1 概述

 

  無論是19世紀(jì)還是20世紀(jì),世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與物質(zhì)文明的進(jìn)步,都和科學(xué)技術(shù)發(fā)展與對(duì)地下資源特別是能源的開發(fā)利用密切相關(guān)。隨著世界范圍內(nèi)人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,人類對(duì)能源的需求量也隨之迅速增加,大約每5年能源消耗量就增長(zhǎng)1倍。而自然賦予的常規(guī)能源包括石油、天然氣和煤炭的數(shù)量是有限的。據(jù)資料顯示:上述能源的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量保證年限分別為33年、39年、和83年。新發(fā)展 的核能原料)鈾的保證年限也只有47年。

 

  上述自然資源不可再生的規(guī)律迫使人們除了繼續(xù)探尋擴(kuò)大常規(guī)能源儲(chǔ)量外,同時(shí)重視非常規(guī)能源和新能源的開發(fā)利用。最明顯的就是勘探開發(fā)利用地?zé)崮?/a>源。以地?zé)岚l(fā)電為例,在最近的10年間地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量差不多以每年7%的速率增長(zhǎng),到1983年6月止,世界已有14個(gè)國(guó)家安裝發(fā)電機(jī)組137臺(tái),容量達(dá)31萬kw。據(jù)近期資料介紹,已有近20多個(gè)國(guó)家安裝了地?zé)?/a>發(fā)電機(jī)組。除地?zé)?/a>發(fā)電外,同期直接利用中低溫地?zé)?/a>也日益普遍,總能量達(dá)195萬kw。其中地?zé)岵膳?/a>和空調(diào)占58%,農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖占26%,工業(yè)過程占16%。除上述以外,還有大量用于生 活和沐浴熱水。

 

  到目前為止,已發(fā)現(xiàn)的多數(shù)地?zé)豳Y源都存在于活火山地區(qū)或地殼活動(dòng)構(gòu)造區(qū)帶。在若干盆地構(gòu)造亦有中低溫地?zé)?/a>存在。從地理位置看,世界地?zé)?/a>區(qū)域分布均與現(xiàn)代火山作用和地殼板塊邊界相一致。其中環(huán)太平洋、環(huán)印度洋和地中海都很明顯是地?zé)?/a>分布最廣的地區(qū)。有報(bào)道,澳大利亞的/GreatArte-sian0盆地沉積巖下面巨厚花崗巖體的地?zé)崮?/a>,如果開發(fā)利用將能供全澳100年之需求;而在其大沙漠下面存在著300e~350e熱巖體之能源,則可供全澳大利亞上千年使用。有人估計(jì),如果3000m作為開發(fā)深度計(jì),全世界可供開采之地?zé)崮茉?/a>將相當(dāng)于29000億t標(biāo)準(zhǔn)煤。如果擴(kuò)大計(jì)算到5000m深度,則可相當(dāng)于4950萬億t標(biāo)準(zhǔn)煤。1996年2月,日本新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)集團(tuán)實(shí)施的/深部地?zé)嵫芯?/a>0計(jì)劃,在葛根田(Kakkonda)地?zé)釁^(qū)WD-1井的3729m深部花崗巖熱儲(chǔ)中,獲得500e這一創(chuàng)紀(jì)錄的高溫地?zé)?/a>,為探索深部地?zé)豳Y源揭開了新的一頁。以上說明,地?zé)崮茉?/a>的潛力甚大,是一項(xiàng)很有希望的輔助能源;而且因其具有無污染、能源轉(zhuǎn)換率高、開發(fā)成本低和用途廣泛等特點(diǎn)而受到舉世關(guān)注。

 

  2 中國(guó)的地?zé)豳Y源   中國(guó)幅員遼闊,有獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造特征與地理環(huán)境。例如,有新生代以來印度板塊與歐亞大陸板塊碰撞而導(dǎo)致的世界最年輕的海拔8846.27m的并仍在隆升的世界屋脊青藏高原;有郯廬斷裂等大型錯(cuò)綜復(fù)雜的斷裂帶;有東南沿海大面積與地下巖漿活動(dòng)有關(guān)的花崗巖侵入體分布;有眾多深厚沉積盆地和封閉構(gòu)造等;還有近期火山活動(dòng)區(qū)帶等。以上地理位置和地質(zhì)條件構(gòu)成了中國(guó)是一個(gè)地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源較豐富的國(guó)家。中國(guó)地?zé)豳Y源按地理位置可劃分為六個(gè)區(qū)帶。即?藏滇地?zé)釒?/a>;?川滇地?zé)釒?/a>;?郯廬斷裂地?zé)釒?/a>;?祁呂弧形地?zé)釒?/a>;?東南沿海地?zé)釒??臺(tái)灣地?zé)釒АＴ?a href="http://www.rijz.cn/t/全國(guó).html" >全國(guó)各省差不多都有地?zé)狳c(diǎn)和熱異常發(fā)現(xiàn),據(jù)統(tǒng)計(jì)已超過3000處以上。其中西藏600多處,云南700多處,四川300處左右,閩東南100多處,華北平原北部近百處,臺(tái)灣80處左右、江蘇中部20余處等。

