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        宜賓地區(qū)地?zé)豳Y源產(chǎn)出特征分析

        2015-05-13 02:36:42陳晶郭旺
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2015年4期
        關(guān)鍵詞:宜賓溫泉

        陳晶++郭旺

        摘 要:宜賓地區(qū)地?zé)豳Y源豐富,現(xiàn)已勘查開發(fā)的溫泉井具有流量大、溫度高、水質(zhì)好,以含鍶、氟、偏硅酸等較多有益物質(zhì)的理療熱礦水為主等特征。該區(qū)域地?zé)崴饕l(fā)育于二疊系、三疊系的厚層石灰?guī)r地層中,為深埋藏型巖溶水,熱量主要來源于地溫梯度增溫,水質(zhì)、水溫動態(tài)變化不明顯,其分布產(chǎn)出受北東向構(gòu)造控制。針對宜賓地區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造、埋深、循環(huán)條件等情況,研究該地區(qū)地?zé)豳Y源的形成條件、分布特征、地?zé)崴a給、徑流、排泄條件、水化學(xué)特征等,為該區(qū)域地?zé)豳Y源開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:宜賓 熱礦泉 溫泉 深循環(huán)

        中圖分類號:P314 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)02(a)-0027-02

        地?zé)豳Y源既是礦產(chǎn)資源,又是一種重要的地下熱能資源。通過水熱活動以熱水或水汽形式出露地表或埋藏在地下,廣泛地用于理療、沐浴、取暖、育種、洗滌、烘烤和發(fā)電等,具有很高的社會效益和經(jīng)濟效益。因此,分析研究一個地區(qū)的地?zé)豳Y源賦存及形成情況,將更有利于合理利用和開發(fā)區(qū)域地?zé)豳Y源。該文以宜賓市為例,對研究區(qū)內(nèi)已開發(fā)的熱礦泉情況,及其地質(zhì)、構(gòu)造、埋深、循環(huán)條件等進行論述。

        1 研究區(qū)概況

        宜賓市位于四川盆地南緣,距成都約212 km,地理坐標(biāo):東經(jīng)103°36′~105°20′,北緯27°50′~29°16′,幅員面積13283 km2。全市轄兩區(qū)八縣,交通較為便利。

        2 地?zé)崆闆r

        蜀南竹海溫泉:位于長寧縣龍頭鎮(zhèn),為人工揭露的熱礦泉水。水源地位于珙長背斜軸部,緊臨雙河斷裂。熱礦泉水賦存于二疊系下統(tǒng)棲霞組,巖性為深灰色中至厚層狀微晶灰?guī)r夾灰黑色泥灰?guī)r透鏡體,其上部為茅口組淺灰至深灰色中至厚層狀微晶灰?guī)r夾生物碎屑巖、泥灰?guī)r,底部灰黑色泥灰?guī)r、泥巖起著隔熱阻水作用,該熱礦泉水為深循環(huán)地下熱水排泄帶鑿井獲得,為遠程補給,深部循環(huán)增溫的承壓水。水質(zhì)類型為Cl-Na型水。井口處水溫42 ℃。經(jīng)鑒定評價為含偏硅酸、偏硼酸的鐳、氡、硫化氫理療礦泉水。允許開采量為3223 m3/d。

        宜賓市翠屏山理療熱礦泉水:位于宜賓市西郊騎龍村,為人工揭露的熱礦泉水。水源地位于宜賓背斜南西段傾末端,地面距觀斗山斷層約700 m,緊鄰華鎣山深大斷裂和岷江深大斷裂,這些構(gòu)造對溫泉起著控制作用,熱礦水含水層深埋地下2228 m以下的二疊系陽新灰?guī)r,上部二疊系上統(tǒng)龍?zhí)睹合档貙雍腿B系下統(tǒng)飛仙關(guān)砂、泥巖地層是地?zé)岷畬恿己玫母羲敯迳w層,其頂板埋深2228 m;底板為二疊系梁山組泥頁巖和志留系泥質(zhì)巖層,頂板埋深2807 m,頂、底板起到良好的隔熱保溫效果,為深部承壓水。水質(zhì)類型為Cl-Na型水。抽水井口出水溫度85 ℃。經(jīng)鑒定評價為含鋰、碘的硫化氫、偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶、溴理療熱礦水。允許開采量為1538 m3/d。

