劉玉泉

(貴州有色金屬和核工業(yè)地質勘查局物化探總隊)

貴州平里河地區(qū)熱水沉積成礦

劉玉泉

(貴州有色金屬和核工業(yè)地質勘查局物化探總隊)

通過對貴州平里河地區(qū)的地熱水沉積成礦進行探討，分析該地區(qū)的曹渡河支流—打貴河地熱水所屬區(qū)域地質構造特征、地熱地質條件以及地熱資源的成因，估算地熱資源量，為開發(fā)利用該地區(qū)的地熱資源提供參考。

地熱水 沉積成礦 地熱地質條件 控熱構造 地熱資源

自20世紀60年代至今，關于地熱水沉積成礦的研究成果較多，根據(jù)貴州平里河地區(qū)相關資料，對該地區(qū)的地熱水沉積成礦進行詳細分析，為該地區(qū)熱水沉積成礦的勘查工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質成礦現(xiàn)狀

勘查區(qū)處于揚子準地臺黔南臺陷貴定SN向構造變形區(qū)的中南部，區(qū)域構造骨架以EW向排列的隔槽式褶皺為特征[1]。勘查區(qū)恰處于西關背斜近軸部的打貴河一帶，地熱溫泉點的形成與出露受背斜控制明顯。 斷裂構造以近SN—NNE向的逆斷層為主，其次為NE、NW向2組扭性斷層。近SN向斷層與該區(qū)地熱水形成關系密切。

2 地熱水成礦條件

(1)導熱構造[2]。地熱泉出露于西關背斜核部、南北向逆斷層F1下盤。熱源主要來自于地殼深部的熱傳導，F(xiàn)1斷層出露規(guī)模較大，切割較深，為區(qū)內地下水深循環(huán)熱傳導提供了有利條件，西關背斜為形成封閉的熱儲構造創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)我國地熱分類，勘查區(qū)屬于隆起斷裂型成因。

(2)熱儲單元。根據(jù)區(qū)內地表地層出露情況，該區(qū)分布的祥擺組、湯粑溝組等以碎屑巖為主的地層應為相對隔熱保溫層，其下的革老河組、堯梭組、望城坡組、獨山組雞窩寨段等以碳酸鹽巖為主的地層應為熱儲層，它們共同構成一個儲集單元。其下的獨山組宋家橋段砂頁巖-雞泡段灰?guī)r，邦寨組砂巖-龍洞水組灰?guī)r等分別組成下部儲集單元。第I儲集單元熱儲層厚500～1 672 m，根據(jù)Eh4大地電磁深成果推斷，在打貴河下寨及中寨一帶地下200～1 700 m處存在一個相對較高的電阻率層，分析認為該區(qū)第I儲熱層厚度接近最大厚度。

(3)蓋層條件。區(qū)內熱儲構造的隔熱蓋層為舊司組、祥擺組及湯粑溝組砂頁巖、硅質巖、石英砂巖及灰?guī)r，厚631～1 080 m，保溫隔熱性能較好。

(4)補給水源。地熱水補給水源的根本源頭是大氣降水，由于區(qū)內存在隔水隔熱層，因此直接的補給水源來源較遠。從大范圍來看，在勘查區(qū)以南有2股地表水流來自F1斷層西側：①通州河，流至丹平寨接近斷層F1時注入地下，地表流長大于9 km，消水口標高914 m，高于地熱泉出口標高約100 m，此后該股水源未找到出口；②通州鎮(zhèn)以南直距約5 km的翁崗河，經翁崗往南東至下寨(F1斷層西側)注入地下，地表流長約4 km，該股水流注入地下后也未找到出口。該2股地表水為區(qū)內地下熱水的主要補給源，總流量在1 000 m3/d以上。

3 地熱水地質特征

3.1 地熱構造分析

區(qū)域構造骨架為近SN向的隔槽式褶皺和斷層。褶皺由緊密的復向斜和寬緩的復背斜相間排列。工作區(qū)處于西關背斜近軸部的打貴河一帶，地熱溫泉點的形成與出露受背斜控制明顯。斷裂構造以近SN—NNE向的逆斷層為主，其次為NE、NW向2組扭性斷層。地熱泉出露于西關背斜核部、SN向F1斷層上盤。熱源主要來自于地殼深部的熱傳導，F(xiàn)1逆斷層出露規(guī)模較大，切割較深，為該區(qū)的地下水深循環(huán)熱傳導提供了有利條件，西關背斜為形成封閉的熱儲構造創(chuàng)造了有利條件。地殼深部的熱能沿斷裂帶迅速向上釋放，其傳導上來的高地熱能與潛水含水層的熱水發(fā)生了熱能量交換，引起水體膨脹并沿斷裂帶向上涌出地表形成中—低溫熱泉。

3.2 低溫溫泉的形成機制

(1)熱源。區(qū)內填圖資料和區(qū)域地質資料顯示，工作區(qū)處于西關背斜近軸部的打貴河一帶，地熱溫泉點的形成與出露受背斜控制明顯。F1斷層為晚近紀區(qū)域性活動深大斷裂。熱量來源于深部較均一的熱流在向地殼淺部傳輸過程中進行再分配。在導熱的深大斷裂近于SN向F1斷裂的作用下，地下熱水在一定的深度范圍內以對流的形式存在，熱傳遞以傳導和對流的形式同時出現(xiàn)，與F1斷裂伴生的近EW向的F2斷裂聯(lián)通了深部熱源與熱儲層，構成了熱能儲存和運移的空間及通道，使深部熱水在相對較淺的部位集中。

