膠東半島溫泉的地熱特征及開發研究

  1.引言

 

  膠東半島是我國東部溫泉地熱資源最豐富的地區之一,現已查明的溫泉有14 處,日產地熱水約3.7 × 104 ｍ3。目前,溫泉地熱水已在洗浴、水療、淡水養殖、絲綢工業、農業及旅游業等非電利用方面得到廣泛的開發利用,已取得明顯的經濟效益和社會效益。隨著膠東半島經濟的快速發展和人們物質生活水平的提高,溫泉地熱水開發利用規模的日益加大,地熱水供不應求的矛盾以及盲目擴大開發的問題也應運而生。

 

  2.膠東半島溫泉的地熱特征

 

  區域地質背景膠東半島位于太平洋板塊與歐亞板塊邊緣西北內側,是板內相對穩定隆起的古陸塊。

 

  2.1 溫泉的地熱屬性

 

  膠東半島地處歐亞板塊與菲律賓板塊俯沖邊界的北西一側,位于瀕臨西太平洋弧后盆地區,弧后盆地區具有很高的熱流值(平均8 5 ｍＷ / ｍ 2) , 現在正處于拉張狀態的沖繩海槽具有高達26608 ｍＷ / ｍ2 的熱流值(李學倫,1996)。關于大陸地熱流的分布,就面上分布而言,我國大地熱流具有“東高西低,南高北低”

 

  的特點,并認為東部受太平洋板塊活動的強烈影響。根據汪洋的研究(2001),華北區具有地殼平均生熱率高(為1.7 μＷ / ｍ3)、地熱流值高(為67ｍＷ/ ｍ2)的特點,整體上看,我國大陸巖石圈的熱狀態從東向西呈現由“熱”到冷的變化趨勢。根據地下水中ＳｉＯ2含量計算出膠東半島硅熱流值界于49.83～85.41ｍＷ/ｍ2之間,算術平均值為62.45 ｍＷ/ ｍ2,與全球平均熱流值比較接近。而在半島溫泉分布的膠北隆起和文登隆起硅熱流值高達70～85.4 ｍＷ / ｍ2(李學倫,1997)。因此,根據膠東半島所處的板塊構造位置、地熱流值和膠東溫泉的溫度(50～92℃),可認為膠東半島地熱狀態受太平洋板塊的俯沖和高熱流值的弧后區的影響,膠東半島溫泉地熱屬性應屬于瀕鄰板緣高溫地熱系統的板內中 低溫地熱系統,與遼寧南部、華南具有相同的地熱背景。的板內中 低溫地熱系統,與遼寧南部、華南具有相同的地熱背景。膠東地區具有一個“熱”的地熱狀態,成為維系膠東溫泉形成的地熱背景。

 

  2.2 溫泉的地熱特征

 

  膠東半島Ⅲ級大地構造單元可劃分為膠北隆起、膠萊盆地和文登隆起。半島溫泉主要分布于以棲霞復背斜為代表的膠北隆起和以文登 威海復背斜為代表的文登隆起。由于上述隆起區長期遭受強烈的風化剝蝕,廣泛出露熱導率高、滲透性強的花崗巖和前震旦系,有利于地下熱流的傳導,有利于“加熱”入滲的大氣降水并使其沿斷裂出露形成溫泉地熱水。此外,在構造形態上,背斜構造呈上窄下寬的“屋脊式”構造形態,有利于地熱流側向運移,發生折射和再分配(熊亮平,1984),導致地熱流自背斜兩翼向背斜軸部匯聚、集中, 使背斜軸跡方向形成地熱異常帶。

 

  研究區東部溫泉大致沿文登 威海復背斜軸部分布就是很好的例證。李學倫(1997)利用硅熱流分布等值線繪制的80 ｍＷ/ ｍ2的地熱流等值線恰與文登 威海復背斜軸部方向吻合,充分證實了“在背斜構造頂部的溫度就比其兩翼為高”的論斷。膠東半島絕大多數溫泉出露于花崗巖等深成巖體以及與圍巖的侵入接觸部位。由于巖體時代久遠,巖漿本身攜帶的熱量已散失殆盡,不足構成溫泉熱源。半島溫泉與區內中生代花崗類巖體在空間分布上的相關性歸因于花崗類巖石具備高的熱導率。

 

  3.關于膠東半島地熱溫泉開發的幾點建議

 

  以療養為依托,開發旅游度假項目熱泉療養對皮膚病、關節炎、心血管疾病都有明顯的治愈效果,熱泉療養在本地區已經形成了普遍意識,相應的開發設施也已初具規模,但此種開發也僅限于一部分群體。為解決客源不足、效益差的矛盾,必須進一步開發旅游度假項目,使熱泉開發充滿活力。旅游度假項目的建設應充分考慮本地區旅游業的發展規劃,適當增加旅游配套設施的建設和其他旅游資源的開發建設。半島內陸熱泉旅游資源的開發還應積極地與海岸帶旅游開發相結合,就單純的沐浴而言,實施泉浴和海水浴相互配合的洗浴方式將是今后熱泉開發的特色項目,并且可以實現內陸與海岸帶游客的雙向交流,獲得整體效益。湯東溫泉,可以在西山公園建設旅游度假村,與北面的金沙灘海上度假村聯系起來。積極開發跨越昆侖山的熱泉旅游線,將南北部的熱泉點通過昆侖山旅游風景區連為一體。

 

  開發溫室養殖、種植業基于沐浴開發,對全區絕大部分熱泉來說無法直接使用,目前的做法是參入冷水或在儲水池內冷卻,這不僅造成了地熱能的浪費,還增加了資金投入,并且無任何效益。

 

  一個好的措施就是將地下熱水引入自然冷卻系統,利用冷卻系統產生的熱能開發溫室養殖和種植,然后利用預冷后的熱水沐浴,實現熱水資源的綜合利用。目前,熱水養殖羅非魚的試驗獲得成功,個別熱泉點上已開展小規模養殖。溫室種植有待開發,像現代城鎮生活需求的新鮮蔬菜、鮮花培育就特別適合半島內陸熱泉開發。