广西干热岩地热资源赋存条件分析

doi:10.13745/j.esf.sf.2019.12.4

地学前缘 ›› 2020, Vol. 27 ›› Issue (1): 55-62.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.12.4

广西干热岩地热资源赋存条件分析

康志强¹^,²^,³(), 张起钻³, 管彦武⁴, 刘德民⁵^,^*(), 袁金福³, 杨志强³, 陆济璞³, 王新宇³, 张勤军⁶, 张美玲⁶, 冯民豪⁶

1.表生地球化学教育部重点实验室; 南京大学地球科学与工程学院, 江苏南京 210093
2.中国-东盟地学合作中心(南宁), 广西南宁 530023
3.广西壮族自治区地质矿产勘查开发局, 广西南宁 530023
4.吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林长春 130026
5.中国地质大学(武汉) 地球科学学院, 湖北武汉 430074
6.广西壮族自治区地质调查院, 广西南宁 530023

收稿日期:2019-03-15 修回日期:2019-10-20 出版日期:2020-01-20 发布日期:2020-01-20
通讯作者: 刘德民
作者简介:康志强(1982—),男,博士,高级工程师,水工环地质专业,主要从事岩溶水文地质及地热地质工作。E-mail: zqkang000@126.com
基金资助:
广西科技基地和人才专项项目(桂科)(AD17129052);广西地质矿产勘查开发局部门预算前期地质勘查项目“广西干热岩选区预测与分级评价”和“广西东部干热岩远景调查评价”

Analysis on the occurrence condition of geothermal resources of hot dry rock in Guangxi

KANG Zhiqiang¹^,²^,³(), ZHANG Qizuan³, GUAN Yanwu⁴, LIU Demin⁵^,^*(), YUAN Jinfu³, YANG Zhiqiang³, LU Jipu³, WANG Xinyu³, ZHANG Qinjun⁶, ZHANG Meiling⁶, FENG Minhao⁶

1. Key Laboratory of Surficial Geochemistry, Ministry of Education; School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2. China-ASEAN Geosciences Cooperation Center (Nanning), Nanning 530023, China
3. Guangxi Bureau of Geology & Mineral Prospecting & Exploitation, Nanning 530023, China
4. College of Geo-exploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China
5. School of Earth Sciences, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China
6. Guangxi Institute of Geological Survey, Nanning 530023, China

Received:2019-03-15 Revised:2019-10-20 Online:2020-01-20 Published:2020-01-20
Contact: LIU Demin

摘要/Abstract

摘要：

基于以往的认识,广西属于“缺煤、少油、乏气”的能源资源匮乏区,绝大部分能源靠进口或外省输送,能源结构极不合理。但是,广西地处亚欧板块、印度板块与太平洋板块的交接地带,地壳厚度较薄,断裂构造发育,岩浆岩大面积出露且放射性元素含量较高,具有较好的生热、储热条件。基于EGM2008全球超高阶地球重力场模型对广西地壳结构和深部界面重新计算,综合前期基础地质调查资料、元素地球化学资料、地热地质资料,对广西干热岩的成生条件和保存条件进行分析,认为北部湾盆地、玉林凹陷、郁江凹陷等构造单元具有干热岩成藏条件,可作为广西干热岩远景调查区进行下一步勘查。

关键词: 干热岩, 远景调查区, 大地热流值, 广西壮族自治区

Abstract:

Conventional wisdom has long regarded Guangxi as a resources-poor region for its lack of coal, oil and gas resources. Indeed, Guangxi has an extremely unsustainable energy structure with most energy imported from other provinces or foreign countries. However, Guangxi is located at the intersections of the Eurasian, Indian and Pacific plates, thus has relatively thin crust, well developed fault system and large volcanic rock outcrops with high radioactive elemental content. In fact, southeast Guangxi has good heat generation and storage conditions. Based on the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), we recalculated the crustal structure and crystalline basement interface in Guangxi using Parker-Oldenburg’s algorithm. We analyzed the conditions for dry hot rock formation by integrating previous basic geological survey and elemental geochemical and geothermal geological data. We concluded that dry hot rock formation conditions are met in the Beibu gulf Basin and Yulin and Yujiang Depressions. These areas can be used for hot dry rock prospective survey in the next exploration.

Key words: hot dry rock, prospective survey area, terrestrial heat flow, Guangxi Zhuang Autonomous Region

中图分类号:

P314

康志强, 张起钻, 管彦武, 刘德民, 袁金福, 杨志强, 陆济璞, 王新宇, 张勤军, 张美玲, 冯民豪. 广西干热岩地热资源赋存条件分析[J]. 地学前缘, 2020, 27(1): 55-62.

