郭瑞林，郭 帥，張立劍

(1.河北省地礦局第四地質(zhì)大隊，河北承德 067000;2.北京市地質(zhì)工程勘察院，北京 100048)

地?zé)崾菍氋F的可再生能源，以地下水為載體的水熱型地?zé)釤崮芟到y(tǒng)是常見的類型，在河北省承德市范圍內(nèi)，多以中低溫地下熱水或溫泉形式分布于山區(qū)，且熱水點主要分布在豐寧-隆化一帶。七家溫泉位于河北省隆化縣七家鎮(zhèn)溫泉村，距隆化縣城50 km，在承德市東北約70 km處，有102國道通過溫泉區(qū)且靠近253省道，交通較為便利。溫泉村地下熱水開發(fā)利用歷史悠久，很早就用于洗浴、洗衣、宰殺牲畜等。近年來，七家溫泉的地?zé)衢_發(fā)有了長足的發(fā)展，已經(jīng)建起了集旅游、洗浴、游泳、采暖為一體的幾家溫泉度假旅游賓館，大大帶動了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展(李琛等，2007)。

前人對溫泉的出露特征、分布和形成等進(jìn)行了大量的研究，取得了很大的進(jìn)展。周海燕等(2006)將北京及其西北鄰區(qū)的7個均出露于基巖山區(qū)的溫泉進(jìn)行總結(jié)，并結(jié)合溫泉流量、水溫、pH等的變化提出控制開采的建議;李娟等(2007)對秦皇島市溫泉堡附近三處溫泉的出露巖性、斷裂特征等進(jìn)行成因分析，并通過水化學(xué)、同位素測試及分析了解了溫泉的形成與演變;楊立順(2011)分析了河北省遵化市湯泉地下熱水的形成、賦存及運移，明確了湯泉受斷裂構(gòu)造控制的特征。管正學(xué)等(1996)、張雪(2012)、李婷(2013)曾對隆化縣七家溫泉的出露特征和開發(fā)利用進(jìn)行了簡述，但沒有對七家溫泉的形成原因進(jìn)行詳細(xì)解釋，尤其是在當(dāng)?shù)仉[伏斷裂難以發(fā)現(xiàn)露頭的情況下。本文根據(jù)大量的物探資料對隆化七家溫泉的成因進(jìn)行了分析，并通過水化學(xué)分析和計算等予以驗證，為后續(xù)溫泉的綜合開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 溫泉及地?zé)峋啗r

七家溫泉區(qū)位于武烈河上源支流茅溝河“U”字型河谷南側(cè)邊緣，標(biāo)高610 m，高出河床水面5 m左右。泉眼沿茅溝河右岸呈帶狀分布。其南段主要在一級階地上，熱異常明顯。北段在一級階地后緣及二級階地上，不受當(dāng)?shù)睾铀昂庸葷撍绊懀孛嬗卸嗵帨厝雎?，地?zé)岙惓ｏ@示突出，在河谷內(nèi)就是天然的淺表地?zé)崽?管正學(xué)等，1996)。

受特殊地形、地貌和地質(zhì)構(gòu)造的影響，河漫灘沖積層下形成了較大面積的淺層熱水潛流。溫泉村地?zé)岬乇頍犸@示分為南、北兩段。南段地?zé)岙惓^(qū)位于溫泉村，地面溫度明顯偏高，冬季降雪即融，夏季雨后先干，明顯的熱氣烘面，地?zé)岙惓^(qū)寬120 m左右，長約220 m;地面下挖0.6～1.0 m，地溫可達(dá)30～40℃，溫泉村利用這一特點在河谷中建造了日光溫室，發(fā)展反季節(jié)蔬菜種植(張雪，2012)。北段溫泉多出露地表，水溫一般30～80℃。

通過對七家鎮(zhèn)熱水井、溫泉的水位、流量、水溫的長期觀測，地?zé)崃黧w呈現(xiàn)以下特征:

熱水湯Q2泉眼位于溫泉村北端，出露于茅溝河谷二級階地后緣，為上升泉。最高水溫39℃，最低水溫37℃，最大溫差2℃。最大流量0.125 L/ s，最小流量0.118 L/s，最大流量差0.007 L/s。

