Geological characteristics and potential of geothermal resources in the uplift mountain-type of Hainan Island
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摘要:
研究目的 海南岛隆起山地型地热资源十分丰富，发现了46个地热田、温泉。研究其分布的地质背景、地热地质特征和地质成因及资源潜力，对地热资源赋存规律认识和勘探、开发利用具有重要意义。
研究方法 综合区域地质调查、地球物理、水文地质、地热田（温泉）勘查等资料，开展海南岛隆起山地型地热资源地热地质综合研究，系统分析地热地质要素，明确地热地质特征和成因地质模式及资源潜力，指出地热资源勘探开发有利区。
研究结果 海南岛中南部隆起山地型地热田（温泉）主要赋存于东西向和北东向深大断裂附近或断裂交会部位，处于大地热流值高值区和恒温层高异常区，受断裂破碎的中生代花岗岩是最主要的热储；地热田（温泉）地下水补给均为大气降水，沿控热断裂与深部大地热流对流，在深循环过程中吸热逐渐形成地热流体，于断裂破碎带热储中富集为热矿水体，在盖层薄弱处排泄出地表则形成热水泉；海南岛隆起山地型地热资源总的可采热水量约8.1×104 m3/d，可采资源量26.17×108 kcal/d，折合126.81 MW，相当于标煤373.83 t/d，按地热资源温度和规模分类，分别划分为中温、低温2类和中、小型2类地热资源。
结论 海南岛东南部和西北部深大断裂附近或交会部位、大地热流高值区、中生代花岗岩侵入体出露（或隐伏）区、具有高的地面水温的地区是隆起山地型地热资源勘探开发的有利区。
Abstract:Objective Hainan Island is very rich in geothermal resources of the uplifted mountain−type, with 46 geothermal fields and hot springs discovered. Studying the geological background, geothermal geological characteristics, genesis, and resource potential is of great significance for understanding the occurrence regularity, exploration, and development of geothermal resources.
Methods Based on comprehensive regional geological surveys, geophysics, hydrogeological, regional geological surveys and geothermal fields (hot springs) survey data, to carry out a comprehensive study on geothermal geology of the uplifted mountain−type geothermal resources in Hainan Island . a systematic analysis of geothermal geological elements, basically clear the geothermal geological characteristics, genetic model, and the potential of the resources, pointed out a favorable area for geothermal resource exploration and development.
Results Geothermal fields (hot springs) in the south−central uplifted mountainous−type of Hainan Island.are mainly located in the east−west and north−east near the deep−seated faults or the intersection of fractures, in the high value of the heat flow and high anomalies of constant temperature layer, broken by the fracture of the Mesozoic granite is the most important heat storage. Geothermal fields (hot springs) groundwater recharge are atmospheric precipitation, along the heat−controlled fractures and deep earth heat flow convection, heat absorption in the deep cycle process gradually formed geothermal fluid, in the fracture zone thermal storage for the enrichment of thermal mineral water body, in the cover of the weak drainage out of the surface is the formation of hot water springs. Hainan Island uplifted mountain−type geothermal resources, the total amount of recoverable thermal water of about 8.1×104 m3/d, the recoverable resources 26.17×108 kcal/d, equivalent to 126.81 MW, equivalent to the standard coal of 373.83 t/d, according to the temperature of the geothermal resources and the scale of classification, respectively, are divided into medium−temperature, low−temperature and medium−scale, small−scale geothermal resources.
Conclusions The areas near or at the intersection of deep−seated faults in the southeast and northwest of Hainan Island, the high value area of geothermal heat flow, the exposed (or hidden) area of Mesozoic granite intrusion, and the areas with high surface water temperature are favorable areas for exploration and development of uplifted mountain−type geothermal resources.
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图 1 海南岛断裂系统、区域构造单元划分与地热田（温泉）分布图（图中断裂分布据海南省地质调查院，2017修改)
Figure 1.
