劉海，趙國(guó)紅，宋陽(yáng)

（安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心，安徽合肥 230091)

0 引言

地?zé)豳Y源（geothermal resources）是指經(jīng)濟(jì)的被人類社會(huì)所開(kāi)發(fā)利用的產(chǎn)生于地球內(nèi)部的地?zé)崮?、地?zé)崃黧w及其有用組分，包括水熱型、干熱型和巖漿巖型等多種類型[1]。其中水熱型地?zé)豳Y源是目前開(kāi)發(fā)利用的主要地?zé)豳Y源[2]。由構(gòu)造活動(dòng)而產(chǎn)生于地球內(nèi)部的地?zé)崮芤蚱鋬?chǔ)量豐富、綠色低碳、安全優(yōu)質(zhì)、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)而備受社會(huì)的追捧，是一種現(xiàn)實(shí)并具有競(jìng)爭(zhēng)力的新能源。

安徽省地處華東地區(qū)，區(qū)域上東臨江蘇、浙江，南連江西，西接河南、湖北，北與山東接壤。受強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的影響，區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源豐富，開(kāi)發(fā)利用歷史也悠久，巢湖市素有“中國(guó)溫泉之鄉(xiāng)”之美稱，半湯溫泉更是我國(guó)的四大名泉之一。自20 世紀(jì)60 年代初，安徽省對(duì)地?zé)豳Y源開(kāi)展深入的調(diào)查和研究，到現(xiàn)今安徽省在地?zé)岬刭|(zhì)、地?zé)崃黧w以及地?zé)豳Y源量等方面開(kāi)展了大量的工作，取得了豐碩的成果[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，安徽省人工揭露的地?zé)崧额^（溫泉和地?zé)峥祝┮延薪儆嗵?，埋藏深度?0～1500m 之間，地下熱水溫度為25～66℃，均屬低溫地?zé)豳Y源。

近年來(lái)，不少學(xué)者對(duì)安徽省的地?zé)豳Y源從資源量、成因方面進(jìn)行了研究。如在區(qū)域上，潘國(guó)林[4]、吳海權(quán)等[5]研究了安徽省地?zé)豳Y源的分布特征，并提出了遠(yuǎn)景區(qū)劃和開(kāi)發(fā)利用建議；陳學(xué)鋒等[6]對(duì)皖江經(jīng)濟(jì)帶地?zé)豳Y源的類型及開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了研究，并指出該區(qū)域具有較好的地?zé)岜尘?。彭吟雪[7]利用地?zé)崴乃瘜W(xué)數(shù)據(jù)及同位素資料，對(duì)安徽省內(nèi)地?zé)崴乃瘜W(xué)特征及同位素特征進(jìn)行了分析，建立安徽省地?zé)釤醿?chǔ)概念模型。在單一地?zé)崽镅芯糠矫?，如孫鳳賢[8]、孫雄[9]、黃江華[10]、馬冬[11]、夏智先[12]、黃多成[13]等對(duì)不同地區(qū)地?zé)豳Y源的分布及開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了研究，提出了各自的開(kāi)發(fā)利用方案。此外，也有不少學(xué)者對(duì)安徽省地?zé)豳Y源的成因模式進(jìn)行了有益的探討，如寧金野等[14-15]在開(kāi)展合肥地區(qū)地?zé)豳Y源潛力評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，指出合肥地區(qū)地?zé)嶂饕鞘芑茁∑鹁蹮釋?dǎo)致。夏瓊等[16]根據(jù)地?zé)徙@孔及物探結(jié)果得出合肥地區(qū)的熱儲(chǔ)類型以構(gòu)造裂隙型為主，碳酸鹽巖溶裂隙型次之，包括對(duì)流型、傳導(dǎo)型兩種成因模式；劉飛等[17]指出合肥斷陷盆地地?zé)豳Y源為低溫地?zé)崴Y源，地?zé)崃黧w為來(lái)源于地質(zhì)歷史時(shí)期的大氣降水補(bǔ)給或可能是“古沉積水”。在巢湖穹斷褶帶區(qū)，劉飛等[18]在論述巢湖半湯地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件的基礎(chǔ)上，分析了溫泉分布特征，探討了巢湖半湯地?zé)崽锏某梢蚰Ｊ郊暗叵滤畯搅魍ǖ捞卣鳎魂悓W(xué)鋒等人[19]對(duì)含山昭關(guān)地?zé)崽镄纬蓷l件及地?zé)崴瘜W(xué)特征進(jìn)行了分析，指出推覆構(gòu)造、斷裂構(gòu)造對(duì)含山昭關(guān)地?zé)崽锲鸬娇刂谱饔?。?duì)大別山隆起區(qū)，柏林等[20]分析了廬江湯池地?zé)嵝纬傻牡刭|(zhì)條件，闡述了地?zé)豳Y源的賦存條件及地?zé)崃黧w特征，確定廬江湯池地?zé)崽餅閷?duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)；此外，孫雄等[21]指出沿江地區(qū)是中低溫地?zé)豳Y源的分布區(qū)域。