 

  按照溫度分布,已發(fā)現(xiàn)的高溫(>150e)地?zé)豳Y源主要分布在西藏、云南、四川和臺(tái)灣等地。而中溫地?zé)?150e~90e)和低溫 (90e~20e(有稱15e))地?zé)豳Y源則分布甚廣,為我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)利用最多,且效益甚為顯著,其中\(zhòng)60e的地?zé)嵋寻l(fā)現(xiàn)近百處。我國(guó)見諸于報(bào)道的若干省市地區(qū)的地?zé)釡囟?/a>如表2[2~3,5]。 3 中國(guó)地?zé)豳Y源利用   目前中國(guó)地?zé)豳Y源利用除少量發(fā)電外,絕大部分為直接利用,后者增長(zhǎng)速度甚快。在若干地區(qū)、城市發(fā)展中競(jìng)相勘探和商業(yè)開發(fā)地?zé)豳Y源。

 

  3.1 用于發(fā)電

 

  70年代中期開始對(duì)西藏羊八井高溫地?zé)豳Y源進(jìn)行勘探開發(fā)。由于西藏拉薩電力緊缺,國(guó)家重點(diǎn)扶持,地礦部門大力勘探打井,80年代已打井40余口,溫度達(dá)260e以上,并呈蒸汽產(chǎn)出,已建成了容量為2.5萬kw的發(fā)電機(jī)組。后又發(fā)現(xiàn)比上述溫度更高的熱儲(chǔ),羊八井北部的羊易鄉(xiāng)/4002井0在2000m左右的深度井溫已達(dá)到329.8e。新完成的4001井在1460m處井內(nèi)溫度達(dá)250e,井口溫度達(dá)200e,壓力150MPa,流量302t/h,潛在發(fā)電能力在1.3萬kw左右。除西藏以外,云南騰沖正在進(jìn)行勘探,有希望成為我國(guó)第二個(gè)高溫地?zé)?/a>區(qū)。此外,有作為試驗(yàn)的地?zé)岚l(fā)電有河北懷來和江西宜春兩處雙循環(huán)發(fā)電;廣東鄧屋和山東招遠(yuǎn)兩處擴(kuò)容發(fā)電,容量都較小。臺(tái)灣于1985年已建成兩座地?zé)犭娬?/a>,據(jù)稱到2000年裝機(jī)容量將達(dá)到20萬kw。

 

  如前所述,我國(guó)高溫地?zé)豳Y源目前發(fā)現(xiàn)利用尚少,而直接利用中低溫地?zé)釀t發(fā)展甚速,方興未艾,效益十分顯著。

 

  我國(guó)直接利用地?zé)?/a>(熱水)歷史悠久。相傳陜西臨潼華清池溫泉秦代就已開發(fā)利用,至公元644年唐代建湯泉宮。類似的例子還有河北遵化湯泉(628年)、鞍山湯崗子溫泉(1130年)、重慶北溫泉(1432年)和臺(tái)灣北北投溫泉(1893年)等。

 

  古代利用地?zé)?熱水)大多是天然出露的溫泉、沸泉和熱水湖。天津市30年代曾開鑿了第一眼熱水井。新中國(guó)成立以后,全國(guó)逐漸重視并采用水井乃至油氣井鉆探方法鉆探開發(fā)地?zé)豳Y源。

 

  表2所列我國(guó)地?zé)釁^(qū)點(diǎn),其中多數(shù)是呈熱水產(chǎn)出。應(yīng)用涉及領(lǐng)域甚廣,有稱為當(dāng)今世界之最。凡國(guó)外已應(yīng)用的領(lǐng)域(表1)在國(guó)內(nèi)大多亦已采用。在我國(guó)很有意思的是除首都北京有地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源外,(世界只有六個(gè)國(guó)家的首都有地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源并在開發(fā)利用)天津市還有若干省的省會(huì)和著名城市亦都有得天獨(dú)厚的地?zé)豳Y源。這對(duì)城市發(fā)展,興辦旅游,發(fā)展經(jīng)濟(jì),提高人民生活與健康水平,都起到直接的促進(jìn)作用。僅舉幾個(gè)區(qū)點(diǎn)為例:

 

  1)北京

 

  在北京若干地溫高異常區(qū),地溫梯度值常可達(dá)5e/100m~10e/100m。已探明有城區(qū)、小湯山和南彩-李遂三個(gè)地?zé)釁^(qū)面積約300km2,可供開發(fā)的面積160余km2,估計(jì)可開采上百年。另外有前景的還有5處。迄今已打地?zé)峋?/a>130多眼,其中8眼深度超過1000m。都屬中低溫熱水。直接應(yīng)用的單位有70多個(gè)。除在小湯山等處建有溫泉療養(yǎng)院所造福首都人民外,還應(yīng)用于采暖、礦泉、種花、養(yǎng)魚、和養(yǎng)殖種植等方面。在城區(qū)一家惠中星級(jí)飯店鉆了一口地?zé)峋?/a>深1800m,產(chǎn)出55e熱水,為這家飯店增加了勃勃生機(jī)。另外在郊區(qū)順義縣森林公園鉆得一眼地?zé)峋?/a>,深500m,產(chǎn)出54e熱水,結(jié)果使游客慕名而至,興趣盎然,顯然增加了經(jīng)濟(jì)效益。在北京已施工若干眼2500m~3000m深井,井底溫度均未超過100e。證明北京(含津唐地區(qū))地區(qū)地下熱水屬中低溫型。

 

  2)天津

 

  已探明市區(qū)王蘭莊、山峪子、山嶺子和郊區(qū)寶坻縣有大面積地?zé)豳Y源。天津市已圈定了十個(gè)地?zé)崽荻葹?.5e/100m~8.8e/100m異常區(qū),其面積達(dá)3000余km2。已有第三系熱水井230眼,年采3000萬m3。同時(shí)已打基巖井14眼,年采熱水150萬m3 。以上地?zé)豳Y源已為天津的工農(nóng)業(yè)和人民造福匪淺。此外在寶坻斷裂以南平原地下深500m~600m處普遍有熱水可資利用。目前天津市已投資數(shù)千萬元,打地?zé)峋?/a>10多萬m,統(tǒng)一規(guī)劃開發(fā)利用。見諸應(yīng)用的領(lǐng)域有:工業(yè)洗滌、木材加工、房屋取暖、醫(yī)療理療、溫水養(yǎng)殖、溫池游泳、礦泉飲用和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。據(jù)研究勘查表明,天津市加北京和唐山,已圈定的38個(gè)地?zé)岙惓^(qū),資源量約相當(dāng)于170億t標(biāo)準(zhǔn)煤。

 

  3)漳州

 

  閩南少煤炭和其他常規(guī)能源。1989年以來,漳州市地?zé)豳Y源開發(fā)利用被列為國(guó)家節(jié)能示范工程項(xiàng)目。經(jīng)研究推廣,地?zé)嵋驯粦?yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖(網(wǎng)箱養(yǎng)魚,每畝水面產(chǎn)量達(dá)2萬kg~6萬kg)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、工業(yè)烘干、醫(yī)療保健、生活服務(wù)和地震科研等方面。其中溫泉培育魚苗、養(yǎng)鰻已成為重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品,效益顯著?，F(xiàn)漳州已成為名揚(yáng)中外的溫泉城,發(fā)現(xiàn)溫泉50余處。吸引了大量旅外僑胞回漳州投資與旅游。

 

  4)泉州

 

  在市西南名茶/鐵觀音0的故鄉(xiāng)安溪縣,大力開發(fā)得天獨(dú)厚的地?zé)豳Y源,總投資達(dá)1500余萬元。1993年溫泉已流入縣城千家萬戶,實(shí)現(xiàn)了溫泉城,產(chǎn)生了/溫泉效應(yīng)0,大大改善了投資環(huán)境,引來港、臺(tái)、新加坡等多家國(guó)外投資商,建成了/新加坡花園0、/北石康樂中心0、/三德興賓館0、/龍湖澡堂0、/天龍酒家0、/鴻運(yùn)大酒家0等。地方地?zé)崴?/a>公司用兩年的時(shí)間就收回了地?zé)嵩O(shè)施建設(shè)的全部投資。做到以熱養(yǎng)熱,帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

