韓建秀，謝淑靜

(河南省南陽市節(jié)水辦公室，河南 南陽473060)

河南省鄧州市地?zé)豳Y源研究

韓建秀，謝淑靜

(河南省南陽市節(jié)水辦公室，河南 南陽473060)

運(yùn)用地?zé)岬刭|(zhì)理論，初步研究了鄧州市城區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)背景、重力場(chǎng)特征、地?zé)豳Y源的分布和形成條件，著重劃分了區(qū)域地下熱水(礦水)賦存層位，評(píng)價(jià)了地?zé)崃黧w質(zhì)量。

地?zé)豳Y源;賦存特征;開發(fā)利用;鄧州市

地?zé)峒療?、礦、水于一體，具有多種用途和較高的開發(fā)利用價(jià)值，可用于發(fā)電、供熱、供暖、醫(yī)療、洗浴、康樂、水產(chǎn)、溫室等方面。近幾年，我國(guó)地?zé)豳Y源的勘探開發(fā)和利用，從質(zhì)到量都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，中低溫地?zé)豳Y源直接利用量世界之首，高溫地?zé)岚l(fā)電量排在世界第14位，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

鄧州市地處河南省西南部，位于南陽斷陷盆地沉降的中心地帶。繼有關(guān)部門在河南油田和南陽市城區(qū)成功鉆遇地?zé)豳Y源后，鄧州市于1999年開展城區(qū)地?zé)岬目碧介_發(fā)工作，取得了豐富的地?zé)岬刭|(zhì)、水文地質(zhì)和地球物理勘探資料。

1 地?zé)岬刭|(zhì)背景

南陽斷陷盆地的地質(zhì)環(huán)境與賦存有豐富中低溫地?zé)豳Y源的我國(guó)華北中、新代沉積盆地相似。

1.1 地殼深部構(gòu)造

鄧州市地殼深部構(gòu)造比較復(fù)雜，主要表現(xiàn)為該區(qū)基底起伏較大，上部地殼底界面、地殼界面(莫霍面)、居里等溫面等形態(tài)復(fù)雜，深大斷裂切割嚴(yán)重。鄧州市位于新野地殼界面隆起的西北部，淅川—南陽居里面隆起的南側(cè)，地殼界面和居里面深度分別為34.05 km和33.7 km。

1.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

鄧州市城區(qū)位于南陽—襄樊坳陷的次級(jí)構(gòu)造單元—南陽斷陷的中心地帶，處在秦嶺緯向構(gòu)造系與華夏類型構(gòu)造復(fù)合部位。

南陽—襄樊坳陷是迭置在秦嶺褶皺系之上的近南北向的中新代坳陷，南陽斷陷位于該坳陷的北部，斷陷南為新野凸起，斷陷內(nèi)沉積了巨厚的上白堊統(tǒng)至第四系的陸相碎屑物，基底主要為元古界、古生界變質(zhì)巖、沉積巖、火山巖等。

區(qū)內(nèi)秦嶺緯向構(gòu)造系南秦嶺褶皺帶于鄧州市西部沒入南陽凹陷，華夏類型構(gòu)造北東向南陽斷裂帶在鄧州市城區(qū)東側(cè)穿過。

鄧州市西北部與內(nèi)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)平交界處見有加里東晚期最晚形成的花崗斑巖侵入體。

1.3 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，主體斷裂構(gòu)造為北西向和北東向，斷裂多為高角度正斷層，其中北東向斷裂兼有平推性質(zhì)，規(guī)模較大的斷裂控制斷陷的形成、發(fā)展和沉積。

1.3.1 北西向斷裂

1)木家埡—內(nèi)鄉(xiāng)深大斷裂帶

該斷裂自西峽縣的木家埡經(jīng)內(nèi)鄉(xiāng)隱伏于鄧州市北部盆地中，向東經(jīng)桐柏延伸至商城，斷裂帶走向280°～310°，淺部?jī)A角陡，深部?jī)A角緩，為滑動(dòng)的鏟式斷裂。斷裂面北傾，傾角35°～85°，深部位置向北平移了20～50 km，西窄東寬。斷裂帶寬數(shù)百米—千余米，沿?cái)嗔褞С０l(fā)育一系列近東西向延伸的加里東期基性巖和燕山期中酸性小侵入體。該斷裂帶是南北秦嶺的分劃斷裂，是一條長(zhǎng)期活動(dòng)、性質(zhì)多變、規(guī)模較大的殼圈斷裂。