以往的研究工作大多以單一地?zé)崽餅檠芯繉?duì)象，研究?jī)?nèi)容主要集中在地?zé)豳Y源的分布特征、開(kāi)發(fā)利用、潛力評(píng)價(jià)等方面，缺乏對(duì)安徽省地?zé)豳Y源分布特征的系統(tǒng)分析，在成藏模式方面缺乏系統(tǒng)的研究，目前研究的現(xiàn)狀難以支撐目前地?zé)豳Y源的合理開(kāi)發(fā)利用，因此，開(kāi)展安徽省地?zé)豳Y源的分布規(guī)律、成藏模式等方面的研究，提出合理開(kāi)發(fā)利用建議，對(duì)于優(yōu)化安徽能源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等具有十分重要的意義。

1 地質(zhì)背景概況

安徽省位于黃淮海平原南緣、秦嶺東延余脈、長(zhǎng)江中下游平原和江南丘陵北部的交變地帶，橫跨長(zhǎng)江、淮河、新安江三大流域。區(qū)內(nèi)平原、丘陵、山地類型俱全。地形呈西高東低、南高北低特征，大致可劃分為淮北平原、江淮波狀平原、皖西山地、沿江丘陵平原、皖南山地等五個(gè)地貌單元。

1.1 基礎(chǔ)地質(zhì)條件

安徽省地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，區(qū)域上地跨秦嶺地槽褶皺系、中朝準(zhǔn)地臺(tái)和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)三個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元。自晚古生代至新生代安徽省經(jīng)歷了蚌埠旋回至喜馬拉雅旋回等八個(gè)構(gòu)造旋回的漫長(zhǎng)地質(zhì)演化過(guò)程[4，7]，受地質(zhì)演化的影響，本區(qū)形成了一系列斷裂和坳（斷）陷構(gòu)造。與地?zé)岚l(fā)育有關(guān)的斷裂主要有阜陽(yáng)深斷裂、五合斷裂、郯廬斷裂等北北東向斷裂系，宿北斷裂、潁上斷裂、蜀山斷裂、劉府?dāng)嗔训葨|西向斷裂系，岳西斷裂、黃破斷裂、滁河斷裂等北東向斷裂系，九華山斷裂等南北向斷裂系以及巢湖斷裂等北西向斷裂系等五個(gè)斷裂構(gòu)造體系。區(qū)內(nèi)發(fā)育有蚌埠臺(tái)拱、舒城隆起、淮陽(yáng)臺(tái)隆和江南臺(tái)隆等斷隆區(qū)；巢湖穹斷褶帶、滁河陷褶斷帶、淮南陷褶斷帶以及淮北陷褶斷帶等褶斷從南到北依次分布。整體上斷隆及褶斷分布差異大，呈南部多、升降幅度大，北部少且升降幅度小特征。此外，受斷塊構(gòu)造控制作用，安徽省發(fā)育中新生代坳（斷）陷31處，其中有地?zé)犸@示的有合肥斷陷盆地、宣廣盆地、廬樅斷陷盆地等。省內(nèi)凹凸相間發(fā)育的構(gòu)造為地?zé)豳Y源的形成提供了良好的環(huán)境。

安徽省自晚太古代以來(lái)各時(shí)代地層發(fā)育較為齊全。大體可劃分為北淮陽(yáng)地層區(qū)、華北地層區(qū)及揚(yáng)子地層區(qū)。大別山區(qū)、沿江和皖南的黃山、九華山一帶出露巖漿巖類；石臺(tái)、績(jī)溪、寧國(guó)、巢湖、淮南、歙縣、休寧以及淮北地區(qū)廣泛分布碳酸鹽巖類；碎屑巖類主要分布于金寨、霍山、東至—石臺(tái)—宣城和休寧、歙縣—屯溪一線；變質(zhì)巖類在大別山、皖南南部及嘉山、全椒縣等地分布較為廣泛。地?zé)豳Y源熱儲(chǔ)巖性與上述巖類密切相關(guān)，不同構(gòu)造單元其熱儲(chǔ)巖性差異較大。

1.2 地?zé)岬刭|(zhì)條件

1.2.1 巖體熱導(dǎo)率

熱導(dǎo)率是區(qū)域地溫場(chǎng)的重要控制因素之一[1]。其值主要取決于地層時(shí)代與巖性。據(jù)《安徽省大地?zé)崃骰A(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)量報(bào)告》[22]，全省巖石熱導(dǎo)率主要分布在2～3W/(m· K)之間，其次為1.5～2W/(m· K)和3～3.5W/(m· K)。其中華北地層巖石熱導(dǎo)率主要在1.50～2.50W/(m·K)之間，秦嶺-大別地層巖石熱導(dǎo)率主要在2.00～3.50W/(m·K)之間，揚(yáng)子地層巖石熱導(dǎo)率主要在2.50～3.50W/(m·K)之間[22]。

不同巖性的熱導(dǎo)率值存在較大差異，其中巖鹽的熱導(dǎo)率最高，平均值達(dá)6.729W/(m·K)，煤巖最低，約為0.376W/(m·K)；沉積巖、變質(zhì)巖、巖漿巖的平均熱導(dǎo)率依次增大，分別為2.689W/(m·K)、3.462W/(m·K)及3.633W/(m·K)[22]。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，安徽省區(qū)域上地溫梯度和地溫分布差異主要受不同巖層熱導(dǎo)率及不同區(qū)域巖層厚度等的影響，另外，不同地質(zhì)構(gòu)造單元也是影響地溫梯度及地溫分布的原因之一。