七家村Q3泉眼位于七家村西部廟溝，出露于山澗溝谷，為上升泉。最高水溫27℃，最低水溫26℃，最大溫差1℃。最大流量0.24 L/s，最小流量0.2 L/s，最大流量差0.03 L/s。

溫泉村SJ18熱水井位于溫泉山莊內(nèi)，井深4.9 m，最高水位0.6 m，最低水位0.3 m，水位變幅0.3 m;最高水溫64℃，最低水溫60℃，溫差4℃。

溫泉村SJ10水井位于溫泉村南端，井深7.15 m，最高水位1.15 m，最低水位0.85 m，水位變幅0.3 m;最高水溫8℃，最低水溫6℃，溫差2℃。

2 地質(zhì)、水文地質(zhì)概況

2.1 地層

區(qū)域內(nèi)出露地層有太古界單塔子群白廟組(Arb)片麻巖系，中生界上侏羅統(tǒng)白旗組(J3b)火山巖系等(圖1)。

2.1.1 白廟組片麻巖系(Arb)

主要分布在地?zé)崽锿鈬?，其巖性為斜長角閃片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖及條帶狀混合巖，混合花崗巖等。厚度大于2 190 m。

2.1.2 侏羅系上統(tǒng)白旗組火山巖系(J3b)

下部巖性主要以黃褐、灰褐色中厚層狀砂礫巖為主，夾黑色粉砂巖，粉砂質(zhì)板巖、碳質(zhì)頁巖，出露零星，受擠壓、柔皺強烈。據(jù)此推斷，大部分在火山噴發(fā)時被捕虜、吞蝕掉了。上部為一套流紋質(zhì)巖屑、晶屑含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r，流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰角礫巖，以及灰紫、灰黑色安山巖等。在這套火山巖系中，螢石礦化較為普遍，厚度229～608 m。

2.1.3 巖漿巖

本區(qū)在燕山期巖漿活動強烈，分侵入巖和噴出巖。

(1)侵入巖。地?zé)崽镆粠У那秩霂r，主要為燕山運動早期花崗巖(γ2－15)，分布在地?zé)崽锏奈髂稀⒛虾蜄|北部。其次還有花崗斑巖(γπ25)、正長巖(ξ)、鉀長花崗巖(γk)、閃長巖(δ)等。

(2)噴出巖。主要為晚侏羅世(J3)的酸性火山巖，即硫酸質(zhì)安山巖，流紋質(zhì)熔凝灰?guī)r、流紋巖等，分布在地?zé)崽锏臇|部和北部，面積較大，普遍超覆在老變質(zhì)巖和燕山早、中期花崗巖之上。

根據(jù)巖性、巖相特征，以及地球物理探礦資料推測，侵入巖和噴出巖為同源異相，多次活動的產(chǎn)物，地殼深處潛存著較大規(guī)模的巖體存在。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造特征

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造類型比較單一，以脆性斷裂活動為主要特征。溫泉區(qū)則正好分布在豐寧-隆化深斷裂北側(cè)，兩家-錦山北北東向斷裂帶上(陳墨香，1988)。

2.2.1 褶皺構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)褶皺構(gòu)造主要是過河口褶皺、斷陷盆地，南起溫泉村，北至梨樹營，西起白楊溝腦，東至九神廟，全長9.0 km，平均寬3.0 km，面積為27.0 km2。由于受南北向擠壓作用影響，南北兩翼巖層傾角大部為60°左右，中部變緩，東端受七老圖山脈隆起影響，向西強烈擠壓，使西端巖層產(chǎn)狀近于直立(82°)，也使河谷以西，即F1斷裂以西巖層被擠壓得支離破碎。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造按其空間展布特征可分為以下幾組。

(1)近東西向斷裂構(gòu)造。大多數(shù)都是表層斷裂，而控制性的區(qū)域深大斷裂都斷到上地幔，沿斷裂又不同期的中、酸性火成巖侵入。與地?zé)崽镉兄苯雨P(guān)聯(lián)的是熱水湯東西向斷裂(F8及F9)，走向一般為80～90°，傾角80°左右，延伸規(guī)模一般在幾公里。這兩個斷裂直接控制著熱水的分布。

