孫光旭，尹詩琪，陳 婷

(成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059)

地?zé)豳Y源是指在某一未來時(shí)間內(nèi)能被經(jīng)濟(jì)而合理地取出來的地球表面以下的地下熱能［2］。是繼煤、石油之后有廣闊發(fā)展前景的地質(zhì)能源［3］。地?zé)豳Y源的開發(fā)利用是當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要方面。四川省得天獨(dú)厚，地?zé)豳Y源豐富。研究區(qū)萬源市龍?zhí)逗拥貐^(qū)，位于交通便利，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的旅游開發(fā)區(qū)，具有較好的地?zé)豳Y源勘探前景。因此，龍?zhí)逗拥貐^(qū)的地?zé)豳Y源的研究和開發(fā)利用具有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域構(gòu)造

研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造歸屬于大巴山弧形沖斷構(gòu)造帶南大巴山帚狀構(gòu)造帶。南大巴山帚狀構(gòu)造由一系列弧形擠壓面組成，向北西方向撒開，逐漸向南東方向收斂。隨著弧形的收斂，構(gòu)造線也由北西向轉(zhuǎn)南東東—近東西向。整個(gè)弧形構(gòu)造外緣向南西略為凸出，南界大致在研究區(qū)以南固軍、渡口、紅花一線;紅花以東明顯的向漁沙沖斷束靠攏。該弧形內(nèi)緣即北界限于高觀寺—鐘寶沖斷，向東至巫溪以東，受淮陽反射弧干撓，并與淮陽反射弧西翼以低角度斜接到重接。

帚狀構(gòu)造由一系列弧形沖斷和線形褶曲組成。整個(gè)弧形構(gòu)造是其外旋層受順時(shí)針方向旋扭作用形成的。在應(yīng)力持續(xù)作用下，在壓裂面的基礎(chǔ)上，形成了巨大的弧形壓扭性沖斷層及北東東向走向斷層和剪切面。本次地?zé)峥辈橹饕婕澳洗蟀蜕街銧顦?gòu)造帶北西撒開段外弧的主要構(gòu)造(圖1)，由北向南為八臺(tái)山—大寧廠向斜(①)，漁沙—九盤石沖斷復(fù)背斜(②)，滿月沖斷向斜(③)，石塘壩—添子城復(fù)背斜(④)，井溪壩向斜(⑤)。

1.2 區(qū)域地層

基巖主要出露二疊系下統(tǒng)頂部至三疊系上統(tǒng)。區(qū)內(nèi)出露總厚度二千多米。其中以三疊系下統(tǒng)大冶組和嘉陵江組分布最廣。但區(qū)域資料顯示，工區(qū)地腹除缺失泥盆、石炭系外震旦系至二疊系分布齊全。研究區(qū)的古生界除了在深切河谷的背斜核部出露少量下二疊統(tǒng)上部巖層外，主要出露上二疊統(tǒng)。其余古生界巖層深埋地腹。第四系更新統(tǒng)主要分布在階地上，與下伏地層呈不整合接觸。

2 含地?zé)崴貙訋r石組合特征

地?zé)崴疅醿?chǔ)構(gòu)造的三個(gè)基本要素是儲(chǔ)水層、蓋層和墊層。

2.1 儲(chǔ)水層

一般情況下，灰?guī)r因質(zhì)均性脆，可溶裂隙發(fā)育，且可不斷溶蝕擴(kuò)大，因而是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)水層。本區(qū)二疊系以灰?guī)r為主，是很好的也是主要的含水層。

白云質(zhì)灰?guī)r部分可溶，但次于灰?guī)r，在相同條件下含水富水性均弱于灰?guī)r。而白云巖可溶性更次，有時(shí)可作為隔水層。本區(qū)寒武系以白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖為主，夾數(shù)層灰?guī)r，整體含水一般。奧陶系在川東一帶地?zé)峋挟a(chǎn)水，但在工區(qū)地腹較薄，且多為白云巖、泥灰?guī)r，故含水性也一般。泥灰?guī)r的含水性與白云質(zhì)灰?guī)r類似，但由于巖層較薄，一般情況下可成為隔水較差的隔層。因此，在一般情況下，工區(qū)三疊系的泥灰?guī)r含水一般。

