间。从局部小区来看，温泉出露在NE至NM断层的复合部位形成的楔形内，而且仅在NE、NW断层上盘所形成的锐角区。
蓬壶热异常区地下水迳流方向分别由都溪向南东迳流，而后进入NW向的F7断裂带，在垂向下渗后进行深循环过程中不断被加热，而获得热量，而后在F7断裂带这一管道中向南东作水平运动。在控热构造组合中，NW向断裂力学性质以张剪性为主，热水经深循环，沿着断裂通道作水平运动，主要起到导水作用；NE向断裂力学性质以压剪性为主，好像一道屏障起着阻隔汇集热水的作用，当热水流经此处时，受NE向压扭性断裂的作用，NW向上盘基岩处于抬高部位，热水也相应上升，从而使热水贮存在楔形的锐角区内。
第四章 第二单元的基本特征
第一节 地下热水的化学特征
地下热水的化学特征，受形成地下热水的断裂带和深部地质环境控制，且与其在循环过程中所流经的地层岩性有关。永春县蓬壶镇在SW2处取水做了水质全分析化验，其化验成果见表2：
从表中可见，区内温泉的水化学类型为：
型；PH值为7.99，为弱碱性水；矿化度较低，为0.5423
；可溶性
含量为95.0
，为硅水。
另外，热水中
含量较高，为6.8，为含氟水。水化学组分，除氟超标外，其它均符合天然饮用矿泉GB8537—87标准，温泉是良好的硅酸与硫酸型复合医疗矿泉。
水化学分析成果表 表2
第二节 温泉温度、流量
通过调查，现共发现地热点13点，其中自然露头3点，人工揭露5点，带有热异常的人工揭露井共5点，其温度、流量见表3：
温泉（井）的温度、流量统计表 表3
第三节 热储温度
该区不具备孕育高温热水系统的地质构造和高热背景。区域大地热流测试结果，其背景值为75
。从实际资料热水物理性质成果表明，该区蓬壶镇魁都温泉63。C，不属于沸泉。下面根据水质分析成果，用、钾、镁地热温标均计算该区的热储温度。
一、利用玉髓温标计算
采用石英—无蒸气损失（福尼埃）温标计算公式
式中：——水中二氧化硅含量，按水质分析资料为95.0
代入计算公式计算结果为：求得该区热储温度为134.346。C
说明该区热水为断裂深循环型中低温热水。
二、利用钾、镁地热温标计算：
利用钾、镁地热温标计算前提是要预测热田的属性，它适用于中低温地热田。在利用玉髓温标计算结果该地热田为中低温地热田的基础上，采用钾、镁温标来测算。
采用公式
式中，
—水中钾离子的含量，为4.30；
—水中镁离子的含量，为0.49
计算结果：估算温度101.74。C。
采用上述两种计算结果，采用均衡方法，测算出蓬壶地热单元的地热储基础温度。
均衡原则：算术平均值。
均衡值
均衡的结果：该地热单元热储基础温度为118.04
。在后面第五章“地热资源可采量估算”所用到的热储温度
就是采用上述计算的结果，即=118.04。
第五章 地热资源可开采量估算
在普查阶段，对资源计算评价，人们常用热量容积法进行地热资源预测。针对本调查勘查程度较低，所以采用现有天然温泉流量法来估算。
一、热补给量
根据该地热水资源条件，采用天然温泉流量法来计算：
式中：
：热补给量（
)
：天然温泉流量，采用温泉编号SWO2的最低值，即
（数值见表2）
：天然露头温泉，取SWO2温度值
：年平均气温，取20
将一下数据代入公式得：
，相当29000
的标准煤508.90
。
二、储存热量
采用热储法，计算公式为
式中：
——储存热量（KJ）
A——计算区面积，取0.2
H——计算区平均厚度，取2.0Km
——分别为岩石和水的密度，取2.64
及1
——分别为岩石和水的比热，取0.825
及4.1868
——岩石的平均裂隙率，采用0.01
——泉口平均水温，取63
——热储温度，取118.04（上节计算结果）
三、可开采热量
采用公式
式中：
：可开采热量（KJ）
：可开采系数，根据水源地的地质构造条件及汇水面积，取0.08代入公式得：
若上述8%的储存热量计划在100年内开采完，则年可开采热量为：
，相当于7标煤。
日可开采热量为：
，相当于2.61
标煤。
四、可开采水量