(2)北北東向斷裂。即是兩家-錦山斷裂。該斷裂為張扭性斷裂，稍向北西傾斜，傾角近于直立。產(chǎn)狀為0～50°∠78°～82°，規(guī)模較大，在區(qū)內(nèi)長約十幾公里。斷裂沿茅溝河西岸呈北東向展布，貫穿溫泉村南北兩段地?zé)岙惓^(qū)。由于該斷裂生成較早，主要活動時代為侏羅紀(jì)(河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)，性質(zhì)多變，破碎帶較寬(地面可見寬20～50余米)，時而呈擠壓緊密狀態(tài)，時呈而開啟狀態(tài)，且受其牽引影響，在兩側(cè)形成北西向、北北西向、北東向斷裂。同時受到七老圖山脈隆起影響，被擠壓，斷距加大，沉降更深。

圖1 七家地區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Qijia area

2.3 水文地質(zhì)概況

七家地?zé)崽锿ㄟ^地質(zhì)填圖、鉆探及物探資料的綜合分析后認(rèn)為，北東-南西向的F1斷層是本區(qū)呈半隱伏狀的主干斷裂。地?zé)岙惓^(qū)出露的破碎帶、鉆孔中見到的破碎帶均為流紋質(zhì)含角礫凝灰?guī)r，且裂隙發(fā)育，局部裂隙充填方解石巖脈，時有小型溶洞及呈破碎狀角礫巖及硅化構(gòu)造，從物探反映出低阻、高極化、低磁性的明顯特征來看，該主干斷裂為張扭性斷裂，局部壓扭性，破碎帶寬度一般為50 m，產(chǎn)狀近于直立，稍向北西傾斜。該斷裂沿茅溝河西岸呈北東向展布，貫穿溫泉村南北兩處地?zé)岙惓^(qū)，沿F1向南2 km處，地表水有常年不凍冰現(xiàn)象，向北3 km處的茅荊壩地?zé)釁^(qū)有與本區(qū)地?zé)岢梢蛳嗨频?0℃熱水溢出地表(吳迪等，2012)。

區(qū)內(nèi)還有很多南北向、北北東向的次級斷層與F1斷層相交，在南段破碎帶寬度達(dá)100～120 m，為地下水匯集與地下熱水循環(huán)提供了主要通道，形成了水溫達(dá)82℃的地?zé)峋?。北段次級斷層與F1交匯處破碎帶寬度達(dá)130～180 m，構(gòu)成了向深部發(fā)展的熱儲層，同時也構(gòu)成了區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)水和控?zé)針?gòu)造，形成了北段溫泉群。

F1斷層沿茅溝河谷呈帶狀分布。其南段主要在I級階地上，熱異常明顯。北段(熱水湯)地?zé)岙惓^(qū)，位于I級階地后緣及II級階地上，不受當(dāng)?shù)睾铀昂庸葷撍绊?，地面有多處溫泉出露，熱異常顯示突出。地溫異常與泉水溫度呈正相關(guān)的關(guān)系。泉水流量(1.634～10.04 m3/h)與水溫(30～80℃)均較穩(wěn)定。第四系地層厚7.0～15.0 m，個別地方達(dá)20余米，其表層的亞粘土層厚4.00～7.00 m，是很好的蓋層，基巖裸露部位，盡管有熱異常顯示，但僅有溫水(20～28℃)溢出。

南段熱異常區(qū)第四系地層厚6.0～9.7 m，表層有0.5～1.0 m的砂質(zhì)粉土層，下伏為砂礫、卵石、漂石?；鶐r為流紋質(zhì)含角礫凝灰?guī)r，裂隙發(fā)育，充填有方解石脈、且有溶洞，或呈破碎角礫巖狀。其地下水位埋深小，約為2.98～4.30 m(表1)。

從表1可以看出:SJ17-SJ02一帶就是南段的高溫?zé)岙惓Ｖ行?導(dǎo)熱通道。位于SJ17西南方向的SJ03-SJ05水溫20～29℃，SJ9、SJ13即為冷水，說明北東-南西沿線即是熱水的地下排泄場。其西北側(cè)為基巖裂隙水排泄方向，東南側(cè)為與河水有關(guān)的地下潛流。