表 1 海南岛地热资源按温度分类标准
Table 1. Classification standard of geothermal resources by temperature in Hainan Island
温度分级 温度（t）区间/℃ 主要用途 GB/T11615-2010 海南岛 高温地热资源 t≥150 t≥150 发电、烘干、采暖 中温地热资源 90≤t＜150 90≤t＜150 烘干、发电、采暖、制冷 低温地热资源 热水 60≤t＜90 70≤t＜90 采暖、制冷、理疗、洗浴、温室 温热水 40≤t＜60 40≤t＜70 理疗、洗浴、采暖、温室、养殖 温水 25≤t＜40 27≤t＜40 洗浴、温室、养殖、农灌 
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表 2 海南岛地热田、温泉水温统计及分类
Table 2. Statistic of water temperature and classification table of geothermal fields and hot springs in Hainan Island
序号 地热田、温泉名称 水温/℃ 温度分类 序号 地热田、温泉名称 水温/℃ 温度分类 1 七仙岭地热田 95 中温 24 上安温泉 51 低温温热水 2 蓝洋地热田 93 25 二甲温泉 51 3 高坡岭温泉 78 低温热水 26 兴隆玫瑰园地热田 50 4 南平温泉 77 27 千家温泉 48 5 官新温泉 75 28 木棉温泉 48 6 半岭温泉 77 29 陀烈温泉 47 7 高峰温泉 72 30 七叉温泉 47 8 红鞋温泉 68 低温温热水 31 福报地热田 47 9 官塘地热田 68 32 乌坡温泉 46 10 林旺温泉 67 33 海坡地热田 44 11 兴隆地热田 66 34 新村地热田 42 12 九曲江地热田 64 35 桂根温泉 42 13 南田地热田 60 36 五指山市温泉 40.1 14 崖城温泉 59 37 莺歌岭-九所地热田 40 15 油甘温泉 58 38 光雅温泉 40 16 蓝山温泉 58 39 邦溪温泉 40 17 沙田温泉 57 40 八所-感城地热田 40 18 西达地热田 55 41 中沙温泉 38 低温温水 19 石硐地热田 54 42 红岗温泉 37 20 加答温泉 54 43 茄新地热田 36.1 21 凤凰山庄地热田 53 44 石门山温泉 36 22 大田温泉 52 45 石壁温泉 36 23 新街温泉 51 46 南岛温泉 34.8
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表 3 海南岛典型地热田地球化学组成
Table 3. Summary table of hydrochemical analysis of typical geothermal fields in Hainan Island
地热田
名称阳离子/（mg·L−1） 阴离子/（mg·L−1） pH值 矿化度/(g·L−1) 水化学类型 K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Fe3+ Cl− SO42− HCO3− SiO42− NO3− F− 七仙岭 2.8 67.2 2.8 0.07 <0.02 12.0 25.9 58.6 128 0.94 12.0 8.98 0.299 HCO3−Na 蓝洋 5.7 84.4 19.2 1.8 <0.02 23.6 66.1 134 151 0.29 14.0 8.32 0.467 HCO3•SO4−Na 官塘 7.9 185 8.8 0.34 <0.02 115 73.8 164 113 0.50 24.0 8.39 0.678 HCO3•Cl−Na 九曲江 58.7 1590 664 4.5 1.0 3410 292 73.2 126 17.3 2.4 7.47 6.21 Cl−Na•Ca 南田 16.0 393 190 2.6 <0.02 741 255 48.8 100 1.7 4.8 7.89 1.73 Cl−Na•Ca
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表 4 海南岛典型地热田放射性同位素分析及热水循环深度估算
Table 4. Radioisotope analysis and the hot water circulation depth estimation of typical geothermal fields in Hainan Island
地热田名称 放射性同位素/（Bq·L−1） 阳离子/（mg·L−1） 热储温度/℃ 热水循环深度估算/km 226Ra/10−3 220Ra 总α 总β K+ Na+ Mg2+ K−Mg温标 K−Na温标 七仙岭 2.8 67.2 0.07 99 171 4.11 蓝洋 14.2 17.78 0.512 0.334 5.7 84.4 1.8 76 203 5.02 官塘 4.9 4.65 0.088 0.414 7.9 185 0.34 106 172 4.16 九曲江 23.42 39.91 0.059 0.073 58.7 1590 4.5 127 164 3.90 南田 78.2 50.57 0.58 0.615 16.0 393 2.6 97 169 4.07
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表 5 海南岛地热田资源量估算及规模分类
Table 5. Resources estimation and classification of geothermal fields in Hainan Island