2.2 隔水層

二疊系尤其是下二疊統(tǒng)夾較厚的硅質(zhì)巖層為非可溶性巖層，是較好的隔水層。泥巖、頁巖是主要的隔水層，砂巖一般情況下也是隔水的，因此，二疊系王坡段、志留系、奧陶系大部分、寒武系下統(tǒng)都是優(yōu)質(zhì)的隔水層。此外，三疊系下統(tǒng)的嘉陵江組夾較多厚層石膏層，塑性大，柔軟致密是很好的隔水層。

圖1 龍?zhí)逗訕?gòu)造綱要圖和遙感解譯圖

2.3 地?zé)崴M合

根據(jù)對(duì)工區(qū)巖層含水、隔水性能的分析，將含水層與其上的、下的隔水層劃為一個(gè)含水組合。為此，將工區(qū)地層劃分為三個(gè)地?zé)崴M合:下三疊統(tǒng)—上二疊統(tǒng)組合(上組合);下二疊統(tǒng)—志留系組合(中組合);志留系寒武系組合(下組合)。

其中下二疊統(tǒng)茅口組 －志留系組合:以上二疊統(tǒng)王坡段(P2w1)頁巖和下二疊統(tǒng)茅口組頂部硅質(zhì)巖層為主要蓋層，以巨厚的志留系砂頁巖為下部隔水層(墊層)，主含水層為下二疊統(tǒng)茅口組(P1m)和棲霞組(P1q)的厚層石灰?guī)r。該層石灰?guī)r也是川東乃至全川地下水主要儲(chǔ)水層和重要產(chǎn)水層。此外，志留系頂部由于在地質(zhì)歷史中曾長(zhǎng)期暴露地表，遭受風(fēng)化剝蝕，風(fēng)化帶裂隙普遍發(fā)育，因其分布廣泛，其上覆蓋層二疊系石灰?guī)r層二者結(jié)合可能有更好的導(dǎo)水、儲(chǔ)水作用，是值得重視的地下水徑流層和儲(chǔ)水層。因此劃分為Ⅰ類含水組合，作為主要勘探目標(biāo)。

3 熱儲(chǔ)構(gòu)造及勘探區(qū)

3.1 熱儲(chǔ)構(gòu)造特征

(1)由于褶皺軸部構(gòu)造應(yīng)力集巾，裂隙發(fā)育，并可形成虛脫空間，有利于地下水賦存。而一般向斜軸部又比背斜軸部富水。如雞唱暗河流量達(dá)200l/s。因該區(qū)向斜上部一般多分布下三疊統(tǒng)至二疊系厚層一塊狀灰?guī)r，質(zhì)純性脆，有利于巖溶發(fā)育，構(gòu)造形態(tài)又有利于匯水(圖2)。

(2)張、扭性斷裂本身即可為良好的地下水通道。而扭壓性斷裂兩側(cè)也必然具有疏張裂隙帶，扭壓斷裂兩側(cè)也是富水地帶。工區(qū)大戰(zhàn)溪、小戰(zhàn)溪常年水流不斷，與順二溪溝發(fā)育的斷層和裂隙帶有關(guān)，水中之化學(xué)成分也表明可能混有較深來源的水。紅巖泉更是產(chǎn)于二斷層交匯處。

(3)由于非可溶巖層限制了巖溶水的滲流方向，使其順可溶巖與非可溶巖界面運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了界面附近的溶蝕作用。本區(qū)龍?zhí)逗拥貐^(qū)發(fā)育的二疊系灰?guī)r，大氣降水易于滲入補(bǔ)給地下水。其下部志留系砂頁巖可以作為較好的隔水層，形成良好的熱儲(chǔ)構(gòu)造。

3.2 有利勘探區(qū)

紅巖有利勘探區(qū)(圖2)地理位置:紅巖至鳳凰咀。劃分依據(jù)如下:

圖2 龍?zhí)逗拥貐^(qū)構(gòu)造橫剖面圖

(1)該區(qū)以鳳凰咀向斜為主要儲(chǔ)水構(gòu)造。鳳凰咀復(fù)向斜為兩向夾一背的大型復(fù)式向斜。向斜本身就是有利的儲(chǔ)水構(gòu)造。向斜中有一次級(jí)背斜，增強(qiáng)了向斜軸部構(gòu)造的復(fù)雜性和裂隙帶的發(fā)育，更有利于地下水的儲(chǔ)集。

