新疆阿拉山地热区地热资源赋存状况分析(图文)

通过对野外资料的分析整理、结合地质测绘、地球物理勘探及遥感解译成果，初步明确了F3断裂与F4断裂复合部位对阿拉山地热区地热流体具有控制意义，在温泉沟F1、F2、F7断裂控制的区域内，地热异常区明显，顺温泉沟长约200m，宽约80m，热储面积约16000m2。通过对热储特征、水文地质条件及水文地球化学特征的分析，综合确定了1号井地段（F3断裂与F4断裂复合部位）为热储集中分布地段，地球物理勘探初步查明的热储层顶板埋深在120-130m，长度30m，宽度20m，热储层厚度20m左右，具有实际的开发利用价值。

根据探采结合孔的施工，在孔深70－140m范围连续揭露裂隙含水段61.2m，成井后进行的涌水试验测得稳定热储自流量为440 m3/d，水温45.5℃，与此同时，温泉沟内的温泉及原地热井均出现断流，由此也决定了在此范围内开发利用地热资源的唯一性。

3新疆乌苏市阿拉山地热区地球化学特征分析

（1）温泉地热水的水化学特征

通过对乌苏市南山温泉沟温泉、原地热井及本次施工地热探采结合井的取样测试，阿拉山地热区温泉地热水的水化学类型为SO4－Na型，其中SO42－含量192.1mg/L，占阴离子总数的64.4%，Na+含量127.6mg/L，占阳离子总数的89.4%，矿化度460.5mg/L，PH值9.8。

（2）阿拉山地热区及外围地表水、地下水同位素特征

为查明阿拉山地热区地下水的来源，收集了阿拉山地热区周围已有的水化学同位素资料，通过分析对比，得出如下结论：阿拉山地热区及外围中，四棵树河水的δ18O、δD最低，白杨沟河水和艾其沟裂隙水相对富集重同位素，反映出不同水体的补给高程的差异较大。本区河水、泉水和裂隙水氢、氧同位素组成数据点均位于全球雨水线附近，统计求得直线方程为：δD=5.325δ18O-21.876，直线斜率小于8，在3～6之间，说明阿拉山地热区水样品均起源于大气降水。降水中D、18O的含量与当地的海拔高度有关，也就是所谓的高度效应，利用同位素入渗高度来推算确定含水层地下水补给区的海拔高度。具体公式如下：

H＝（δS－δP）/K＋H水

其中：H代表地下水补给区的海拔高度（m）；

δS代表水点露头（泉）的δ18O值；-12.1‰

δP代表大气降水中的δ18O值；-10.6‰

K为同位素高度梯度，一般为0.2-0.3‰/100m；

H水代表水点露头（泉）的高程（m），1755m。

推算结果可以确定乌苏南山温泉含水层补给海拔高度在2255-2505m之间。说明阿拉山地热区含水层的补给来源于2200m以上的中高山区基岩裂隙水的补给。

阿拉山地热区及外围地表水、地下水同位素组成表

（3）阿拉山地热区温泉水的地球化学特征

阿拉山地热区岩性主要为花岗闪长岩，属于结晶岩类型，据前人资料分析，岩浆岩本身就富含较高的氟元素，另外岩浆岩对地下水F－含量的富集也起到很大的作用。而阿拉山地热区温泉中F－在很大程度上取决于含水层围岩的地球化学特征，其因素有两方面的影响：一方面在构造运动的条件下，在断裂带中创造了氟的聚集、迁移以及水温和化学组成条件；另一方面，结晶岩本身，当它富含氟时，就是溶液中氟的提供者。发表论文。阿拉山地热区在这两方面均具备了上述条件，因此，也就了解了阿拉山地热区氟含量偏高的原因之一。