1.2.2 地溫梯度

安徽省地溫梯度區(qū)域性分布明顯，不同區(qū)域的地溫梯度變化是不一致的，總體表現(xiàn)為西高東低、北高南低。其中華北地層、秦嶺-大別地層和揚(yáng)子地層的平均地溫梯度分別為2.60℃/100m、3.19℃/100m 和2.61℃/100m。

郯廬斷裂帶周邊廬江平均地溫梯度大于3.0℃/100m，五河周邊在2.75～3.0℃/100m之間，顯示秦嶺-大別地層和郯廬斷裂帶局部有較高的地溫場(chǎng)，其出現(xiàn)的地?zé)犸@示大致分布在省內(nèi)的山前隆起帶、沉積（火山）盆地、穹斷褶帶及深大斷裂帶中（圖1）[22]。

從垂向上看，地溫梯度主要受地層巖性的控制。隨深度在不同巖性、地層等的地溫變化也呈現(xiàn)出一定規(guī)律。表現(xiàn)為松散層地溫梯度為3.29℃/100m，基巖地溫梯度為1.22～3.11℃/100m，巖漿巖地溫梯度1.54～3.01℃/100m，變質(zhì)巖地溫梯度1.31～2.23℃/100m。但奧陶系地溫梯度偏低，僅為1.22℃/100m；二疊系（主要為華北地層分區(qū)）地溫梯度偏高，可能由于含有低熱導(dǎo)率的煤等因素[22]。

1.2.3 大地?zé)崃?/p>

安徽省熱流分布總體為西部高東部低、南部高北部低。省內(nèi)熱流范圍為29.7～149.7mW/m2，平均值為61.51mW/m2。根據(jù)熱流值的變化，可將全省劃分為正常熱流區(qū)、高熱流區(qū)（熱流正異常區(qū)）和低熱流區(qū)（熱流負(fù)異常區(qū)），其對(duì)應(yīng)的數(shù)值分別為50～70mW/m2、大于70mW/m2和小于50mW/m2（圖2）。

其中高熱流區(qū)主要在長(zhǎng)山隆起帶、大別山隆起、廬樅盆地、巢湖穹斷褶帶、安慶凹斷褶束、淮南陷褶斷帶、沿江褶斷帶以及皖南褶斷帶等區(qū)域，熱流值一般在70mW/m2以上；低熱流區(qū)主要在淮北褶斷帶的東北部、淮南褶斷帶的南部、合肥盆地的中部等區(qū)域，熱流一般在50mW/m2以下；除皖西北、中部、皖南的青陽(yáng)和黃山區(qū)、皖東北端、合肥盆地等地，正常熱流區(qū)涉及我省大部分區(qū)域，其值在50～70mW/m2之間。

對(duì)比圖1 和圖2，得出安徽省大地?zé)崃髋c地溫梯度的分布呈現(xiàn)基本相同的變化趨勢(shì)，具有較好的相關(guān)性，尤以高低異常分布最為明顯（圖2）。表明熱流分布格局主要受中、新生代地殼構(gòu)造-熱演化控制，對(duì)不同構(gòu)造單元地?zé)豳Y源的形成提供了有利的熱源機(jī)制。

2 地?zé)豳Y源分布特征

2.1 地?zé)岢雎陡艣r

安徽省已發(fā)現(xiàn)的地?zé)犸@示主要有溫泉或人工揭露的熱水孔兩種類型，全省已見(jiàn)有65處，其中泉水溫度在20～25℃有9 處，溫泉14 處、熱水孔50 處以及熱礦坑1處。

根據(jù)野外調(diào)查結(jié)合資料分析，安徽省地?zé)豳Y源分布受地?zé)岬刭|(zhì)構(gòu)造的影響，其地?zé)豳Y源主要分布在隆起山地區(qū)、沉積盆地區(qū)以及深大斷裂區(qū)等構(gòu)造單元。全省溫泉和低溫泉出露分帶明顯，主要集中于大別山隆起、巢湖穹斷褶帶及江南臺(tái)隆深大斷裂區(qū)。江南隆起中溫泉出露帶呈方向性明顯的窄條狀，零星分布。這些發(fā)育特征的差異往往與深部地溫場(chǎng)有關(guān)，一般熱流高值區(qū)地?zé)犸@示異常明顯（煤田除外），溫泉出露即是高地溫場(chǎng)的表現(xiàn)之一。

沉積盆地（斷陷盆地）內(nèi)地?zé)犸@示主要分布在淮河以北的亳-阜盆地，其次在合肥盆地、沿江盆地及廬樅盆地內(nèi)，出現(xiàn)的地?zé)犸@示多為人工揭露，共有31處。目前揭露深度未超過(guò)2088m，最淺僅為104m，獲得的地?zé)崃黧w溫度最低25.5℃，最高54.3℃，鉆孔涌水量在30～2604m3/d之間。其中廬樅盆地中羅河、泥河和含山縣陶廠的地?zé)犸@示為礦山水文地質(zhì)勘探孔。

隆起山地（斷塊隆起帶）內(nèi)地?zé)犸@示主要分布在大別山斷塊隆起帶、巢湖穹斷褶帶及長(zhǎng)山隆起帶，出現(xiàn)的地?zé)犸@示多為溫泉，其目前己發(fā)現(xiàn)流體溫度在32～66℃之間溫泉10 處，單泉流量最大的1370m3/d，最小的16.4m3/d。