序号 地热田名称 水温/℃ 可采热水储量/（m3·d−1） 可采资源量/（108kcal·d−1） 可采资源量折合标煤/t 热能/MW 规模分类 1 蓝洋地热田 93 7000 4.4740 63.91 21.680 中型 2 西达地热田（含九乐宫温泉） 55 1200 0.3312 4.73 1.605 小型 3 官塘地热田 68 6700 2.6849 38.36 13.011 中型 4 九曲江地热田 64 7800 2.8297 40.42 13.712 中型 5 兴隆地热田 66 7708 2.9475 42.11 14.283 中型 6 兴隆玫瑰园地热田 50 2367.36 0.5380 7.69 2.607 小型 7 茄新地热田 36.1 5774.98 0.5224 7.46 2.532 小型 8 新村地热田 42 2265.28 0.3371 4.82 1.634 小型 9 七仙岭地热田 95 4040 2.6420 37.74 12.803 中型 10 石硐地热田 54 1032 0.2747 3.92 1.331 小型 11 南田地热田 60 8030 2.6051 37.22 12.624 中型 12 凤凰山庄地热田 53 4640 1.1891 16.99 5.762 小型 13 海坡地热田 44 2972.5 0.5004 7.15 2.425 小型 14 福报地热田 47 1385.47 0.2740 3.91 1.328 小型 15 莺歌岭-九所地热田 40 3934 0.5074 7.25 2.459 小型 16 八所-感城地热田 40 2887.48 0.3724 5.32 1.805 小型 合计 6.97×104 23.03 329 111.6
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表 6 海南岛温泉资源量估算及规模分类
Table 6. Resources estimation and classification of hot springs in Hainan Island
序号 地热田名称 水温/℃ 可采热水储量/（m3·d−1） 可采资源量/（108kcal·d−1） 可采资源量折合标煤/t 热能/MW 规模分类 1 沙田温泉 57 541.44 0.1598 2.28 0.775 小型 2 加答温泉 54 70.85 0.0189 0.27 0.091 小型 3 桂根温泉 42 216 0.0321 0.46 0.156 小型 4 红岗温泉 37 603.36 0.0600 0.86 0.291 小型 5 官新温泉 75 296 0.1385 1.98 0.671 小型 6 蓝山温泉 58 25.92 0.0079 0.11 0.038 小型 7 石壁温泉 36 61.92 0.0055 0.08 0.027 小型 8 乌坡温泉 46 494.4 0.0930 1.33 0.451 小型 9 上安温泉 51 463.68 0.1099 1.57 0.533 小型 10 油甘温泉 58 26 0.0079 0.11 0.038 小型 11 南平温泉 77 1228.8 0.5976 8.54 2.896 中型 12 红鞋温泉 68 174.53 0.0700 1.00 0.339 小型 13 高峰温泉 72 401.76 0.1768 2.53 0.857 小型 14 林旺温泉 67 1054 0.4134 5.91 2.003 中型 15 五指山市地热点 40.1 384 0.0499 0.71 0.242 小型 16 半岭温泉 77 563.24 0.2742 3.92 1.329 中型 17 南岛温泉 34.8 850.18 0.0659 0.94 0.319 小型 18 崖城温泉 59 157.92 0.0497 0.71 0.241 小型 19 千家温泉 48 426 0.0885 1.26 0.429 小型 20 石门山温泉 36 1382 0.1236 1.77 0.599 小型 21 中沙温泉 38 25.92 0.0028 0.04 0.014 小型 22 陀烈温泉 47 75.12 0.0149 0.21 0.072 小型 23 高坡岭温泉 78 667.9 0.3318 4.74 1.608 中型 24 二甲温泉 51 129.6 0.0307 0.44 0.149 小型 25 大田温泉 52 254.02 0.0627 0.90 0.304 小型 26 新街温泉 51 174.53 0.0414 0.59 0.201 小型 27 七叉温泉 47 157.25 0.0311 0.44 0.151 小型 28 邦溪温泉 40 256.56 0.0331 0.47 0.160 小型 29 木棉温泉 48 38.88 0.0081 0.12 0.039 小型 30 光雅温泉 40 298.94 0.0386 0.55 0.187 小型 合计 1.15×104 3.14 44.84 15.21
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表 7 水热型中低温地热田和温泉规模分类标准
Table 7. Classification standards of low temperature geothermal fields and hot springs
地热资源
规模地热田分类 温泉分类 热能/MW 保证开采
年限/年热能/MW 保证开采
年限/年大型 > 50 100 >5 100 中型 10∼50 100 1∼5 100 小型 < 10 100 < 1 100 注：地热田规模分类标准按《地热资源地质勘查规范》(GB/T11615—2010)；温泉规模分类标准按同级地热田的1/10
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