2)夏集—大王集—羅莊斷裂帶

該斷裂為一北西向隱伏壓性斷裂，傾向南西，東起夏集向西經(jīng)大王集、羅莊南延至內(nèi)鄉(xiāng)靈山，長(zhǎng)約25 km。斷裂規(guī)模較大，影響較深，具多期活動(dòng)特征，斷裂形成于喜山期，新生代以后又有活動(dòng)。在內(nèi)鄉(xiāng)靈山頭一帶有溫泉出露。

3)F1斷裂帶

該斷裂位于新野凸起北側(cè)，基本沿凸起邊界分布，為隱伏斷裂，全長(zhǎng)105 km。新野以東呈近東西向，新野以西呈北西西向，傾向北。該斷裂以壓性為主，形成于喜馬拉雅構(gòu)造期，長(zhǎng)期活動(dòng)，控制了南陽坳陷的規(guī)模。

1.3.2 北東向斷裂

1)南陽斷裂帶(F3)

該斷裂帶位于南陽、鄧州的東側(cè)，呈北東向展布，傾向北西，橫貫?zāi)舷迮璧兀瑸橐灰?guī)模較大的隱伏線性構(gòu)造，長(zhǎng)度大于150 km。該斷裂帶切割康氏面，在南陽市附近傾角較陡，鄧州近側(cè)傾角較緩，斷裂兩側(cè)構(gòu)造活動(dòng)差異明顯。該斷裂形成于新生代，是一長(zhǎng)期活動(dòng)的新構(gòu)造，近代有弱的地震發(fā)生。

2)F5、F6斷裂

F5、F6斷裂為隱伏構(gòu)造，呈北東向延伸，長(zhǎng)度分別約為30 km和22.5 km，斷裂形成于新生代，切割北西向的F1斷裂。

1.4 地層

鄧州市區(qū)的主要沉積物為中、新生代，根據(jù)區(qū)域內(nèi)的鄧淺1、鄧淺2、鄧淺3、鄧淺4和南7號(hào)鉆孔資料，主要地層為:

上第三系:上新統(tǒng)鳳凰鎮(zhèn)組(Nf)由一套藍(lán)灰色礫巖、砂巖與泥巖的交互層組成，以湖積為主，形成多重旋回，底板埋深200～700 m。

下第三系:下第三系為凹陷主要沉積層，南陽盆地最厚約4 800 m，為一套紅黑紅、粗細(xì)粗的砂巖與泥巖為主的交互沉積，構(gòu)成一個(gè)完整的沉積旋回，鄧州市區(qū)厚度3 000 m左右。下第三系劃分為漸新統(tǒng)廖莊組(E3l)、上始新統(tǒng)核桃園組(E2h)、中始新統(tǒng)大倉房組(E2d)和下始新統(tǒng)玉皇頂組(E2y)。

白堊系:上統(tǒng)胡崗組(K2h)為紫紅色含礫砂巖夾灰白色砂礫巖，底部為淺灰色厚層礫巖，厚度25～517 m。該組地層不整合于元古界變質(zhì)巖、火成巖古老基底之上。

2 區(qū)內(nèi)重力場(chǎng)特征及其地質(zhì)解釋

在重力異常平面圖上，重力場(chǎng)南高北低，場(chǎng)值變化梯度較大，見圖1。在市政府—萬花樓以北一帶重力異常場(chǎng)值最低，發(fā)育有呈北西向展布的封閉重力異常，異常帶的北東側(cè)重力場(chǎng)值逐步抬升。重力場(chǎng)這一特征，反映出鄧州市區(qū)一帶基底南北淺，中部為一北西走向的負(fù)地形，市區(qū)位于負(fù)地形南部邊緣的舒緩斜坡帶上。