高坦深斷裂以東、周王深斷裂以南的江南臺(tái)隆中，地?zé)犸@示均位于深大斷裂帶上，多為溫泉，已發(fā)現(xiàn)28.5～47℃的溫泉4 處，泉流量107.14～360.0m3/d，另有1處礦山坑道排水出現(xiàn)水溫異常（圖3）。

2.2 熱儲(chǔ)巖性

安徽省地?zé)豳Y源的形成與沉積盆地、隆起山地的地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，不同構(gòu)造單元的地?zé)豳Y源賦存環(huán)境不同，其熱儲(chǔ)巖性也有較大的差異性。根據(jù)地?zé)豳Y源的賦存環(huán)境，就隆起山地區(qū)和沉積盆地區(qū)的熱儲(chǔ)巖性分布闡述。

2.2.1 隆起山地區(qū)熱儲(chǔ)巖性

安徽省隆起山地區(qū)地?zé)豳Y源主要分布于大別山隆起、巢湖穹斷褶帶及江南臺(tái)隆深大斷裂帶中。

大別山隆起內(nèi)構(gòu)造斷裂發(fā)育，且多數(shù)斷裂近期都有活動(dòng)，熱異常的分布受構(gòu)造控制，溫泉呈點(diǎn)狀及帶狀出露于兩組斷裂交會(huì)處或不同巖體接觸帶。熱儲(chǔ)巖性主要為巖漿巖（花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖等）及變質(zhì)巖（片麻巖、混合巖），熱儲(chǔ)類型均為深循環(huán)對(duì)流型、裂隙型帶狀熱儲(chǔ)。

巢湖穹斷褶帶受北東向滁河斷裂控制明顯，熱儲(chǔ)為古生界寒武系—奧陶系及石炭系—二疊系碳酸鹽巖巖溶-裂隙帶狀熱儲(chǔ)。

江南臺(tái)隆深大斷裂帶內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈，熱儲(chǔ)巖性主要為巖漿巖（花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等）、變質(zhì)巖及奧陶系石灰?guī)r等，熱儲(chǔ)類型分別為深循環(huán)對(duì)流型、巖溶裂隙帶狀熱儲(chǔ)。

2.2.2 沉積盆地?zé)醿?chǔ)巖性

安徽省沉積盆地區(qū)地?zé)豳Y源主要分布在淮河以北的亳-阜斷陷盆地、淮南陷褶斷帶，其次在合肥斷陷盆地、沿江斷陷盆地及廬樅斷陷盆地內(nèi)，出現(xiàn)的地?zé)犸@示多為人工揭露。

紙張、剪刀、膠棒、CD都準(zhǔn)備好。我先寫(xiě)下“畫(huà)畫(huà)”。甄小美繼續(xù)“頭腦風(fēng)暴”：玩玩具、澆花、和蘇皮玩、看書(shū)、聽(tīng)音樂(lè)、躺在床上思考、去別人家……我也一起“頭腦風(fēng)暴”：“幫忙掃地、幫忙洗碗、寫(xiě)漢字、寫(xiě)英文……”不過(guò)她最后都沒(méi)選。

其中皖西北地區(qū)、皖北地區(qū)含熱層位為古近系、新近系粉砂、細(xì)砂、砂質(zhì)黏土等，皖中盆地含熱層位主要是白堊系粉砂巖及砂礫巖，熱儲(chǔ)類型均為層狀熱儲(chǔ)。淮南陷褶斷帶主要熱儲(chǔ)層組成巖層為古生界石炭系—奧陶系石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，古近系、新近系粉砂巖、砂巖為次生熱儲(chǔ)，其熱儲(chǔ)類型為巖溶裂隙型、孔隙型層狀，具有層狀兼帶狀特征。沿江地區(qū)熱儲(chǔ)巖性主要為寒武系—奧陶系中厚層石灰?guī)r及巖漿巖中，局部為白堊系粉砂巖及砂礫巖，其熱儲(chǔ)類型主要為巖溶裂隙型層狀熱儲(chǔ)、裂隙型帶狀熱儲(chǔ)，局部為孔隙型層狀熱儲(chǔ)。

2.3 地?zé)崃黧w地球化學(xué)特征

安徽省內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的地?zé)崃黧w大多為溫?zé)崴驕厝?，少?shù)為熱水。地?zé)崃黧w的化學(xué)特征主要受熱儲(chǔ)巖性和地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)，地?zé)崃黧w化學(xué)特征在不同構(gòu)造單元呈規(guī)律性分布。

2.3.1 隆起山地區(qū)地?zé)崃黧w化學(xué)特征

根據(jù)地?zé)崴瘜W(xué)分析數(shù)據(jù)，隆起山地對(duì)流型地?zé)崃黧w水化學(xué)類型多為SO4-Na 型，其次為HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca·Na型（圖3）。

圖3 地?zé)崃黧w水化學(xué)Piper圖Figure 3. Piper diagram of water chemistry of geothermal fluids

大別山斷塊隆起帶的熱儲(chǔ)巖性主要為巖漿巖及變質(zhì)巖，大別山斷塊隆起帶溫泉水呈弱堿性，pH一般為7.70～8.69，最高可達(dá)8.86。TDS 的高低與水循環(huán)深度、地?zé)崃黧w溫度成正比，熱水礦化度一般為1177.2～1301.3mg/L，最高可達(dá)1376.1mg/L，溫?zé)崴驕厮V化度一般為258.1～558.2mg/L，最高僅559.7mg/L。水化學(xué)類型多為SO4-Na、SO4-Na·Ca型，其次為SO4·HCO3-Na、SO4·HCO3-Na·Ca型。