        屏山縣書樓鎮(zhèn)芭蕉理療熱礦泉水:位于宜賓市屏山縣書樓鎮(zhèn)芭蕉村,為人工揭露的熱礦泉水。水源地處于川南丘陵與山區(qū)過渡地帶。熱礦井構(gòu)造上處于樓東背斜南東翼,糖房灣穹窿的頂部,這些構(gòu)造對溫泉起控制作用,熱礦泉水含水層為埋深1975 m以下的二疊系陽新灰?guī)r,上部二疊系上統(tǒng)龍?zhí)睹合档貙雍腿B系下統(tǒng)飛仙關(guān)砂、泥巖地層是地?zé)岷畬恿己玫母羲敯迳w層,其頂板埋深1975 m;底板為二疊系梁山組泥頁巖和志留系泥質(zhì)巖層,頂板埋深2618 m以下,頂、底板起到良好的隔熱保溫效果。水質(zhì)類型為Cl-Na型水。抽水井口出水溫度85 ℃。經(jīng)鑒定評價為含鋰、碘的硫化氫、偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶、溴理療熱礦水。允許開采量為1512 m3/d。

        3 地下熱水的形成條件

        3.1 地?zé)岬膩碓?/p>

        主要有:放射熱、地球轉(zhuǎn)動熱、化學(xué)反應(yīng)熱及重力分異熱等。宜賓地區(qū)以地球轉(zhuǎn)動熱和化學(xué)反應(yīng)熱為主,其中化學(xué)反應(yīng)熱的熱源是有限的,主要熱源還是地球轉(zhuǎn)動地?zé)帷5厍蜣D(zhuǎn)動地?zé)嶂饕怯捎诘厍蜃赞D(zhuǎn)角速度的變化,引起非均質(zhì)的地殼巖層發(fā)生水平位移和擠壓而產(chǎn)生的機械熱。它嚴(yán)格控制著各種類型構(gòu)造體系的形成與分布,同時也控制著各種礦產(chǎn)和地下熱水的形成與分布。

        根據(jù)四川盆地地溫梯度等值線圖(見圖1),宜賓地區(qū)的地溫梯度值在25~30 ℃/km之間,結(jié)合在川南煤礦區(qū)勘探地溫實測資料,宜賓地區(qū)地溫梯度在28 ℃/km左右,高于全省平均值。在背斜的頂部,溫度及地?zé)崽荻榷驾^兩翼高,而在向斜凹陷地方熱流密度、地?zé)崽荻容^低。特別是在挽近構(gòu)造運動活動強烈地區(qū)尤為明顯,因為這里的斷裂及構(gòu)造破碎帶等比較發(fā)育,是地下熱水的良好通道。

        3.2 區(qū)域深循環(huán)地下熱水模式

        廣泛出露于川南盆周山區(qū)與云、貴高原過渡地帶的二疊系棲霞組、茅口組和三疊系嘉陵江組的碳酸鹽巖層,其巖溶發(fā)育、厚度大,質(zhì)純分布廣,巖溶海拔高,強烈發(fā)育,接受大氣降水補給充足,巖溶水十分豐富,以同層徑流為主的方式向低海拔的北部地區(qū)(南、北海拔相對高差達1000 m以上),徑流深循環(huán)增溫,在此過程中進行水、熱交換,溶濾巖石中的有益微量元素,匯聚于北部地區(qū)(含宜賓市)儲水條件良好的封閉構(gòu)造環(huán)境中,使宜賓地區(qū)具有了豐富的地下熱水資源見圖2)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果,宜賓地區(qū)內(nèi)巖溶水的深循環(huán)模式,即地?zé)崴难h(huán)模式,具有循環(huán)深度大(1500 m以上),循環(huán)途徑復(fù)雜,補給區(qū)遠等特點。

        3.3 地下熱水的補、徑、排條件

        據(jù)川南二疊系、三疊系地?zé)崴男纬赡J窖芯?,如宜賓市翠屏山理療熱礦泉水等,均具有遠程補給,深層順層循環(huán),尤其是順古溶蝕界面運移的特點。宜賓地區(qū)內(nèi)賦存的地下熱水的補給區(qū),主要是在珙縣、高縣、筠連縣一帶(出露位置較高的寬緩石灰?guī)r裸露區(qū)),接受大氣降水的直接滲入或灌入補給;地下水主要通過同層補給,順層向深部徑流,二疊系、三疊系巖溶界面的沉積間段(假整合)是地下深循環(huán)的良好通道,由于處于循環(huán)帶之內(nèi),徑流緩慢,極少見有天然排泄點;通過遠程徑流,地下熱水在深部獲得增溫,并溶濾圍巖中礦物質(zhì)形成熱礦水,完成了地?zé)崴难a給、徑流過程。因此,區(qū)內(nèi)地?zé)崴Y源不同于其他礦產(chǎn)資源,它是一個由補給、徑流至排泄構(gòu)成的完整循環(huán)的平衡系統(tǒng),只要不破壞補給量與排泄量的平衡,地?zé)崴畡t是可再生資源,具有較大的開發(fā)價值。endprint

