中国石化集团华北石油局第三普查勘探大队地热课题组在充分收集、分析、研究国内地热勘查开发成果的基础上,运用我国著名地质学家李四光先生的地质力学理论,对咸阳地热田开展了专题研究,得出了四点新认识。
一、咸阳地热田位于地质条件优越的渭河盆地之中
全国中低温盆地有300多个,总面积400多万平方公里,按照地热地质条件八大要素(盆地性质、深部构造、深大断裂、活动性构造、热源、水源、热储、资源规模)综合分析,宏观分布规律呈现中国东部是热盆分布带、中部是温盆分布带、西部是冷盆分布带的布局。
渭河盆地是我国中部鄂尔多斯——四川盆地间夹持的东西长300公里、南北宽60公里的狭长地堑型盆地,总面积近20000平方公里,按盆地的分布规律应属温盆带之列。但是,由于渭河盆地所处特殊地质构造环境,盆地性质由过渡性变为拉张性,构造活动由稳定性变为活动性,深部构造由深埋变为上拱,地温场由温盆变为热盆。八大地热地质条件的优化和组合,形成了特殊优越的地热盆地。
在地热地质条件八大要素综合分析对比中,综合条件比较优越的热盆地全国有30个,而居于前五位的是松辽、辽河、山东、冀中、渭河盆地。其它四个盆地都是油田和地热田的复合区,真正以地热为主体能源的盆地只有渭河盆地,而咸阳地热田又位于渭河盆地的中部,应当成为全国中低温地热资源开发利用的重点战略选区。
二、咸阳地热田具有大型热储结构,为建设中国地热城提供了充分的资源保障
以咸阳市区为中心的咸阳地区,位居西安凹陷的北部缓斜坡带上,平面展布近2500平方公里,新生代以来,各地质时期形成的砂岩热储层分布面积分别在1000-1500平方公里;由于构造活动多旋回性,垂向上形成五套多层楼式热储层系,累计厚度600-1000米。由于区内构造活动相对稳定,三条近东西向断裂,控制咸阳地区由北向南依次递降的三个平缓斜坡断阶,构造简单、热储的空间展布整体连续性强,形成了一个大型整装热储结构。根据国家地热资源地质勘查规范地热田划分标准,远远大于大型地热田的规模。可见,大型整装热储结构,为建成中国地热城提供了充分的资源保障。
李四光说过 “地下热能的开发和利用,是个大事情,这件事就像人类发现煤炭、石油一样,这是人类历史上开辟的一个新能源”。从这个意义上来看,咸阳地热田的开发和利用,在积极提倡新能源开发的今天具有极大的示范带动作用。
三、咸阳地热田地热水资源别具新特色
大:指资源规模大,就像一条巨龙躺在咸阳城下。
咸阳市规划区300平方公里地下热流体总量495亿立方米,热流可采量8.5亿立方米。
丰:指资源丰度高,就像一块浸满水的海绵。
咸阳地区的地下热水资源丰度比西安地区高,比国内京、津等地区更高,单位面积可采量是西安的2倍、是天津的4.6倍、是北京的2895倍。
多:指热源多,就像一个大水盆底有几个火炉在加热。
充足的热源:有盆地深部莫霍面上拱埋藏浅(32公里),导致上部地温增高,实测盆地大地热流值每平方米0.07瓦,比全球平均热流值0.06高出很多,说明盆地具较高热流值背景。
盆地周边及内部8000平方公里燕山期花岗岩体,其中富铀放射性衰变生热经初步测算,含铀13亿吨,形成总热量225万亿亿千卡,是同重量标煤的250万倍,相当于渭河盆地9亿亿千卡资源量的25万倍,足见稳定热源供给充足。
咸阳地区,武功—兴平—三原隐伏的串珠状花岗岩体,成为地下的“火炉”和“火墙”,花岗岩体年龄1.2亿年,铀235半衰期为7.5亿年,至今仅16%的铀衰变,地下“火炉”仍在燃烧增温之中,说明咸阳地区热源多而充足。
优:咸阳地热田地热水作为地热能源,具有单位体积地热水热能含量高的特点,是中低温地热能源的佼佼者。
地热水中普遍含有多种对人体有益的矿物成分、特殊的化学组分及某些气体成分,达到有医疗价值浓度的十余种,达到命名矿化浓度的有5-8项,占国家规范中全部16项医疗矿水的一半左右。医疗热矿水名称有氟水、溴水、锂水、碘水、锶水、硼水、硅水、砷水等,可见本区地热水是珍贵的医疗热矿水,具有很高的医疗功效和价值。
依据上述特点,可以确认,咸阳地区的地热资源是丰度高、品质优的大型整装热矿水型地热田。
四、咸阳地热田具有深部水热循环系统的特点
长期以来,一直认为大气降水、地表水渗流的现代水力循环系统是地热水形成的主要控制因素,近几年来最新研究成果,显示地下热水与深部更高温度的水热循环系统具有更重要的渊源,一些深达40公里以下的幔源物质,大量的20公里壳源物质的发现,同位素年龄资料,都揭示了深部热流、水热系统的活动规律,使我们认识到近地表浅部现代水力循环系统是认识地热形成规律的枝和叶,深部水热循环系统的研究才是认识地热形成规律的干和根。
李四光指出,“地球是一个庞大的热库,有源源不绝的热流,我们一定要打开这个庞大无比的热库,让它为人民所利用”。按照这一途径追索下去,一定能打开庞大热库的大门。
通过上述综合分析,表明了咸阳地热资源的形成是地质历史中难得的机遇,来之不易、非常宝贵。这是大自然给咸阳人民的恩赐,是地球母亲给予咸阳人民的珍贵礼物。我们要怀着感恩的心情,格外珍惜、爱护和科学合理开发利用它,与大自然和谐相处,感受地热新能源给咸阳社会、经济、环境、生态带来的巨大效益和无限生机。