巢湖穹斷褶帶的熱儲(chǔ)巖性為古生界奧陶系—寒武系及石炭系—二疊系碳酸鹽巖，pH 為6.90～7.40，呈弱堿性或弱酸性。TDS（礦化度）的高低與地?zé)崃黧w溫度成正比，熱水礦化度最高可達(dá)2060.1 mg/L，溫?zé)崴V化度一般為1250.2～1379.0mg/L，最高可達(dá)2032.0mg/L。溫水礦化度一般為432.3～683.1mg/L。各溫泉熱水中陽(yáng)離子以K+、Na+、Ca2+、Mg2+離子為主，陰離子以離子為主，水化學(xué)類型多為SO4-Ca·Mg型，少數(shù)為HCO3-Ca·Mg型。

江南臺(tái)隆深大斷裂帶的熱儲(chǔ)巖性主要為巖漿巖、變質(zhì)巖及奧陶系石灰?guī)r等，深大斷裂中地下熱水均呈弱堿性，pH一般為7.26～8.27。TDS的高低與地?zé)崃黧w溫泉成正比，溫?zé)崴驕厮V化度一般為130.7～429.2mg/L，最高可達(dá)473.9mg/L。水化學(xué)類型除高坦斷裂中東至張灣溫泉流體水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型外，其余均為HCO3-Ca·Na或HCO3-Na·Ca型。

2.3.2 沉積盆地區(qū)地?zé)崃黧w化學(xué)特征

沉積盆地區(qū)地?zé)崃黧w水化學(xué)類型以Cl-Na 型為主（圖3）。

其中亳-阜斷陷盆地的熱儲(chǔ)巖性主要為古近系、新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組的粉砂、細(xì)砂、砂質(zhì)黏土等，盆地地下熱水均呈弱堿性，pH一般為7.24～8.38。水化學(xué)類型以Cl-Na型為主。由于亳-阜斷陷盆地是周口盆地的一部分，盆地中心位于河南周口，亳州和太和靠近盆地中心，因此，地?zé)崃黧w水化學(xué)特征也有反映，如由北往南，TDS 最高的亳州為13970.0mg/L，最低阜南田集為747.36mg/L，即由盆地中心往盆地邊緣總體趨勢(shì)減少，水化學(xué)類型也由盆地中心的Cl-Na型到盆地邊緣變?yōu)镠CO3-Na型。

淮南陷褶斷帶的熱儲(chǔ)巖性為古生代的碳酸鹽巖，其上覆的新近系碎屑巖為次生熱儲(chǔ)，淮南陷褶斷帶地下熱水均呈弱堿性，pH 一般為7.44～8.60。TDS 較高，自上而下分別為2600mg/L、2744mg/L，水化學(xué)類型均為Cl-Na 型，主要元素及礦化度除含量差異較大外，其余都非常接近、甚至一致，這說(shuō)明上覆的新近系中的地下熱水，是來(lái)自下伏的古生界熱儲(chǔ)的上升擴(kuò)散，從而形成次生熱儲(chǔ)；而古生屆熱儲(chǔ)含量高，與大氣降水入滲補(bǔ)給有關(guān)。

合肥斷陷盆地可進(jìn)一步劃分為定遠(yuǎn)盆地、合肥-肥東盆地。定遠(yuǎn)盆地的熱儲(chǔ)巖性為古生代寒武系碳酸鹽巖，地下熱水的TDS為544.2 mg/L，pH為7.02，接近中性。水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg 型，其中H2SiO3含量為26.2mg/L，達(dá)到礦水濃度，地?zé)崴擅麨楹杷岬牡責(zé)崴?。合?肥東盆地的熱儲(chǔ)巖性為中生代白堊系—侏羅系砂巖、粉砂巖及砂礫巖，盆地內(nèi)地?zé)崴嗜鯄A性，pH一般為7.46～8.68。水化學(xué)類型以HCO3-Na為主。

3 成藏模式

地?zé)豳Y源的形成與構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、地層巖性和水文地質(zhì)條件等關(guān)系密切。根據(jù)構(gòu)造成因和熱傳導(dǎo)方式的差異，水熱型地?zé)豳Y源可分為隆起山地對(duì)流型和沉積盆地傳導(dǎo)型兩種類型[1]。根據(jù)成藏模式與賦存環(huán)境的不同，隆起山地對(duì)流型和沉積盆地傳導(dǎo)型在安徽省均有發(fā)育（圖4）。

圖4 安徽省地?zé)豳Y源類型分布圖Figure 4. Distribution of geothermal resource types in Anhui Province

3.1 隆起山地對(duì)流型

該類型地?zé)豳Y源主要分布于大別山隆起區(qū)、巢湖穹斷褶帶及江南臺(tái)隆深大斷裂帶內(nèi)，均為隆起山地對(duì)流板內(nèi)深循環(huán)型，地?zé)犸@示以溫泉為主（圖4）。根據(jù)熱儲(chǔ)蓋層的厚度，安徽省隆起山地對(duì)流型地?zé)豳Y源可劃分為兩類，分別為隆起斷裂型地?zé)嵯到y(tǒng)和隆起山地褶斷型地?zé)嵯到y(tǒng)。