(2)輸熱通道。區(qū)內發(fā)育的一條區(qū)域性大斷裂切穿了石炭系的所有地層及部分泥盆系地層，為地下熱水循環(huán)提供了良好的通道，其中F1斷裂的輸熱效果最為明顯，該斷裂的存在有利于熱流上移及地下水深循環(huán)。因此，該區(qū)溫熱水為深循環(huán)熱水型。

(3)熱儲層。根據(jù)區(qū)內地表地層出露情況，區(qū)內分布的祥擺組(C1x)、湯粑溝組(C1t)等以碎屑巖為主的相對隔熱保溫層部分被剝蝕，無法對其下的革老河組(D3g)至獨山組雞窩寨段(D2djw)等以碳酸鹽巖為主的地層起到隔熱保溫的效果。而其下的獨山組宋家橋段碎屑巖度較大，對下伏巖層含水層雞泡段封閉良好，具有良好的保溫隔水性能，為相對隔熱保溫層。

4 地熱水沉積成礦鉆孔施工

對平里河地區(qū)曹渡河水系的上游支流打貴河地熱水資源進行深井鉆探，目的是獲得該地區(qū)地熱資源的地質特征，查明該地區(qū)熱儲、蓋層、導水及控熱構造的情況，并獲得該地區(qū)一定深度內地熱水的水溫、水量及水質等水文地質資料。通過地溫測量，提取了地下深部地溫的溫度異常,計算出該地區(qū)的地溫梯度，預測成井后底部的溫度，在以測區(qū)為中心進行井中地溫測量和地面測線測量。地面測量時首先采用洛陽鏟打孔，然后放進探頭進行讀數(shù)，至讀數(shù)穩(wěn)定,讀取儀器上的溫度值。與此同時，利用瞬變、直流電測深、地震勘探方法查明區(qū)內的隱伏斷裂構造、地層屬性及厚度、斷層斷距及產狀，分析可知，該區(qū)具有地熱傳導、對流、熱儲水條件和運移良好通道等地熱資源賦存條件。地溫測量提供了異常位置，為地熱水的勘探施工提供了深部地球物理信息。

根據(jù)1∶10 000地熱水水文地質調查，該地區(qū)的面積為24 km2。重點勘查F1斷層的出露位置、產出

特征、水熱蝕變特征和各地層巖性的分布與產狀。在地球化學勘查中，應做好2個方面的工作：①地熱化探測量，測量區(qū)域面積為24 km2，按500 m×500 m網(wǎng)度采取土壤B層樣品，分析汞、砷、銻、鉍等元素，研究地熱異常的范圍和分布特征；②地球化學測量，測量區(qū)域面積為26 km2(包括測區(qū)以南2股河水消水口一帶)，系統(tǒng)采集地表水樣、地下水樣和地熱泉水樣進行化驗分析，平均按2點/km2計，約采樣54件。

地熱地球物理勘查面積為24 km2，所使用的方法包括高精度磁測、大地電磁測深和RaA測氡，研究此處是否存在隱伏的巖漿巖體，隱伏斷裂構造，地熱異常范圍、產出形態(tài)以及熱儲基底起伏情況。其中高精度磁測和RaA測氡按1∶2.5萬進行施測；大地電磁測深按500 m×500 m網(wǎng)度布置，共測15條線，每條測線布置9個測點(155#、160#、165#測線中間 1 km加密)，共189個測點。大致圈定了地熱異常范圍、熱儲體空間分布、熱儲體基底起伏及隱伏斷裂的空間展布情況，大致查明了一定深度范圍內是否存在隱伏火成巖體。

對打貴河溫泉附近的160#、165#測線進行了可控源音頻大地電磁測深工作，2條測線相互平行，測線方位90°，2條測線分別長4 km，線距250 m，點距500 m。由于165#測線恰好經過溫泉出露點，所以對該2條測線的中間段進行了50 m點距的加密測量，其中160#測線加密段為1 950～2 550 m，165#測線加密段為1 850～2 650 m，共實測測深點98個。通過平里河地區(qū)地熱水資源勘查，布置探采結合井一個，預期在打貴河一帶可探獲一個小型中—低溫地熱田，可提供400 m3/d，40～50 ℃的地熱水為當?shù)鼐用袷褂谩?/p>

5 結 語

通過1∶10 000水文工程地質環(huán)境調查，獲得水文點53個，大致了解了勘查區(qū)主要含水層和隔水層的巖性、分布、厚度以及區(qū)內的水文地質條件。通過分析區(qū)內地熱水成礦條件、地質特征，并介紹了鉆孔施工情況，為該地區(qū)尋找地熱水提供參考。

[1] 趙振華，涂光熾.中國超大型礦床[M].北京: 科學出版社，2003.

[2] 肖榮閣，張漢城，陳卉泉，等.熱水沉積巖及礦物巖石標志[J].地學前緣，2001(4)：379-385.

2015-04-27)

劉玉泉(1979—)，男，工程師，558000 貴州省黔南面依族苗族自治州都勻市。