KANG Zhiqiang, ZHANG Qizuan, GUAN Yanwu, LIU Demin, YUAN Jinfu, YANG Zhiqiang, LU Jipu, WANG Xinyu, ZHANG Qinjun, ZHANG Meiling, FENG Minhao. Analysis on the occurrence condition of geothermal resources of hot dry rock in Guangxi[J]. Earth Science Frontiers, 2020, 27(1): 55-62.

图/表 9

图1 广西大地热流密度图

Fig.1 Terrestrial heat flow contour map of Guangxi

表1 广西花岗岩中U和Th元素丰度值

Table 1 Contents of U and Th in granite rocks in Guangxi

岩性	时代	w_B /10^-6
岩性	时代	U	Th
花岗闪长岩、斜长花岗岩、石英闪长岩	四堡期	2.5	12.8
花岗闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩、斜长花岗岩	加里东期、燕山早期	6.58	30.6
角闪石黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩	燕山晚期	13.05	19.5
杂岩体	燕山早期	10.56	22.5
堇青石黑云母、二长花岗岩	海西—印支期	3.46	22.3
紫苏辉石、花岗斑岩	海西—印支期	4.57	24.4
黑云母二长花岗岩	加里东期	4.78	30.2
含角闪石黑云母、二长花岩、钾长花岗岩	燕山早期、燕山晚期、海西期	10.52	34.7
二云母二长花岗岩、钾长花岗岩	雪峰期、燕山早期、燕山晚期	4.35	18.2
二长花岗岩、斜长花岗岩	燕山晚期	7.5	37.8
广西平均值		6.79	25.3
全球^*		5	20

图2 广西温泉和2008-2018年间3级以上地震分布图

Fig.2 A geological-tectonic map showing the distributions of thermal springs (blue dots) and earthquakes with magnitude 3 or above (red dots) in Guangxi between 2008 and 2018

图3 广西莫霍面和结晶基底面埋深推断图 A—莫霍面;B—结晶基底面。

Fig.3 The inferred Moho interfaces (A) and crystalline basement interfaces (B) in Guangxi

表2 广西境内深井测温数据及平均地温梯度计算值

Table 2 Measured deep well temperature data and calculated average geothermal gradient in Guangxi

序号	井号	孔深/m	最大测温深度/m	最高实测温度/℃	平均地温梯度/(℃·hm^-1)	4 000 m计算温度/℃
1	雒容1井	1 505	1 505	47.9	1.69	90.07
2	德胜1井	5 107	5 107	117.5	1.92	96.25
3	秧1井	4 450	4 450	125	2.37	114.34
4	旧州1井	4 630	4 616	134.1	2.12	121.04
5	合浦1井	1 800	1 800	79.6	1.92	121.84
6	桂柳地1井	1 960	1 960	72.7	2.48	123.29
7	东塘1井	1 219	1 219	53.9	2.5	123.43
8	瑞参1井	4 810	4 810	145.5	2.62	124.28
9	双1井	5 501	5 501	176.6	2.86	133.67
10	万参1井	3 200	3 200	118.5	2.65	139.70
11	桂来地1井	1 445	1 445	79.5	3.95	180.42
12	明1井	1 400	1 200	68.8	2.20	130.40

图4 广西4 km深度温度分布格局

Fig.4 Temperature pattern of Guangxi at 4 km depth

图5 干热岩有利区储层-盖层组合模型 A—沉积岩地层区;B—侵入岩地层区。

Fig.5 Reservoir-cap assembly model for hot dry rock favorable area. (A) Sedimentary rocks area; (B) Intrusive rocks area.

图6 广西地壳构造推断剖面图(据文献[20]修改) 1—硅镁质层(下壳层); 2—下硅铝质层(中壳层、结晶基底层); 3—上硅铝质层(上壳层、褶皱基底及沉积盖层); 4—花岗岩; 5—混合岩; 6—沉积岩;7—韧性剪切带; 8—结晶基底面; 9—康氏面; 10—莫氏面; 11—元古宙地层; 12—古生代地层; 13—中生代地层; 14—新生代地层; 15—热盖层; 16—热储层。 A—桂西北—北部湾剖面;B—九万大山—云开大山剖面。

Fig.6 The sectional view of inferred crustal structure of Guangxi. Modified from [20]. (A) From Northwest Guangxi to Beibu Gulf; (B) From Jiuwan to Yunkai Mountains.

图7 广西干热岩远景调查选区

Fig.7 Geological map of Guangxi indicating the hot dry rock prospective survey area

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广西干热岩地热资源赋存条件分析

Analysis on the occurrence condition of geothermal resources of hot dry rock in Guangxi

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