        3.4 地下熱水與構(gòu)造的關(guān)系

        地下熱水的形成嚴(yán)格受構(gòu)造條件的控制,宜賓地區(qū)內(nèi)大部分溫泉都出露在強烈褶皺的背、向斜軸部和翼部,并與不同力學(xué)性質(zhì)的斷裂構(gòu)造有著一定的關(guān)系,斷裂常常是地下熱水出露地表的主要通道。如高縣來復(fù)渡哨包溫泉就與佛界山斷裂有著直接的關(guān)系。另據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料:華鎣山深大斷裂與峨眉-宜賓深大斷裂相交于區(qū)內(nèi),切穿志留系、二疊系、三疊系等地層,而斷裂構(gòu)造往往形成地下熱水的導(dǎo)流通道,并使之獲得一部分的構(gòu)造熱。區(qū)內(nèi)地下熱水的形成與深部構(gòu)造尤其是東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造有著密切的關(guān)系。

        3.5 地?zé)豳Y源的分布特征

        宜賓地區(qū)主要屬于北東-南西向褶皺構(gòu)造區(qū),區(qū)內(nèi)宜賓背斜、南廣背斜、龍頭山向斜均呈北東-南西向相間,受華鎣山深大斷裂和峨眉-岷江深大斷裂制約后,西南端傾伏,向北東逐漸收斂。因此在宜賓背斜和南廣背斜的軸部或翼部,褶皺強烈,地下熱水資源相對較為豐富。宜賓地區(qū)內(nèi)三疊系、二疊系碳酸鹽巖埋藏深度達(約大于)1500 m,該類地層中賦存的地下水屬較深埋藏型巖溶水,故相應(yīng)產(chǎn)生的地下熱水也屬于深循環(huán)帶中的地?zé)崴?,由于上覆地層較厚,地下水一般具有承壓性,但一般不會以天然泉或泉群的方式向地表排泄,必須以人工鉆鑿井(孔)方式揭露。

        3.6 水化學(xué)特征

        區(qū)內(nèi)地下熱水屬于深循環(huán)帶中的深埋藏型地下熱水,地下熱水徑流緩慢,經(jīng)過遠距離的補給、徑流及地下水交替使用后,水化學(xué)成分復(fù)雜,一般以CL-、HCO3-和Na+、Ca+含量較高,主要水質(zhì)類型多屬于CL-Na和HCO3-·Na、Ca型,礦化度一般略高,部分大于1 g/L,pH值一般7~8,部分地?zé)崴羞€含有大量的微量元素和氣體成份,其中以鍶、氟、偏硅酸等含量較高,大部分均達到或超過理療礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

        3.7 地下熱水的動態(tài)特征

        區(qū)內(nèi)地下熱水動態(tài)較一般巖溶泉穩(wěn)定,其中以水溫和水質(zhì)變化較小,流量的變化幅度相對較大。據(jù)區(qū)內(nèi)已有溫泉的長觀資料,流量與大氣降水有一定的關(guān)系,主要表現(xiàn)在兩者峰值的大致同步上,由于屬埋藏型地下熱水,相應(yīng)降水規(guī)律有一個較長的滯后期。據(jù)部分長觀資料,水溫變化幅度2~7 ℃,水溫不受氣溫變化的影響,分析資料表明,溫泉水質(zhì)類型基本上沒有變化。

        4 結(jié)論

        根據(jù)區(qū)內(nèi)地下熱水的賦存規(guī)律及地質(zhì)環(huán)境條件,對宜賓地區(qū)地?zé)豳Y源的勘查及開發(fā)利用應(yīng)該以二疊系棲霞組、茅口組碳酸鹽巖溶水為重點。通過系統(tǒng)分析,在區(qū)內(nèi)宜賓背斜、南廣背斜的軸部或翼部是深循環(huán)地下熱水的可能富集部位。主要由二疊系下統(tǒng)棲霞組、茅口組巖溶水在封閉的深埋狀態(tài)下以橫向順層運移方式為主,經(jīng)2000 m以上的神循環(huán)形成地下熱水,因此熱水一般具有高溫、高壓、高礦化的特點。由于上部蓋層厚度大,目的含水層埋藏深超過2000 m,地表一般不會有溫泉出露,區(qū)內(nèi)地下熱水屬深埋藏地下熱水,可以通過人工鉆鑿井(孔)的方式進行開采,極有可能獲得豐富的地下熱水資源。

        參考文獻

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        [5] 劉俊賢,吳正剛.宜賓市地?zé)豳Y源普查及遠景預(yù)測地質(zhì)報告[R].四川省地礦局,2002.endprint

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