（3.1）关于阿拉山地热区F－与Na+含量偏大的来源分析

由于阿拉山地热区热储呈带状，受断裂构造控制，属于深循环地热流体成因，在深部高温高压的条件下，结晶岩被淋滤时，钠向溶液中转移的强度将超过钙，水质变为钠型水，钠的富集必然导致阿拉山地热区CaF2的溶解度增加，水中的PH值也相应的增加，由此导致水的含氟量增高。另外，硫酸钠型水中氟的浓度会随着钙含量的增加而降低，却随着钠含量的升高而升高，这也是阿拉山地热区地下水中氟离子含量偏高的主要原因。同时，硫酸钠的溶解度随着温度的升高呈一定规律变化：当10℃时，它为8.3％；当30℃时，它为24％；当50℃时，它为31.8％；温度再升高，其溶解度反而降低。这是硫酸钠的溶解度特征，也是阿拉山地热区水化学类型为什么是SO4－Na型，而不是其它水化学类型的原因。

（3.2）阿拉山地热区其它元素成分分析对比

在水文地球化学中，往往通过水中的某些微量元素比值来确定其水化学特征的相似性及地热的温标，如：钾和钠比值、锂和锶比值、SO42－和钙比值等等。

阿拉山地热区泉（井）水的Ca2+、Li/Sr、SO42-/Ca2+、Na+/Ca2+差异明显，但却有一定规律（表7），大致分为三组。第一组包括1号（原地热井）、WQ01（探采结合井）和2号温泉水；第二组包括3号温泉和4号冷泉；5号冷泉构成第三组。水化学组成的差异代表了不同的水的来源，即三组水分别代表了不同的水的来源及演化机理。第一组和第三组水化学特征差异显著，可以确定为来源不同，分属于不同的径流通道，第二组水的化学组分含量及特征系数介于第一组和第三组水之间，可能为又一独立的水的来源，也可能是前两者的混合产物。从本次勘查施工的WQ01（探采结合井）进行自流量观测时，1号（原地热井）和2号温泉水完全断流，而对其他泉水尤其是冷泉影响很小来看，判定三组水的补给来源不同、径流通道不同是有依据的。

在微量元素温标方面，前人常利用Mg2+/Ca2+低值表示高温，高值表示低温，Na+/Ca2+温标高值表示高温，CL-/F-高值表示高温的方法来粗略判定地温变化情况。由表7可以看出，Na+/Ca2+温标指示比较典型，1号（原地热井）、WQ01（探采结合井）和2号泉地段Na+/Ca2+温标高值表示高温；4号、 5号泉地段低值表示低温。发表论文。

由此综合确定1号（原地热井）、WQ01（探采结合井）和2号泉地段具有热储意义，地热流体富集较好。

乌苏南山温泉主要微量元素一览表

4 结论

新疆乌苏市阿拉山地热区温泉的分布与阿拉山地热区断裂构造密切相关。阿拉山地热区在经历多期次构造运动后，岩体受到破坏和错动，为地下水的循环和储存创造了有利条件,通过地形测量、地质测绘、地球物理勘探、遥感解释、探采结合井的施工以及资料的综合研究分析，认为近东西向F1断裂及其次一级断裂F2、F7控制了该区地热流体的分布，其他断裂则控制了地热流体的富集。阿拉山地热区地热资源类型属于断裂（裂隙）型，为局部地质构造活动造成的地热异常，主要是地下水在地壳内部深循环过程中获得热量，然后通过深循环并通过断裂破碎带富水地段顺通道上涌地表形成。通过对野外资料的分析整理、结合地质测绘、地球物理勘探及遥感解译成果，在温泉沟F1、F2、F7断裂控制的区域内，地热异常区明显，顺温泉沟长约200m，宽约80m，热储面积约16000m2。明确了F3断裂与F4断裂复合部位对阿拉山地热区地热流体的分布与富集具有显著的控制意义。通过探采结合孔的施工、涌水试验、近一个水文年的动态观测和温泉地热资源评价，综合确定温泉地热探采结合井的允许开采量为440m3/d，水温45.5℃。评价地热资源量Q为17160kcal/s。根据地热资源温度分级，乌苏阿拉山地热区温泉地热流体的温度为45.5℃，属于低温地热资源温热水（40℃≤t＜60℃），主要可作为医疗和洗浴用水。乌苏阿拉山地热区地热资源的开发，投资少、见效快，经济效益显著；将成功带动该地区能源,交通,第三产业的迅速发展,增加了就业岗位；乌苏阿拉山地热区地热资源开发项目,将成为乌苏市新兴的绿色环保产业。

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