  河北省隆化縣分布著一種淺層地?zé)豳Y源,除井水可達(dá)90e以上外,在地?zé)岱植紖^(qū)內(nèi)地表土壤也是熱的,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民稱之為/熱地0,并在熱地上建起大面積的簡(jiǎn)易溫室。這種溫室由于土地表層本身就是熱的,因此在不采用任何加溫措施的條件下,當(dāng)室外氣溫下降到零下25e左右時(shí),溫室內(nèi)的土壤溫度一般仍能保持在15e以上;在極端寒冷的夜間,仍可維持在6e~8e以上。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民利用這種溫室常年進(jìn)行蔬菜生產(chǎn),單位面積收入較無地?zé)徂r(nóng)田高出十幾倍,對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,提高人民生活水平作用十分顯著。

 

  類似在地?zé)衢_發(fā)利用方面已獲得明顯效益的城市和地區(qū)還很多,如福州、西安、鄭州、開封、昆明、康定等。其中應(yīng)用最普遍的一項(xiàng)是建立康復(fù)療養(yǎng)中心和溫泉賓館。難怪日本在其已開發(fā)的1000多個(gè)溫泉點(diǎn)上,相應(yīng)建立了1500多座溫泉浴場(chǎng)、溫泉療養(yǎng)所和溫泉賓館,每年接待游客達(dá)1.5億人次,可見地?zé)豳Y源的商業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值之巨大。

 

  總之,地?zé)豳Y源的確是一項(xiàng)易開發(fā),見效快,投資回收迅速,而且可以使經(jīng)濟(jì)滾動(dòng)發(fā)展的地下資源。但從目前來看,我國(guó)在很多熱異常區(qū)勘探開發(fā)利用率尚低,潛力甚大。

 

  4 我國(guó)地?zé)豳Y源開發(fā)前景

 

  如前所述,我國(guó)幅原遼闊,具有賦存地?zé)豳Y源的良好地理與地質(zhì)條件背景。新中國(guó)成立以來,特別是近年來的勘探開發(fā)與推廣應(yīng)用,已取得了很好的效益,但潛力依然是很大的。表現(xiàn)在:

 

  1)若干高溫地?zé)釁^(qū)帶如西藏、云南(騰沖)等勘探尚待深化;2)若干有希望的干熱巖如東南沿海大面積的花崗巖體有待擇地勘查;3)若干地溫差率特別明顯熱異常地區(qū)如若干沉積盆地有待施鉆;4)中國(guó)地?zé)岬刭|(zhì)學(xué)和相關(guān)科學(xué)研究亦有待進(jìn)一步深化;5)在地?zé)峋C合利用、梯級(jí)利用、充分發(fā)揮熱效能方面亦值得研究與積累經(jīng)驗(yàn);6)為避免地下熱水過量開采而導(dǎo)致的水位與地面下降及至誘發(fā)地震,要遵循國(guó)家有關(guān)法規(guī),因地制宜地控采與回灌;7)要重視推廣交流先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),包括參考國(guó)外在開發(fā)利用地?zé)岱矫娴南冗M(jìn)技術(shù)方法,特別要重視采用先進(jìn)勘探技術(shù)方法,如遙感、地球物理與地球化學(xué)勘查、大地熱流調(diào)查以及對(duì)已有井孔(礦產(chǎn)勘探井孔、天然氣井和水井)進(jìn)行觀測(cè)與資料應(yīng)用等。

 

  至于象日本、美國(guó)、新西蘭合作并已起步的超高溫巖漿房熱能鉆探利用項(xiàng)目,對(duì)我國(guó)來說雖不迫切,但宜注視其進(jìn)展動(dòng)向。有稱這是最大的地?zé)崮?/a>源所在。一旦技術(shù)上有所突破,無疑會(huì)引起能源結(jié)構(gòu)的變化,為人類開拓新的能源領(lǐng)域。

 

  5 結(jié)論

 

  地?zé)豳Y源是一項(xiàng)地球內(nèi)部自然賦存的一定深度范圍內(nèi)可供開發(fā)利用的無污染的新能源,其儲(chǔ)量大,分布廣,開發(fā)潛力甚大。

 

  >25e的中低溫?zé)崴偷責(zé)豳Y源用途廣泛,儲(chǔ)量豐富,易于開發(fā)利用,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

 

  地下熱水(>25e)因其具有礦產(chǎn)資源與水資源的雙重性質(zhì),故受到國(guó)家資源法的保護(hù)。開發(fā)、經(jīng)營(yíng)與利用須遵循國(guó)家有關(guān)法規(guī),有計(jì)劃、有管理地進(jìn)行。   重視勘探、開發(fā)、應(yīng)用的科研工作;采用國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)技術(shù),如優(yōu)選井位、鉆井、成井、 對(duì)井回灌、集中供熱、梯級(jí)利用、保溫、防腐、除垢、環(huán)保與熱交換技術(shù)等;同時(shí)要重視信息交流與專門人才培養(yǎng)。