表1 熱水井水位和水溫Table 1 Water level and temperature of wells

七家村廟溝泉眼Q3，通過地質(zhì)填圖、鉆探及物探資料的綜合分析，近南北向斷裂F12控制了Q3的形成。該斷裂深部延伸較大至－400 m，產(chǎn)狀直立，淺部局部傾向西，小于100(Ω·m)的垂向低阻帶沿斷裂附近分布，為賦水破碎帶，其寬度在25－30 m。該斷裂溝通了深部運移的地下熱水，并可能與北西向構(gòu)造帶交匯，使地下熱水在廟溝形成溫水上升泉Q3。Q3流量20.76 m3/d，水溫27℃，流量和水溫都很穩(wěn)定。與Q3相距僅40m的SJ25水溫只有4℃，泉周圍地面也無明顯地?zé)岙惓?，可見Q3嚴(yán)格受構(gòu)造控制。

通過地質(zhì)測繪、物探、鉆探等結(jié)果綜合分析，物探報告推斷的F10、F11近南北向斷層均為張扭性斷層，兩條斷層產(chǎn)狀直立，在斷層北部破碎帶寬度較大，向南逐漸閉合。從布置在兩條斷裂帶上的ZK1，ZK3，ZK5鉆探結(jié)果看，兩條斷裂破碎帶較窄，鉆孔巖芯節(jié)理裂隙不發(fā)育，且裂隙面水活動痕跡不明顯?？變?nèi)最高溫度出現(xiàn)在 ZK2，最高溫度33.8℃。由此可見，河?xùn)|村F10、F11兩條斷裂與F1深大斷裂之間沒有直接的水力聯(lián)系。

3 水化學(xué)特征

3.1 水質(zhì)評價

從表2中七家溫泉水化學(xué)分析結(jié)果可知，其水化學(xué)類型為SO4·HCO3-Na型水，礦化度為510～720 mg/L，pH值為7.52～8.2，總硬度(以CaCO3計):中溫泉水39.63～50.44 mg/L，而高溫泉水為32.03～33.23 mg/L。上述資料說明，地?zé)崽飬^(qū)深層水的水化學(xué)性質(zhì)不但與溫度呈負(fù)相關(guān)，且沒有永久硬度，這是七家熱水與淺層水的顯著區(qū)別。

從溫泉村北部熱水湯泉的水質(zhì)化驗結(jié)果看，微量元素中氟(13.4 mg/L)、偏硅酸(120.2 mg/L)含量不僅達(dá)到且超過國家標(biāo)準(zhǔn)(GB11615—89)“附錄C”規(guī)定的醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中氟含量高的原因除深層熱源，還有盆地內(nèi)火山巖中螢石礦化普遍，其在地下熱水的高溫、高壓、溶濾等作用下，易于溶解、遷移、聚集而成?？扇苄远趸韬扛叩脑蚴枪杷猁}礦物在高溫地下熱水的高壓溶解等作用下，加之剩余碳酸氣的作用，促使鋁硅酸鹽分解生成的。

表2 2010年SJ02地?zé)峋瘜W(xué)成分Table 2 Hydrochemical compositions of SJ02 in 2010 mg·L－1

從七家溫泉2010年1月水化學(xué)分析結(jié)果與1997年5月水化學(xué)分析結(jié)果對比來看(表3)，含量增加、礦化度降低，Na+、K+含量顯著減少礦化度變化不大。HCO3－、H2SiO3、F－含量減少。

表3 2010年與1997年水化學(xué)成分對比表Table 3 Comparison of hydrochemical compositions in 2010 and 1997 mg·L－1

根據(jù)表2，除氟超標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)≤1.0 mg/L)外，其余指標(biāo)都達(dá)到生活飲用水和礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。但氟含量超標(biāo)，如能除氟，即成偏硅酸-鋰、鍶優(yōu)質(zhì)礦泉水。

此處溫泉水，除氟超標(biāo)外，其余都符合農(nóng)田灌溉及漁業(yè)養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)物作對此水已經(jīng)有一定的適應(yīng)性，溫泉區(qū)的水稻、蔬菜等，均比周邊作物高產(chǎn)。植被、樹木的葉子，均比周邊色綠，漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)也正興起，繁殖熱帶魚早已成功，這些將成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展強項。

