江蘇省地熱資源分布規律

1. 江蘇省地形地貌特征
  地處中國大陸東部沿海地區中部，長江、淮河下游，東瀕黃海，北接山東，西連安徽，東南與上海、浙江接壤，是長江三角洲地區的重要組成部分。地跨東經116°18′～121°57′，北緯30°45′～35°20′。內陸面積10.26萬平方千米，占中國土地總面積的1.06%。長江橫貫東西425千米，京杭大運河縱貫南北718千米，海岸線長954千米。

  江蘇地形以平原為主，平原面積7萬多平方公里，占江蘇省面積的70%以上，比例居中國各省首位，主要由蘇北平原、黃淮平原、江淮平原、濱海平原、長江三角洲平原組成。江蘇地勢低平，河湖較多，平原、水面所占比例占江蘇省的90%以上，比例仍居中國各省首位，這是江蘇的地理特點。

  2. 江蘇省區域構造概況
  江蘇省位于中國東部沿海，地跨華北板塊、蘇膠地塊和揚子板塊三大地質構造單元，先后經歷加里東、海西、印支、燕山、喜馬拉雅等多期次構造活動，其間中國東部舉世矚目的深大斷裂-郯（城）廬（江）大斷裂帶斜貫江蘇西北部。由于大地構造位置的得天獨厚以及南、北碰撞帶復雜的地質構造演化歷史，在地球演化的漫長地質歷史時期，其地層發育較為齊全，地質構造極其復雜，巖漿活動頻繁多樣，礦產資源眾多，由此形成了類型豐富且獨特的地質遺跡，其中不乏具有全國乃至全球科學意義并體現地方特色與文化內涵的地質遺跡，它們具有較高的科學研究和觀賞價值，在中外地學界享有很高的聲譽。

  3. 江蘇地熱資源類型及分布特征
  江蘇具備地熱資源所應有“源、通、儲、蓋”的成熱條件。“源”是指熱源、水深及水中化學成分的來源。江蘇地區地熱資源中熱的來源主要是地下深處按一定地溫梯區增加的累積熱盤；水主要是大氣降水；水中化學成分則是水在深循環過程中從圍巖獲得。“通”是指地下熱水的運移通道，包括不同方向的斷裂、裂隙等，特別是切割較深的活動性斷裂。江蘇境內普遍存在著北東-北北東、東西、北西向3組活動性斷裂，還發育著一些弧形斷裂。“儲”是指熱水儲集層，江蘇地區無論是丘陵山區或是平原區，都存在著多套較好的儲蓋組合。

  江蘇處于中國東部沿海高熱流地熱異常帶，地熱資源豐富，類型繁多，成因復雜，但各類地熱資源皆有其特殊的分布規律。

  3.1 溫泉
  江蘇已知溫泉和熱泉露頭僅10余處，主要為連云港東海溫泉、南京江浦溫泉和南京湯山溫泉。

  湯山溫泉主要分布在湯山山體東側的湯山鎮區和西側的侯家塘附近。據資料記載，湯山溫泉原有泉眼7處，1961年泉的自流量為1500m3/d。20世紀70年代以后，根據實際需要而開挖了一些淺井，至1993年，各淺井基本干涸，1994年南京大旱，各淺井都無地熱水可抽。受湯山短軸背斜核部褶皺與斷裂控制，組成山體的奧陶系-寒武系上統灰巖、白云巖是本區的主要熱儲層位。受斷裂控制，東端跌落，西端下落傾伏，斷裂發育，既導通深部熱源，又有較好的儲水空間。

  連云港東海縣溫泉位于橫淘鄉湯廟村。20世紀70年代，溫泉地區可見有3個水溫在44-48℃的自流溫泉，自流量基本穩定在15m3/h。20世紀80年代-90年代后期，為進一步開發利用區內的地熱資源，陸續增打了8眼深井，地下熱水的開采規模逐漸增大。目前，年開采量達36.2877萬m3。泉水出自燕山期花崗巖侵入體（羅莊巖體）的風化帶。溫泉區地熱系統是一個獨立完整的、在燕山晚期二長花崗巖巖體中發育起來的裂隙保持深循環對流型地熱系統、溫泉區內的西曉莊-竹墩斷裂是區內延伸遠、切割深的區域性斷裂，具有良好的控熱、控水性。該斷裂在溫泉區，穿過脆性巖體，形成一定寬度的斷裂破碎帶，該斷裂破碎帶在淺部與北西向斷裂相互交匯，與地表溝通，在局部地區存在地熱異常，在構造破碎帶中心，地熱水溫度較高，向兩側隨著混入冷水逐漸增多，地熱水溫逐漸降低。