3.1.1 隆起斷裂型地?zé)嵯到y(tǒng)

該類地?zé)嵯到y(tǒng)主要分布在大別山隆起區(qū)以及江南臺(tái)隆區(qū)，主要有舒城西湯池、舒城山七，岳西縣湯池畈、岳西溪沸、太湖湯泉鄉(xiāng)地?zé)崽?、東至香隅等地?zé)崽铩Ｔ擃愋偷責(zé)嵯到y(tǒng)是由大氣降水在地形較高處補(bǔ)給后通過(guò)斷裂構(gòu)造或構(gòu)造破碎帶向下入滲進(jìn)行深循環(huán)，地下水在徑流過(guò)程中不斷吸取圍巖熱量增溫形成溫度迥異的熱水，地?zé)崴軌毫ψ饔迷跀嗔呀粎R處或構(gòu)造破碎帶有利部分形成溫泉或通過(guò)人工揭露地?zé)峋男问匠雎队诘乇恚纬梢粋€(gè)環(huán)流的地?zé)嵯到y(tǒng)。

隆起山地地?zé)豳Y源分布受壓性、壓扭性的北東、北北東向深大斷裂和張性、張扭性的北西向次級(jí)斷裂控制，溫泉或地?zé)峋饕詭罨蛎}狀出露在北北東、北東向斷裂與其次級(jí)北西向斷裂的交匯處，發(fā)育面積一般較小。隆起斷裂對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)的主要特征包括：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，大別山隆起受巖漿活動(dòng)的影響，可能存在巖漿活動(dòng)余熱，大地?zé)崃鳎?6.81mW/m2）高于全國(guó)大地?zé)崃骶担哂休^好的熱源；②一般處于斷裂的交匯處或者是透水巖層與隔水巖層的界面上；③熱儲(chǔ)為斷裂帶或構(gòu)造破碎帶，在大別山隆起、江南深大斷裂等地?zé)釁^(qū)巖性多為裂隙發(fā)育的變質(zhì)巖、侵入巖、火山巖等圍巖組成的斷裂破碎帶，屬構(gòu)造裂隙，涌水量可達(dá)3515.04m3/d，蓋層為熱儲(chǔ)所在巖體的完整—較完整的花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖等；④地?zé)崴饕邮墁F(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給為主，循環(huán)深度1766.03～1876.61m，地?zé)崴倪\(yùn)移主要受控于東西向與北西向兩組斷裂控制，溫泉或地?zé)岙惓^(qū)沿?cái)嗔褞С纱闋罘植荚谏畲髷嗔训慕粎R處，在循環(huán)的過(guò)程中發(fā)生冷熱水的混合作用；⑤地?zé)崴瘜W(xué)類型復(fù)雜多變，以SO4·HCO3-Na、SO4-Na、HCO3-Ca 型為主，TDS 大多不足500mg/L，富含偏硅酸以及氟、鍶等微量元素，地?zé)崴乃瘜W(xué)組成主要來(lái)源于地?zé)崴c圍巖之間的相互作用；⑥熱儲(chǔ)埋深在1736.03～1846.61m，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲(chǔ)溫度在108.56～120℃之間；⑦熱水溫度在25.5～66℃之間，明顯高于斷陷盆地地?zé)崃黧w溫度，但仍屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

圖5 隆起斷裂型地?zé)嵯到y(tǒng)成因模式圖Figure 5. Genetic pattern of uplift-fracture geothermal system

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)地?zé)崴诘匦屋^高處接受現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給后沿著斷裂帶或構(gòu)造破碎帶等導(dǎo)水通道向下入滲，直達(dá)基底，受較高的地?zé)岜尘盁醾鲗?dǎo)加熱后，在地形高差或相應(yīng)的水頭差作用下，以熱對(duì)流形式沿著深部的斷裂或構(gòu)造裂隙上升，在合適的部位形成地?zé)岙惓；蛴砍龅乇硇纬蓽厝蚪?jīng)過(guò)人工揭露地?zé)峋@露（圖5）。

3.1.2 隆起山地褶斷型地?zé)嵯到y(tǒng)

區(qū)內(nèi)最為典型的褶斷帶為巢湖穹斷褶帶，該褶帶區(qū)域上包括了含山、廬江、巢湖、和縣大部分地區(qū)。褶帶整體上呈北東向展布，發(fā)育北東軸向背、向斜相間的復(fù)式褶皺。自侏羅系后穹斷褶束帶受北東向斷層控制而整體隆起[7]。該穹斷褶束內(nèi)地?zé)豳Y源發(fā)育，主要有巢湖半湯溫泉、含山昭關(guān)溫泉、和縣香泉溫泉等地?zé)崽铩?/p>

