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皖江经济带地处安徽省中南部,受断裂构造及其活动性控制,隆起山地和断陷盆地相间发育,为区内地热资源的成生与赋存创造了有利的地质条件,造就了该区较为丰富的地热资源。本文以皖江经济带地热资源为研究对象,通过对区内地热资源分布规律、地热地温场及地热水水文地球化学特征的研究,阐明了区内地热系统控制因素与形成条件,揭示了地热水的补给来源、赋存环境及其在循环过程中的水~岩相互作用、混合作用等;厘清了地热资源形成的盖层、热储层、来源及通道等要素特征,构建了本区的地热系统成因概念模型;基于地热系统成因分析,对区内地热资源进行了分区,圈定了典型地热田,评价了其地热资源量和地热水质量,提出找热靶区,可为皖江经济带乃至安徽省地热资源可持续开发利用提供科学依据。具体研究成果如下:(1)系统研究了皖江经济带地热资源发育规律。本区地热资源发育受地壳厚度、区域地质构造、地层岩性以及断裂构造等因素控制。区内地热资源主要发育在地壳厚度较薄、大地热流值较高的庐枞盆地、大别山隆起、巢湖穹断褶带等构造单元内,热水多出露在北东向、近东西向控热断裂构造和北西向导水断裂构造控制的交汇处。(2)研究区地热资源的热量来源主要是地球内部上地幔传导热,大别山隆起区、庐枞盆地等构造活动强烈地区存在岩石放射性元素锐变热以及岩浆活动的余热。大地热流值在33.56m W/m2~156.42m W/m2之间(均值79.20 m W/m2),地热地温梯度在1.59℃/100m~5.49℃/100m(均值3.41℃/100m),呈现西高东低,北高南低的分布趋势。根据测温曲线升温特征,将其划分为线性升温型、稳定不变型、跳跃突变型以及先升后降型四种地温增温类型。线性增温型和稳定不变型热量传递表现为热传导形式,跳跃突变和先升后降型热量传递表现为热对流形式。(3)研究区热水水化学类型变化多样且具有明显的分带性。庐枞盆地、定远盆地以及巢湖穹断褶带等构造单元水化学类型为SO4-Ca?Mg、HCO3-Ca?Mg型;大别山隆起、江南台隆等构造单元水化学类型为HCO3-Na、HCO3?SO4?Na型;合肥盆地等中新生代盆地水化学类型为Cl?SO4-Na型、Cl-Na型。隆起山地地热水水岩相互作用程度较低,TDS较低,沿水流路径主要发生长石矿物、碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐等矿物溶解作用,沉积盆地地热水水岩相互作用有所提高,TDS较高,水岩相互作用表现为岩盐溶解和离子交换吸附作用。(4)研究区发育碳酸盐岩类、碎屑岩类、岩浆岩类、变质岩类四类热储。合肥断陷盆地碎屑岩类热储温度为60℃~70℃,定远盆地碳酸盐岩类热储温度在50℃~75℃之间,庐枞断陷盆地碳酸盐岩类热储热储温度为75~100℃,大别山隆起及江南台隆岩浆岩与变质岩热储温度在110℃~120℃,巢湖穹断褶带碳酸盐岩类热储温度在60℃~100℃之间。热储埋深在931.80~2641.69m之间,热储循环深度在961.80 m~2671.37m。各热储地热水主要接受现代大气降水补给,补给区高程在416.67~1183.33m,沉积盆地碎屑岩类热储处于封闭状态,存在少量“古沉积水”,地下冷水混合不明显;碳酸盐岩类、岩浆岩类及变质岩类热储等隆起山地热储处于半开放~开放状,冷热水混合作用强烈,地下冷水混合混入比例在60%~88%之间。(5)构建了沉积盆地型地热系统和隆起山地型地热系统2类地热系统成因概念模型。沉积盆地地热系统热储层(碎屑盐岩类、碳酸盐岩类)连续分布,且有较厚的隔热盖层,热水经深循环在正常地温梯度下由地壳内部获得热量后沿岩层断裂主要以热传导方式上涌,经地热钻孔揭露而形成地热资源。隆起山地型地热系统热储(碳酸盐岩类、花岗岩类、变质岩类)发育于断裂带中,大气降水(或地表水)沿着导水断裂至其交汇的深大断裂而向深部循环,在深部高温、高压的驱动下,地热能被流体携带着主要以热对流方式向地表运移,在断裂交汇处形成温泉或人工钻孔揭露。(6)估算研究区地热资源总储量为1.35×1015KJ,可开采量为2.63×1014KJ,开采资源量可达2.95×107W。大别山隆起、巢湖穹断褶带可作为地热资源开发利用的靶区。