式中：
：可开采水量（
）
：为设计开采水温，取63
代入得：
以上仅是在初查阶段的估算结果，若要查明该区地热资源量，建议下一步进入详查工作，在SW03附近进行电法工作，在合理部位施工抽水井（见水文地质图）。
第六章 开发利用预评价
蓬壶地热单元魁都、汤城现有自然露头三点（一点SW14在沟底，无法测其流量），平均温度为63。根据“地热资源地质勘查规范（GB11615—89）”，该地下水属中低温地热资源，开发利用（开发利用途见表4）可产生较好的环境效益、社会效益和经济效益。
地热能开发利用及温度范围 表4
一、 环境效益
若按天然温泉流量2.6
（SW02点），温度为63，所排放总量为
，相当于29000KJ/Kg的标准煤508.9。若将上述8%的储存热量计划在100年内开采完，则年可采热量为
，相当724.24标煤。与其它各种能源折合所需量（见表5）。
每年可节省原煤量约为0.869万吨。每烧一吨原煤则向大气排放CO、CO2、S等有害气体及粉尘约102Kg，故每年燃烧0.869万吨原煤就向大气中约排放886.38吨有害物质。
由每卡车5吨运输这些煤约需要1738车次，尚有一半燃烧剩下的废渣要外运清除，由此造成交通运输车辆排放的有害气体尚不计算在内。可见称地热是一种清洁的能源是当之无愧的。
开采每年所排放热量折合其它能源量化表 表5
二、 社会效益
地热水中含对人体有益的硅、碘、氟、重碳酸和硫酸氢等物质，洗温泉浴早已成为当地民众日常生活的一种高级享受。
硅酸浴疗适应湿疹、牛皮廯、麻疹及部分妇女病。
氟水浴中氟含量越高，对银屑病疗效越好，氟水尚可提高某些免疫功能。
硫化氢对人的皮肤、心血管、呼吸系统、神经网络系统和肾功能均有较好的影响。
从水化学成果表中可见，蓬壶地热单元热水氟的含量为6.30，是饮用水标准含量小于1的6.8倍，故不得直接饮用。在热水尾水的排放过程要作处理。
三、 经济效益
从开发地热水的经济效益分析，主要体现在前期一次性投资高，日常管理费用较低而显示它的特征，而温泉提供热水的能量就起决定性的作用。主要考虑水量的多少、水温这两个参数。
在表3反映，开采每年所排放热量折合其它能源量化表中充分体现地热水开发利用的经济价值。
地热是一种集热、矿、水三位为一体的资源，它的形成要具备一定的条件，如同其它矿产一样，在我省资源短缺的情况下，地热这种特殊的水资源就是更加宝贵。
蓬壶地热单元，依山傍水，处于泉三高速公路蓬壶出口站附近，开发地热资源，会给蓬壶镇乃至永春环境美化、经济发展锦上添花。
第七章 结论及建议
一、蓬壶热异常区地下水迳流方向分别由都溪向南东迳流，而后进入NW向断裂带，在垂向下渗后进行深循环过程中不断被加热而获得热量，而后在NW断裂带这一管道中向南东作水平运动，在控热构造的复合部位出露。
二、蓬壶地热单元现共发现地热点13处，其中自然露头3处，人工揭露5处，其他带有热异常的人工揭露井5处。魁都现有自然露头两处，其最大总流量为284 m3/d，最小总流量为162 m3/d，平均流量为223 m3/d。平均温度63。
三、温泉的水化学类型为：SO4-NaCa型；PH值为7.99，为弱碱性水；矿化度较低，为0.5423
；可溶性
含量为95.0，为硅水。另外，热水中
含量较高，为6.8，为含氟水。水化学组分，除氟超标外，其他均符合天然饮用矿泉CB8537—87标准，温泉是良好的硅酸与硫酸型复合医疗矿泉。
四、若按天然温泉流量2.6
（SW02点），温度为63，所排放总热量为
,相当29000
的标准煤61.37
。若将上述8%的储存热量计划在100年内开采完，则年可采热量为
，相当724标煤，日可开采量为425，具有广阔的开发前景，开发利用有明显的经济效益、社会效益和经济效益。
建议及存在问题：
（1）建议该区继续详查工作，在SW03附近施工抽水井（见水文地质图），查明该区地热资源量。
（2）若设计抽水井的施工，热水的开发利用，可能会引起地热水水位的下降，导致温泉自然露头的消失。