  湯泉地熱資源位于江浦縣湯泉鎮，地熱泉呈北東東向帶狀分布，東端轉為北東向，長約23km，寬約3.5km。湯泉地區共28個溫泉，4個熱水孔。其中25℃以上的熱水孔3個、溫泉27處，主要集中在西南部湯泉陳莊地段，其次是東北部浦鎮地段。湯泉鎮-陳莊地段泉群總流量為6500m3/d。湯泉處于寧鎮隆起西端龍洞山復背斜的北緣和東端，北與滁河中新生代盆地毗鄰，復背斜呈北東東向分布，軸面向南東倒轉，褶皺軸向東傾斜，主要由震旦系組成核部，南翼因斷層斷失且被白堊系覆蓋，北翼受滁河隱伏斷裂影響。復背斜主要由燈影組白云巖、云質灰巖和硅質巖組成，其上覆寒武紀幕府山組白云質灰巖、白云巖、白云質灰巖溶洞裂隙發育，據鉆孔揭露，滁河斷裂帶附近白云巖內尚見角礫巖，上述巖溶裂隙和構造裂隙為地下熱水的賦存提供了熱儲條件。

  3.2地熱能資源
  江蘇四季分明的氣候條件及占全省總面積85%的松散層厚覆蓋區，最適宜于淺層地熱能的開發利用，利用淺層地熱能不僅冬天可以供暖，夏天還可以降溫。

  江蘇是全國地勢最為平坦的省區，低山丘陵面積不足全省總面積的15%。氣候溫和，年降雨量約1000mm。大部分平原地區河湖廣布。第四系和新近紀松散層分布廣泛，厚度大，淺層地下水資源十分豐富，因此，江蘇地下蘊藏著豐富的淺層地溫能。江蘇淺層地熱能大至可分為下述6個區，各區的淺層地熱能的地質條件存在明顯的差異。

  （1）黃河沖積平原。分布于豐縣、徐州、睢寧、泗陽、漣水、濱海一線，與廢黃河展布一致，主要由于黃河泛濫形成的沖積平原，第四系及新近系松散層厚度40-600m不等，大部分厚度大于100。

  （2）沿海平原。位于東部沿海，呈條帶狀分布，巖性以亞黏土、亞砂土為主，富含碘、氟等鹵族元素，松散層厚度除了北部連云港地區小于40m外，其余皆大于300m，厚度最大的主要位于大豐及海安一帶。

  （3）里下海水網平原。里下河水網平原位于江蘇中部泰州、興化、寶應、建湖一帶，地勢低平，水網發達，是全省松散堆積最厚的分布區，第四系及新近系總厚度皆逾千米，是開展淺層地溫能地質條件最好的地區。

  （4）泗洪-盱眙丘崗區。該區位于江蘇中西部洪澤湖周邊，屬于淮河流域。在地勢較高的低山丘崗區，以更新統沖積亞黏土為主，在地勢相對較低的沖溝中，以沖積、沖湖積亞黏土為主，其中，淮河入河口以沖積成因的砂土、亞砂土為主。松散層厚度40-200m不等，山區厚度小于40m，淺層地溫能開發利用條件較差，而平原區一般大于100m，可開發利用淺層地溫能。

  （5）長江三角洲平原區。該區位于長江兩岸，頂點在儀征附近，北達新通運河，南部以揚中、江陰、常熟、太倉為界，呈喇叭狀向東開口，地表出露地層皆為全新世松散堆積層。松散層厚度40-500m不等，長江兩岸存在明顯差異，長江以南厚度較小，一般50m左右，而長江以北大多大于200m。

  （6）太湖平原區。該區位于江蘇境內太湖周邊，常州、無錫、蘇州市大部分國土劃歸該區，以平原為主，局部為低山丘崗，出露有晚更新世、全新世地層。太湖平原區松散堆積厚度變化較大，一般為100m左右，基巖出露區一般小于40m，最厚地達400m，主要位于昆山地區。