此處溫泉水溫度都大于34℃，是氟水的6.7倍，是硅水的2.4倍，已達(dá)到醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn)，這里的洗浴、治病歷史可遠(yuǎn)溯到隋、唐。

從長觀數(shù)據(jù)證實，枯、豐水季節(jié)觀測泉水流量和水溫，始終是穩(wěn)定的。即使在連續(xù)降雨兩天后，觀測的水量和水溫也沒有明顯變化，說明其補給源很遠(yuǎn)，水循環(huán)深度大。

3.2 地?zé)釡貥?biāo)計算熱儲溫度

地?zé)崃黧w在熱儲溫度下，與礦物達(dá)到了礦物平衡，且隨后地?zé)崃黧w溫度降低時，這個平衡仍予保持。根據(jù)本地?zé)崽锏臈l件，分別選用以下三種熱儲溫標(biāo)法進(jìn)行熱儲溫度計算。

(1)鉀鎂溫標(biāo)計算公式為(Giggenbach，1988):

式中:t為熱儲溫度(℃);C1為水中鉀離子的濃度(mg/l);C2為水中鎂離子的濃度(mg/l);計算結(jié)果為T=85.67℃。

(2)鉀鈉溫標(biāo)計算公式為(Arnorsson，1983):

式中:t為熱儲溫度(℃);C1為水中鉀離子的濃度(mg/l);C3為水中鈉離子的濃度(mg/l);計算結(jié)果為T=176.75℃。

(3)鉀鈉鈣溫標(biāo)計算公式為(Fournier等，1973):

式中:t為熱儲溫度(℃);C1為水中鉀離子的濃度(mg/l);C3為水中鈉離子的濃度(mg/l);C4為水中鈣離子的濃度(mg/l);計算結(jié)果為T= 173.17℃。

從以上三種計算結(jié)果來看，鉀鎂溫標(biāo)值與實測溫度不符，可以忽略不計。則七家溫泉的熱儲溫度為鉀鈉溫標(biāo)和鉀鈉鈣溫標(biāo)的平均值174.96℃。

3.3 熱水循環(huán)深度

根據(jù)地溫梯度公式導(dǎo)出的熱水平均循環(huán)深度計算公式(Sorey et al.，1997;Sanchez et al.，2004):

式中:t為熱儲溫度(℃);t0為恒溫層溫度(℃);T為地溫梯度，本區(qū)參考北京地區(qū)平均地?zé)嵩鰷芈?，?℃/100m;H0為恒溫層埋深(m);計算結(jié)果為H=3 175 m。

據(jù)以上計算可知，地下熱水平均循環(huán)深度為3 175 m，本計算結(jié)果與物探翻譯成果吻合。

4 溫泉成因

4.1 水源分析

七家溫泉的補給來源主要是大氣降水(周海燕等，2006)，但由于溫泉區(qū)距離茅溝河較近，需要判斷地下熱水與河水的關(guān)系。

(1)溫泉區(qū)北段位于I級階地后緣及II級階地上，熱水出露位置的基巖面，都高于河水位。其補給來源與河水無關(guān)。南段雖然位于I級階地上，熱異常中心水位標(biāo)高高于周圍熱水井0.5～0.7 m，比周圍冷水水位更高。從物探資料可知，兩段熱田中間，恰是F1斷裂的擠壓緊密、封閉地段，故此，河水對熱水無補給關(guān)系。

(2)用氟離子含量對比分析。河水中氟含量0.20 mg/L，其比溫泉水氟離子含量低15～67倍，仍證明溫泉水的補給來源與河水無關(guān)。

(3)熱水周邊膠結(jié)硬殼隔水。在當(dāng)?shù)責(zé)崴┕み^程中首先見粘土、砂等膠結(jié)的黑色硬殼，厚5～10 cm，將其鑿穿就見到了熱水，說明其化學(xué)沉淀物與其周圍的巖土體膠結(jié)成自身保護(hù)殼，成為與冷水隔離的界線層。