圖1 河南省鄧州市布格重力異常平面圖

在以市區(qū)為中心的重力異常圖上，重力場(chǎng)呈同形同向扭曲、局部膨大特征，是隱伏的具有一定埋深的次級(jí)斷裂的反應(yīng)。在該區(qū)共發(fā)現(xiàn)四條斷裂，其中北西向斷裂一條，北東向斷裂三條，斷裂性質(zhì)為正斷層(見圖2)。兩組構(gòu)造的交匯部位應(yīng)是地?zé)峥碧介_發(fā)的有利地區(qū)，在開發(fā)規(guī)劃上應(yīng)予重視。

建立鄧州市城區(qū)地質(zhì)—地球物理模型，反演擬合，推斷本區(qū)基底為白堊系，區(qū)域重力場(chǎng)主要反映了白堊系頂界面的起伏情況。

3 地?zé)徙@探

3.1 地層

鄧熱1號(hào)地?zé)崽讲删挥卩囍菔凶詠硭驹簝?nèi)，井深980 m，揭露地層自上而下為:

第四系中、上更新統(tǒng)(Q2+3):為沖洪相松散堆積物，含水砂層累計(jì)厚度41.0 m。

第四系下更新統(tǒng)(Q1):為一套灰綠色、灰白色、灰黃色、黃褐色雜色粘土、亞粘土與灰白色、黃褐色中粗砂層互層松散堆積物，具多期次沉積旋回特征，其特點(diǎn)是每個(gè)沉積旋回下部為粗顆粒砂層，上部為粘性土層。含水砂層累計(jì)厚度大于40 m。

上第三系(N):為一套半膠結(jié)砂巖、砂礫巖、泥巖互層地層。砂巖暗褐色、黃褐色，成巖程度差，較疏松;泥巖較致密、堅(jiān)硬。上第三系含水砂巖層累計(jì)厚度大于90 m。

下第三系(E):下第三系未揭穿。在鉆探深度內(nèi)，為一套黃褐色、棕紅色泥巖與灰黑色、暗褐色含礫粗砂巖、砂礫巖互層地層，該套地層致密堅(jiān)硬，成巖明顯，深度在771～980.6 m，揭露砂巖層累計(jì)厚度大于120 m。

3.2 抽水試驗(yàn)及水質(zhì)分析結(jié)果

地?zé)峋∷畬佣螢橄碌谌瞪皫r、砂礫巖層。經(jīng)試水，降深62.86 m，涌水量1 441.2 m3/d，井口出水溫度40℃。熱水 PH 值 6.85，硫酸鹽含量 65.4 mg/L，氯化物含量 20.0 mg/L，氟化物含量 0.95 mg/L，總硬度 372.9 mg/L，碘化物含量6.42 ug/L，重金屬離子未檢出，符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 地溫梯度

鄧州市區(qū)多年平均氣溫15.2℃，賦存于第四系中、上更新統(tǒng)的淺層地下水埋深15～20 m，其多年平均水溫穩(wěn)定在17.5℃，基本顯示出了本區(qū)常溫帶(層)特征。故以常溫帶(層)埋深20 m，常溫帶溫度17.5℃為基準(zhǔn)，以大流量汲取地?zé)崴畷r(shí)井口出水溫度近似代表井底溫度，推算得地溫梯度為2.646℃/100 m(推算值比實(shí)際值可能稍低)。

4 地?zé)豳Y源賦存層位分析

按《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB11615－89)，以水溫、水質(zhì)利用為劃分標(biāo)準(zhǔn)，在埋深2 000 m深度鄧州市城區(qū)地?zé)豳Y源，可劃分為四個(gè)賦存層位。

4.1 上第三系溫水賦存層位(段)

該套含水層富水性較好，水溫25℃ ～30℃，地下水礦化度400～600 mg/L，水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749 －2006)，鍶和偏硅酸的含量(鍶 0.89 mg/L，偏硅酸42.9 mg/L)超過《飲用天然礦泉水》(GB8537－2008)。目前南陽市、河南油田在該層段施工了近10眼深井，經(jīng)測(cè)試，單井出水量在1 500 m3/d左右，單位涌水量一般為6～9 m3/h·m，層段底部的水溫36℃ ～40℃。該層段的顯著特點(diǎn)是底部的厚層底礫巖，區(qū)域上分布很廣，地下水儲(chǔ)量豐富。