  3.3中淺層地熱水資源
  中淺層地熱水資源是我國勘查與開發利用最廣的地熱資源。據估算，我國深度在2000m以內的地熱資源所含熱能相當于2500億噸煤，保守估計可開發其中的500億噸。江蘇已掀起勘查與開發中淺層地熱水的熱潮，全省已完成此類型的鉆孔約150多口。根據以往地熱勘查成果，中淺層地熱水資源存在多種成因類型，并且各成因類型在全省分布具有一定的規律性。

  3.3.1中淺層孔隙型地熱資源
  蘇北盆地屬于裂谷型盆地，地幔上隆、地殼減薄而發生的斷陷，大地熱流及地溫梯度相對皆較高，有利于松散層的地熱水增溫蓄熱成為地熱資源、蘇北盆地是孔隙型地熱資源主要分布區，地熱資源廣泛發育于鹽城組地層中，呈層狀產出，該地層主要為由粗碎屑物質組成的高孔隙度和高滲透性的儲集層和由細粒物質組成的阻隔層，儲集層主要為砂礫層，阻隔層主要為黏土層（并起著隔熱保溫作用）。局部地區在附加熱源的作用下，存在地溫異常，該處新近紀地層中富存的地下水，也具有較高溫度，且埋藏深度小，屬于松散巖類孔隙水，主要分布于盆地邊緣，如小洋口地區（江蘇省地質調查研究院，2011）、寶應地區及鹽城市區皆屬于此種類型。

  3.3.2構造裂隙型地熱資源
  嚴格受“源、通、儲、蓋（條件控制，熱源主要為自然增溫，構造是該類型地熱發育的先決條件，碳酸鹽巖是最理想的儲層，當然泥質含量較少的脆性地層亦可作為地熱儲層，另外要有一定厚度的蓋層（熱傳導率低的地層）才能保證地熱資源的溫度。寧鎮構造隆起區、蘇北盆地南北兩側、建湖隆起及郯廬斷裂帶是孔隙型地熱資源發育的遠景區。地熱資源沿斷裂呈帶狀分布，主要受北西向張性斷裂構造控制。

  3.3.3古構造面巖溶型地熱資源
  該類型的地熱資源斷裂構造控制不明顯，屬于古巖溶，與近代斷裂構造關系不甚明顯，而在目前的地熱勘查過程中，幾乎所有的地熱井都是與斷裂構造有關，因此，很難總結該類型地熱資源分布規律，有待進一步研究。

  3.3.4 中淺層對流型地熱資源
  該類型地熱水因受地下水循環動力條件限制，末能出露地表成為溫泉。經研究，老子山地熱、寶應地熱及小洋口地熱成因明顯屬于該類型，盱眙2號地熱井、圌山地熱井及臨淮地熱井成因比較復雜，很可能也屬于對流型地熱，或者以對流型為主。從對流型地熱資源分布規律看，其與規模較大的深大斷裂關系比較密切。如小洋口熱井與金壇-如皋斷裂有關，老子山地熱與盱眙2號地熱井皆分布于北東向漁溝-桂五斷裂帶，鎮江新區圌山地熱井北西向姚橋-大路斷裂控制，泗洪縣臨淮地熱井發育于淮（陰）-響（水）斷裂帶，丹陽胡橋地熱井位于北西向建山-丹徒斷裂帶。

  3.4 深層干熱巖型地熱資源
  江蘇處于中國東部沿海高熱流地熱異常區，其成因與太平洋板塊對歐亞板塊的俯沖作用有關，是與俯沖帶有關的軟流圈上拱的結果。蘇北盆地又是江蘇高熱流分布區，大地熱流值大于70MW/m2，平均地溫梯度30℃，局部地溫梯度大于40℃/km，主要分布于建湖隆起南側凹陷區寶應、鹽城市區至大豐以北一線，溱潼凹陷及秦州凸起局部也有大于40℃/km的地溫異常區。因此，寶應、鹽城市區至大豐以北，溱潼凹陷及秦州凸起具有開發干熱巖地溫能的前景，4-5km的深度地溫有望大于200℃。

  圖1    江蘇地熱異常帶分布示意圖
  注：1-地熱異常及編號；2-地熱異常帶和編號