(4)本區(qū)基巖風(fēng)化構(gòu)造裂隙水對深層熱儲源不起補給作用。本區(qū)與承德山區(qū)基巖風(fēng)化的特點一樣，強風(fēng)化帶5～20 m，中風(fēng)化帶-微風(fēng)化帶20～60 m。且凝灰?guī)r和花崗巖風(fēng)化后的高嶺土和粘土充填于風(fēng)化構(gòu)造裂隙之中，因此不存在其對于深層熱水的補給。

4.2 熱源分析

研究區(qū)大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺北緣的內(nèi)蒙地軸(II1)南側(cè)，圍場拱斷束(III2)中的喀喇泌臺穹(IV28)西南嵎，過河口緊密褶皺的斷陷盆地(V21)西半部。從內(nèi)蒙地軸的發(fā)展史來看，兩家－錦山斷裂(F1)形成較早，在各個地殼運動時期都有活動，尤其燕山運動期更為強烈。當(dāng)燕山運動早期花崗巖()侵入之后，內(nèi)蒙地軸受到南北向擠壓力影響強烈，沿花崗巖與片麻巖的接觸線形成東西向的沉降帶。該帶在發(fā)展中接受燕山中期火山碎屑物質(zhì)堆積，形成斷陷盆地——過河口盆地(V21)(河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989;賈建稱，1995)。燕山晚期又有規(guī)模不等的巖漿侵入活動，未達(dá)地表的巖漿存在于地殼深處，從而蓄存了熱量，成為現(xiàn)代沿F1斷裂存在于盆地內(nèi)接觸帶上的帶狀地?zé)崽锏臒嵩础?/p>

4.3 構(gòu)造成因分析

4.3.1 物探解譯結(jié)果

在七家溫泉地區(qū)進(jìn)行了地球物理探測，主要采用了電法、磁法等方法，對尋找研究區(qū)構(gòu)造斷裂具有很好的效果(李保國，2002)。物探結(jié)果結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料分析，F(xiàn)10、F11斷裂為兩家-錦山北東向大斷裂的區(qū)內(nèi)段，分別位于茅溝河谷東西兩側(cè)分布，是區(qū)域地?zé)?溫泉)分布的控制構(gòu)造，兩斷裂的張性開啟和壓扭(閉合)表現(xiàn)突出，加之不同方向斷裂構(gòu)造的交匯，形成了寬度不等的構(gòu)造破碎帶，這些構(gòu)造破碎帶為溫泉的形成提供了構(gòu)造條件。

通過對CSAMT勘查成果綜合分析，本區(qū)溫泉的形成受斷裂F12的控制，該斷裂對深部地下熱水的運移起到重要作用，溫泉的出露大多是與不同方向(北西向)構(gòu)造帶相交匯部位，該區(qū)可能存在北西向構(gòu)造或裂隙帶。

采用“聯(lián)合剖面”、“電測深”，磁法(He-95型氦光泵磁力儀)的高精度測量等方法對溫泉村地?zé)崽镒鲞^較詳盡的物探工作，基本查明如下問題。

(1)查明區(qū)內(nèi)火成巖體與變質(zhì)巖接觸帶的深部，有規(guī)模較大的隱伏巖體，或為熱源。

(2)結(jié)合航磁資料，認(rèn)為控制地?zé)崽锇l(fā)育的深斷裂構(gòu)造，就是區(qū)域內(nèi)北北東向的兩家-錦山斷裂，其為高角度的張扭性斷裂，傾向北西。

(3)近東西向斷裂形成較晚，它們切斷了主干斷裂(F1)，并產(chǎn)生錯移，才使地?zé)崽锓殖赡媳眱啥危蔀楦髯约械臒嵬ǖ绤^(qū)。而北段的東、西亦略有差異。

(4)熱儲埋深2～3 km。七家溫泉即屬于斷裂-深循環(huán)型溫泉(周訓(xùn)等，2010)。

4.3.2 補給部位分析

根據(jù)地球物理探測結(jié)果，下面對溫泉水補給部位進(jìn)行分析:

(1)深斷裂開啟部位補給。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史，該斷裂生成較早，各次大的地殼運動都有活動，晚近期顯示與張性-張扭性，在斷裂北段地勢較高的開啟部位，接受大氣降水及風(fēng)化裂隙水補給，經(jīng)深循環(huán)加溫，至地?zé)崽锏呐艧嵬ǖ郎嫌慷?歐陽慶等，2011)。