該套含水層埋藏深，水質(zhì)好，水溫高，地下水靠盆地邊緣含水層露頭補(bǔ)給，補(bǔ)給距離遠(yuǎn)，水質(zhì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，是今后開發(fā)優(yōu)質(zhì)礦泉水和低溫地?zé)崴挠欣麑佣巍?/p>

4.2 下第三系溫水賦存層位(600～1 000 m)

鄧熱1號(hào)地?zé)峋_采本層段地下水，水溫30℃ ～40℃，單井出水量600～1 500 m3/d。該層段的水質(zhì)等指標(biāo)如前所述。

4.3 下第三系溫?zé)崴x存層位(1000～1 500 m)

該層段水溫40℃ ～60℃。據(jù)石油勘探資料分析，該層段單井涌水量500 m3/d左右。溫?zé)崴瘜W(xué)類型在重碳酸鹽型—氯化物型水之間變化，礦化度大于1 g/L，推測(cè)水質(zhì)符合醫(yī)療熱礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 下第三系熱水賦存層位(1 500～2 000 m)

該層段主要由核桃園組地層組成，水溫60℃ ～80℃，單井出水量500 m3/d左右，熱水水化學(xué)類型以氯化物型水為主，礦化度較高，碘、溴等離子含量較高，水質(zhì)推測(cè)符合醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn)。(河南油田地?zé)釋?shí)驗(yàn)井，井深1 886 m，井底水溫87℃，地下水礦化度9.24 g/L，含水層滲透系數(shù)0.029 m/d。)該層段為開發(fā)高溫地?zé)崴闹饕∷畬佣巍?/p>

上述4個(gè)地下熱水(或礦水)賦存層位頂?shù)装寰植加袑游环€(wěn)定的厚層粘性土或粘土巖，使各熱儲(chǔ)層成為獨(dú)立的地下水系統(tǒng)，各熱儲(chǔ)層水力聯(lián)系基本為同層水平聯(lián)系。

5 結(jié)語

1)在2 000 m深度內(nèi)，鄧州市城區(qū)地?zé)崽飳俪练e盆地埋藏型低溫地?zé)崽?，地?zé)豳Y源類型為自然增溫型。

2)鄧州市城區(qū)地下熱水具有多層、承壓、層位穩(wěn)定的特點(diǎn)，可滿足不同的用途，地?zé)豳Y源具有廣闊的開發(fā)利用前景。

3)鄧州市城區(qū)地?zé)豳Y源勘探研究的程度較低，開發(fā)處于起步階段，有待于進(jìn)一步工作，查明地?zé)豳Y源的賦存及其開發(fā)利用前景，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4)按照“分層開采、梯級(jí)綜合利用”原則，制定地?zé)衢_發(fā)利用規(guī)劃，提高綜合利用水平，禁止不同熱儲(chǔ)層混合開采。

［1］田庭山，李明朗等.中國(guó)地?zé)豳Y源及開發(fā)利用［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.2006.

［2］河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社.1989.

［3］王寶玉.河南省地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀及展望［J］.河南地質(zhì).1998.16(2).

［4］李清林等.南陽市區(qū)地?zé)豳Y源及成因探討.河南地質(zhì)［J］.2001.19(3):176～183.

Study on Geothermal Resources in Dengzhou of Henan province

HAN Jian－xiu，XIE Shu－jing
(Water saving office of Nanyang，Henan Province，Nanyang 473060，Henan)

Based on geothermal geological theory，the paper studies geothermal geologic setting，features of gravitational field，and distribution and formation conditions of geothermal resources under the urban area of Dengzhou city，determines horizons of regional thermal water(mineralized water)，and evaluates the quality of thermal fluids.

Geothermal resources;accumulation characteristics;development and utilization;Dengzhou city

TK521+.33

A

1004－1184(2012)03－0021－03

2012－03－12

韓建秀(1966－)，男，河南新野人，高級(jí)工程師，主要從事城市節(jié)水及水資源研究與管理工作。