區(qū)內(nèi)主要沿北東向滁河斷裂、香泉推覆斷裂、散兵斷裂、照明山斷裂以及東西向巢湖斷裂、獨(dú)山東湯池?cái)嗔训壬畲髷嗔褞Ъ捌浯渭?jí)斷裂帶附近發(fā)育碳酸鹽巖帶狀熱儲(chǔ)。該地?zé)嵯到y(tǒng)的主要特征包括：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，熱源傳遞方式有斷裂傳導(dǎo)深部熱和地層傳導(dǎo)深部熱，本區(qū)的大地?zé)崃髦?0.35～79.60mW/m2，明顯高于全國(guó)平均大地?zé)崃?，具有較好的熱源；②熱儲(chǔ)多為巖溶裂隙斷裂帶或構(gòu)造破碎帶，呈帶狀兼層狀分布，涌水量可達(dá)2280m3/d，富水程度中等—強(qiáng)；蓋層多為頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖等；③地?zé)崴饕邮艽髿饨邓a(bǔ)給，循環(huán)深度在921.80～2226.59m之間，地?zé)崴谘h(huán)過(guò)程中主要受北東向和北西向斷裂控制，溫泉或地?zé)岙惓^(qū)多呈串珠狀分布在深大斷裂的交匯處，地?zé)崴谏钛h(huán)過(guò)程中發(fā)生冷水混合，混入比例達(dá)80%以上；④地?zé)崴瘜W(xué)類型多以HCO3-Ca·Mg 型為主，局部地段有SO4-Ca·Mg 型水，富含偏硅酸及氟、鍶等微量元素，地?zé)崴乃瘜W(xué)組成主要來(lái)源于地?zé)崴c圍巖之間的相互作用；⑤熱儲(chǔ)埋深在891.80～2196.59m之間，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲(chǔ)溫度多為60～100℃，屬低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

圖6隆起褶斷型地?zé)嵯到y(tǒng)成因模式圖Figure 6. Genetic pattern of uplift-folding-faultinggeothermal system

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)地?zé)崴饕詿釋?duì)流形式沿著深部的斷裂或構(gòu)造裂隙上升，部分地段以熱傳導(dǎo)方式，受較高的地?zé)岜尘盁醾鲗?dǎo)加熱后，在地形高差或相應(yīng)的水頭差作用下，在合適的部位形成地?zé)岙惓；蛴砍龅乇硇纬蓽厝蚪?jīng)過(guò)人工揭露地?zé)峋@露（圖6）。

3.2 沉積盆地傳導(dǎo)型

沉積盆地傳遞型地?zé)豳Y源分布在皖西北的亳-阜斷陷盆地、淮南陷褶斷帶、皖中的合肥-定遠(yuǎn)盆地、沿江及南（陵）-黃（池）等斷陷盆地。其賦存環(huán)境主要受熱源、熱儲(chǔ)層、熱儲(chǔ)蓋層與導(dǎo)水通道的影響，大致可劃分為沉積盆地封閉型和沉積盆地半封閉型。

3.2.1 沉積盆地封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)

研究區(qū)內(nèi)中生代—新生代斷陷盆地較多，規(guī)模較大的有亳-阜盆地、合肥斷陷盆地、宣廣盆地、沿江盆地等，各盆地發(fā)生的時(shí)間不一，發(fā)育過(guò)程往往具有多旋回性，可按“成盆”時(shí)期分為四種類型，即燕山早期以來(lái)、燕山中期以來(lái)、燕山晚期以來(lái)和喜馬拉雅早期以來(lái)。盆地的演化過(guò)程大致經(jīng)歷了3個(gè)階段，侏羅紀(jì)為坳陷形成期，白堊紀(jì)早期至古近紀(jì)屬斷陷的發(fā)展期，其中以白堊紀(jì)晚期至古近紀(jì)為發(fā)展高峰，新近紀(jì)盆地進(jìn)入衰退期，地表準(zhǔn)平原化。據(jù)現(xiàn)有資料揭示，合肥斷陷盆地、宣廣盆地、安慶盆地等已發(fā)現(xiàn)低溫溫水資源，根據(jù)盆地內(nèi)地?zé)岢雎肚闆r，表明中生代-新生代斷陷盆地存在傳導(dǎo)型層狀熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源。

圖7 沉積盆地封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)成因概念模型Figure 7. Conceptual model of genesis of closed geothermal system in sedimentary basin

地?zé)嵯到y(tǒng)地溫梯度一般高于正常地溫梯度，地?zé)岙惓^(qū)面積較大，具有巨厚的蓋層和熱儲(chǔ)層。主要包括以下幾個(gè)方面特征：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，地溫梯度大于2.56℃/hm；②具有較厚的蓋層，巖性以定遠(yuǎn)組砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，厚度在80～509m 之間，部分地段可達(dá)1000m；③蓋層下伏良好的熱儲(chǔ)層，呈圈閉層狀特征，巖性為侏羅系砂巖、砂礫巖等，厚度大于500m，富水程度較好；④地?zé)崃黧w主要接受古大氣降水補(bǔ)給為主，在盆地邊緣山前地帶可能接受現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給，熱儲(chǔ)地?zé)崴h(huán)埋深在872.78～2234.41m之間，地?zé)崃黧w循環(huán)過(guò)程中幾乎不發(fā)生冷熱水的混合；⑤熱儲(chǔ)埋深在842.78～2204.41m 之間，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲(chǔ)溫度在53.69～75.00℃之間；⑥地?zé)崃黧w水化學(xué)類型主要以Cl·SO4-Na 型、Cl-Na 型為主，屬于高TDS 水，富含偏硅酸及氟、鍶等微量元素，地?zé)崃黧w組分主要來(lái)源于地?zé)崴c圍巖之間的水巖相互作用；⑦地?zé)崃黧w溫度一般在30～34.5℃，屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)主要是受古大氣降水的補(bǔ)給，屬于古沉積水，在盆地邊緣區(qū)接受現(xiàn)代大氣降水的補(bǔ)給，蓋層和熱儲(chǔ)層普遍發(fā)育且較厚，受大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)熱的加熱后地?zé)崃黧w經(jīng)深部循環(huán)，沿有利的斷裂通道向上運(yùn)送，在上涌的過(guò)程中地?zé)崴c圍巖發(fā)生相互作用，幾乎不發(fā)生冷熱水的混合（圖7）。