(2)盆地軸向補給。過河口褶皺盆地東段為揚起的開啟部位，同時由航磁異常解釋圖及地貌特征分分析，那里的南北向及北西向斷裂發(fā)育，植被茂盛，地表水及地下水豐富，此地可能是沿褶皺軸向深層補給的最佳部位。經(jīng)深循環(huán)加溫，至F1斷裂帶的排熱通道涌出。

4.3.3 成因分析

具有明顯張扭性質(zhì)的F1主干斷裂和次級近南北向、北北西向及東西向的F2-F8斷裂構(gòu)造的交匯處，產(chǎn)生了寬度達(dá)百米的構(gòu)造破碎帶，與熱源導(dǎo)通，為地下水的分布、循環(huán)和加熱提供了良好空間，溫泉村和熱水湯兩處地?zé)釁^(qū)的形成嚴(yán)格受其控制。同時也是主要導(dǎo)水和控?zé)針?gòu)造，為地下水的匯集與出露提供了主要通道(汪集旸等，1993)。從圖1中也反映出溫泉多沿兩家-錦州斷裂分布，在斷裂交匯處分布集中的特征。

從物探資料看，南北兩處地?zé)釁^(qū)的中間地段斷層破碎帶寬度僅有50 m左右，由于地表次級構(gòu)造較少，淺部阻礙了地下水的流出，從而將熱水湯和溫泉村兩處地?zé)釁^(qū)阻隔開來。

除了以上斷裂構(gòu)造構(gòu)成地?zé)岬闹饕ǖ劳?，區(qū)內(nèi)的花崗巖體和侏羅系及白廟組的變質(zhì)巖的接觸帶均是熱儲結(jié)構(gòu)中重要的組成部分(李學(xué)禮等，1992)。同時，致密巨厚的花崗巖體為熱儲蓋層，對熱儲起到保溫作用。

本區(qū)局部有重力低異常，推測在接觸帶深部有規(guī)模較大的隱伏巖體存在，構(gòu)成了地?zé)崽锏纳畈繜嵩?圖2)。

5 結(jié)論

圖2 七家地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)模型示意圖Fig.2 Diagrammatic sketch of thermal geological model of Qijia geothermal area

七家溫泉泉眼有6處，溫泉水溫普遍為30～80℃，為中低溫地下熱水。采用鉀鎂、鉀鈉及鉀鈉鈣三種地?zé)釡貥?biāo)計算七家溫泉的熱儲溫度達(dá)174.96℃。依據(jù)地溫梯度公式計算溫泉水的循環(huán)深度為3 175m，計算結(jié)果與物探翻譯成果相吻合。根據(jù)水化學(xué)分析得出其地下熱水類型為SO4·HCO3-Na型，溫泉水的氟離子超標(biāo)，溫泉水可命名為偏硅酸-鋰、鍶醫(yī)療熱礦水。

七家溫泉的補給來源主要是大氣降水，與研究區(qū)較近的茅溝河及風(fēng)化裂隙構(gòu)造水無關(guān)。在區(qū)域構(gòu)造史上分析，研究區(qū)在燕山晚期有規(guī)模不等的巖漿侵入活動，未達(dá)地表的巖漿存在于地殼深處，從而蓄存了熱量，成為現(xiàn)代沿F1斷裂存在于盆地內(nèi)接觸帶上的帶狀地?zé)崽锏臒嵩础?/p>

七家地區(qū)的物探結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)火成巖體與變質(zhì)巖接觸帶的深部，有規(guī)模較大的隱伏巖體，或為熱源;區(qū)域內(nèi)北北東向的兩家-錦山斷裂帶即為七家溫泉的控?zé)針?gòu)造，溫泉多沿兩家-錦州斷裂分布，在斷裂交匯處分布集中;近東西向斷裂與主干斷裂(F1)交匯處為溫泉出露區(qū)，由于近東西向構(gòu)造不同溫泉在研究區(qū)南、北部略有差異。南段多為深度較大的高溫地?zé)峋?，而北段淺層地溫異常明顯，廣泛分布中低溫溫泉群。