(2)地表出露下三疊統(tǒng) T1j，地腹主要熱水儲(chǔ)集層為下二疊統(tǒng)—志留系組合，為工區(qū)Ⅰ類優(yōu)質(zhì)含水組合，為該區(qū)地下水的運(yùn)移儲(chǔ)集奠定了良好的基礎(chǔ)。

(3)下二疊統(tǒng)—志留系含水組合和鳳凰咀向斜的配置，與著名的“俞家梁高懸向斜富水廊道”類似而有因其核部的小戰(zhàn)溪背斜和很可能隱伏于地腹的滿月沖斷層而優(yōu)于“俞家梁高懸向斜富水廊道”的富水條件。

(4)該區(qū)縱向、橫向斷層裂隙帶發(fā)育，尤其縱向斷層裂隙帶，有可能是滿月沖斷層的繼承和延續(xù)。更增加了軸部區(qū)域的儲(chǔ)集空間。有利于大量地下水沿軸向徑流和富集。

(5)鳳凰咀復(fù)向斜兩側(cè)是高陡背斜—漁沙—九盤石沖斷復(fù)背斜和石塘壩—添子城復(fù)背斜，兩背斜二疊系大面積出露，在工區(qū)下二疊統(tǒng)均被龍?zhí)逗由钋斜┞?沿兩背斜軸向向南東，下二疊統(tǒng)更是大面積出露，甚至志留系也出露地表，有利于接受大量的大氣降水。

(6)南部下二疊統(tǒng)露高度在海拔2 000 m左右，和工區(qū)下二疊統(tǒng)出露高度相比高出近千米，和鳳凰咀復(fù)向斜地腹的下二疊統(tǒng)底部的相對(duì)高差達(dá)近4 000 m，有利于地下水在自身重力驅(qū)動(dòng)下向南西，即向本勘查區(qū)運(yùn)移，聚集。

(7)遙感解譯發(fā)現(xiàn)勘查區(qū)和鄰區(qū)漁沙—九盤石沖斷復(fù)背斜和石塘壩—添子城復(fù)背斜橫斷層和垂直背斜兩翼的暫行裂隙帶發(fā)育，而且還有后期的南北向斷褶帶(大巖洞斷褶帶)斜切兩背斜和滿月沖斷向斜(圖1)。上述構(gòu)造展布十分有利于背斜出露的碳酸鹽層接受的大氣降水向中間的向斜軸部聚集。

(8)推測(cè)該地區(qū)最下部?jī)?chǔ)水層埋深1 760 m左右，熱儲(chǔ)溫度約45℃左右。熱儲(chǔ)層埋深和溫度適中，勘探費(fèi)用經(jīng)濟(jì)。

4 結(jié)語

(1)萬源市龍?zhí)逗拥貐^(qū)含地?zé)崴M合是以下二疊統(tǒng)—志留系地?zé)崴M合為主。以下二疊統(tǒng)茅口組和棲霞組的厚層石灰?guī)r為熱儲(chǔ)層，下伏巨厚的志留系砂頁巖為墊層，上二疊統(tǒng)王坡段頁巖和下二疊統(tǒng)茅口組頂部硅質(zhì)巖層為主要蓋層。

(2)地?zé)崴Y源主要分布在紅巖地區(qū)，資源量豐富，具有較好的勘探前景。

［1］程建，王多義等.廣元地區(qū)地?zé)崴Y源成藏條件分析及有利勘探區(qū)預(yù)測(cè)［J］.內(nèi)蒙古石油化工.2010，07.

［2］張滿波，武秀江，吳雙紅.河南省地?zé)豳Y源形勢(shì)及開發(fā)利用潛力分析［J］.地下水.2008，30(4).

［3］袁鳳凱，李建華，胡亞召.山東聊城市唐莊地?zé)崴疅醿?chǔ)模式研究［J］.山西建筑.2010，36(26).

［4］王多義.四川綿竹釀春池溫泉地質(zhì)成因分析［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2005，(5).

［5］王均，黃尚瑤，黃歌山，等.中國(guó)地溫分布的基本特征［M］.北京:地震出版社.1990.

［6］沈照理，王焰新.水巖相互作用研究的回顧與展望［J］.地球科學(xué) －中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào).2002，27(2):127－132.

［7］白福，馬根喜.蘭州地?zé)豳Y源賦存特征分析［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2005，(7)，3 －5.

［8］汪明進(jìn)，李林，李建中，等.四川省廣元市劍門關(guān)地區(qū)地下熱水勘查論證報(bào)告［R］.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局化探隊(duì).2003.