3.2.2 沉積盆地半封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)

該類地?zé)嵯到y(tǒng)主要分布在定遠(yuǎn)盆地、廬樅盆地等構(gòu)造盆地。區(qū)內(nèi)斷裂帶多為先壓后張多次活動(dòng)性斷陷，上盤(pán)下降形成斷陷盆地，下盤(pán)隆升構(gòu)成低山丘陵，地?zé)豳Y源受斷裂控制，多在盆地與隆起區(qū)的結(jié)合部位出露。

圖8 沉積盆地半封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)成因概念模型Figure 8. Conceptual model of genesis of semi-closed geothermal system in sedimentary basin

該類地?zé)嵯到y(tǒng)地溫梯度一般高于正常地溫梯度，地?zé)岙惓^(qū)面積較封閉型要小，蓋層一般為頁(yè)巖、砂巖，熱儲(chǔ)層厚度不一。主要包括以下幾個(gè)方面特征：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，部分存在巖漿活動(dòng)余熱（廬樅盆地），地溫梯度大于3.0℃/hm；②蓋層發(fā)育較封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)要差，分布不連續(xù)，地層厚度約40～270m，巖性主要以砂巖、黏土為主；③地?zé)嵯到y(tǒng)熱儲(chǔ)多為古生界奧陶系—寒武系碳酸鹽巖地層，熱儲(chǔ)受斷裂構(gòu)造的斷層產(chǎn)狀、斷裂破碎帶的寬度及斷裂兩側(cè)地層巖溶的發(fā)育程度控制，呈半封閉層狀兼帶狀特征，產(chǎn)水量大，水量約1824.34～3002.49m3/d之間；④地?zé)崃黧w主要接受大氣降水補(bǔ)給，循環(huán)深度在928.89～2006.02m 之間，在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生冷熱水的混合，冷水混入比例可達(dá)80%；⑤熱儲(chǔ)埋深在898.89～1976.02m，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲(chǔ)溫度在73.64～100℃；⑥地?zé)崃黧w水化學(xué)類型以HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca 型為主，TDS 小于500mg/L，富含偏硅酸及氟、鍶等微量元素，地?zé)崃黧w組分主要來(lái)源于地?zé)崴c圍巖之間的水巖相互作用；⑦地?zé)崃黧w溫度一般在27.5～38.5℃，屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)主要是受現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給，蓋層發(fā)育較差，熱儲(chǔ)層多為斷裂構(gòu)造內(nèi)碳酸鹽巖圍巖，地?zé)崃黧w受較高的地?zé)岜尘盁醾鲗?dǎo)加熱后經(jīng)深部循環(huán)后，沿導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造通道向上運(yùn)移，地?zé)崴谏仙^(guò)程中與圍巖發(fā)生較強(qiáng)的水巖相互作用，在淺部并有冷熱水的混合作用（圖8）。

4 結(jié)論與建議

地?zé)豳Y源作為一種清潔、可再生能源，其綠色低碳、安全優(yōu)質(zhì)、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低等特征受到人們的追捧。安徽省地?zé)豳Y源豐富，地?zé)犷愋投鄻樱_(kāi)發(fā)利用潛力大。安徽省內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶斷、隆起、坳陷交替發(fā)育分布，為地?zé)豳Y源的形成提供了良好的條件。巖石熱導(dǎo)率、地溫梯度、大地?zé)崃魈卣黠@示安徽省地?zé)豳Y源分布不均，不同構(gòu)造單元地?zé)豳Y源分布不一，整體上隆起山地區(qū)地?zé)豳Y源較沉積盆地地?zé)豳Y源豐富。

安徽省地?zé)豳Y源以溫泉和地?zé)徙@孔出露為主，屬低溫地?zé)豳Y源。水化學(xué)數(shù)據(jù)顯示隆起山地對(duì)流型地?zé)崃黧w水化學(xué)類型多為SO4-Na型，其次為HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca·Na型。沉積盆地區(qū)地?zé)崃黧w水化學(xué)類型以Cl-Na 型為主。根據(jù)構(gòu)造成因和熱傳導(dǎo)方式的差異，安徽省水熱型地?zé)豳Y源可分為隆起山地對(duì)流型和沉積盆地傳導(dǎo)型兩種類型。

目前對(duì)于地?zé)岙惓^(qū)圈劃往往僅考慮淺層地溫場(chǎng)、已有溫泉及地?zé)峋姆植家约皡^(qū)域地球物理場(chǎng)等指標(biāo)，建議充分考慮地?zé)岬刭|(zhì)條件，選取多指標(biāo)（地震數(shù)據(jù)、巖漿活動(dòng)特征）圈定地?zé)岙惓^(qū)。另外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地?zé)岬刭|(zhì)特征及水文地球化學(xué)特征的系統(tǒng)研究工作，進(jìn)一步完善地?zé)嵯到y(tǒng)成因概念模型。