研究區(qū)內(nèi)兩家-錦山斷裂是具有明顯張扭性質(zhì)的區(qū)域深大斷裂，與各個次級斷裂構(gòu)造的交匯處產(chǎn)生了寬度達(dá)數(shù)百米的構(gòu)造破碎帶，并與深部的熱源導(dǎo)通，為地下水的儲存提供了良好空間，同時也是主要的導(dǎo)水、控?zé)針?gòu)造，為地下水的匯集與循環(huán)提供了主要通道。

因此，七家溫泉表現(xiàn)出沿兩家-錦州斷裂分布，在斷裂交匯處分布集中的特征。七家溫泉的形成可以簡述為:在兩家-錦山斷裂北段地勢較高的開啟處，大氣降水沿斷裂通道經(jīng)過長距離的深部循環(huán)與推測花崗巖與變質(zhì)巖接觸帶隱伏巖體(熱源)溝通，并獲得加溫，在溫泉村的構(gòu)造交匯處涌出形成溫泉。

陳墨香.1988.華北地?zé)幔跰］.北京:科學(xué)出版社，112.

管正學(xué)，王建立，余文國.1996.隆化縣溫泉地?zé)豳Y源開發(fā)利用研究［J］.自然資源，11(6):61-67.

河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1989.河北省北京市天津市區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社，547-586.

賈建稱.1995.冀北豐寧-隆化深斷裂帶的基本特征和演化歷史［J］.河北地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，18(4):334-340.

李保國.2002.電法勘探在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，(4):55-57.

李琛，成升魁，陳遠(yuǎn)生，等.2007.“首都都市度假旅游圈”對承德市旅游空間變動的影響［J］.資源科學(xué)，29(1):126-132.

李娟，周訓(xùn)，方斌，等.2007.河北秦皇島市溫泉堡溫泉的形成與開發(fā)利用建議［J］.地質(zhì)通報，26(3):344-349.

李婷.2013.地下熱水中天然放射性鐳-226和氡-222測定及分析評價［D］.北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京).

李學(xué)禮，楊忠耀.1992.江西溫泉形成的地質(zhì)構(gòu)造條件分析［J］.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，15(3):221-228.

歐陽慶，鐘江明，廖見海，等.2011.廬山星子溫泉成因探討［J］.東華理工學(xué)報:自然科學(xué)版，34(1):81-85.

汪集旸，熊亮萍，龐忠和.1993.中低溫對流型地?zé)嵯到y(tǒng)［M］.北京:科學(xué)出版社，201-206.

王瑩，周訓(xùn)，于湲，等.2007.應(yīng)用地?zé)釡貥?biāo)估算地下熱儲溫度［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，21(4):605-612.

吳迪，任改娟，王聰慧，等.2012.承德市隆化縣茅荊壩地?zé)豳Y源的開發(fā)利用［J］.中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，22(6):28-30.

楊立順.2011.河北省遵化市湯泉地下熱水賦存特征［J］.地下水，33(4):11-12.

張雪.2012.河北省北部承德地區(qū)中低溫溫泉特征研究［D］.北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京).

周訓(xùn)，金曉媚，梁四海，等.2010.地下水科學(xué)專論［M］.北京:地質(zhì)出版社，59-60.

周海燕，周訓(xùn)，方斌，等.2006.北京及其西北領(lǐng)區(qū)溫泉［J］.城市地質(zhì)，1(1):9-15.

Arnorsson.S.1983.Chemical equilibrium in Icelandic geothermal system:implications for chemical geothermometry investigation［J］.Geothermics，12(2－3):119-128.

Fournier R O，Truesdell A H.1973.An empirical Na-K-Ca geothermometer for natural water［J］.Geochimica et Cosmochimica Acta，37(5):1255-1257.

Giggenbach W F.1988.Geothermal solute equilibria:Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators［J］.Geochimica et Cosmochimica.Acta，52 (12):2749-2765.

Sanchez Navarro J A，Coloma Lopez P，Perez-Garcia A.2004.Evaluation of geothermal flow at the springs in Aragon(Spain)，and its relation to geologic structure［J］.Hydrogeology Journal.12(5):601-609.

Sorey M L，Colvard E M.1997.Hydrologic investigations in the Mammoth Corridor，Yellostone National Park and Vicinity，U.S.A［J］.Geothermics，26(2):221-249.