趙毅斌，趙青芳

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，南昌，330030）

(Jiangxi Institute of Geological Survey,Nanchang 330030,Jiangxi,China)

武寧湯里溫泉控礦構(gòu)造及地溫場(chǎng)特征分析

趙毅斌，趙青芳

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，南昌，330030）

(Jiangxi Institute of Geological Survey,Nanchang 330030,Jiangxi,China)

武寧湯里發(fā)育溫泉。為了查清該區(qū)溫泉的控礦因素和地?zé)崽卣?，進(jìn)行了物探、鉆探等勘查和系統(tǒng)的水溫測(cè)試工作。結(jié)果表明武寧湯里地?zé)嶂饕軜?gòu)造控制，由區(qū)域性斷裂F1和導(dǎo)水構(gòu)造F2及阻水構(gòu)造F3共同影響。地溫場(chǎng)平面呈橢圓形，長(zhǎng)軸方向與斷層走向一致，測(cè)溫顯示平面溫度最高處沿?cái)嗔褞Х植?；地溫垂向變化隨著孔深增加，井內(nèi)溫度逐漸增高，鉆孔揭露斷裂時(shí)，溫度明顯增加，水溫與導(dǎo)熱裂隙構(gòu)造成正比，即揭露構(gòu)造部位越多，水溫越高，最高達(dá)75℃。上述研究為合理開發(fā)該區(qū)地?zé)崽锾峁┛茖W(xué)依據(jù)。

地?zé)崽?；控礦構(gòu)造；地?zé)崽卣?；江西武?/p>

江西省擁有豐富的地?zé)豳Y源，贛北地區(qū)出露較大溫泉有14處。武寧湯里溫泉區(qū)域上處九嶺山脈，屬斷塊差異上升區(qū)。在該區(qū)域的周邊見(jiàn)有六處溫泉出露，泉水清澈，具硫化氫味，間歇性冒氣泡，以上升泉的形式溢出地表。泉邊見(jiàn)有淡黃色硫華，pH=8.5，流量2.31L/S，水溫65-75℃。前人在該區(qū)域做了大量的地?zé)嵴{(diào)查工作，初步提出該區(qū)域溫泉形成原因及資源前景[1-5]。對(duì)湯里溫泉區(qū)地?zé)崴膬?chǔ)熱特征及控礦因素進(jìn)行研究，對(duì)深入解析湯里溫泉的成因，總結(jié)該區(qū)域類型地?zé)豳Y源找礦具有積極作用。

為了深入研究湯里溫泉的基本特征及控礦因素，在溫泉周圍我們進(jìn)行了針對(duì)性工作布置，采用物探和鉆探相結(jié)合方法查明溫泉的控礦因素，對(duì)溫泉的溫度進(jìn)行了采樣，并對(duì)地溫場(chǎng)的特征進(jìn)行了分析。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地層及巖漿巖

區(qū)域地層主要為元古界雙橋山群（Pt sh）大面積出露，除局部斷陷盆地中有少許白堊紀(jì)及第三紀(jì)陸相沉積，偶見(jiàn)震旦紀(jì)（Z）～志留紀(jì)（S）地層。全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）僅在山間盆地小面積出露。區(qū)域上出露有晉寧期巖漿巖（γδ23）、燕山期巖漿巖（γ5）及喜山期巖漿巖（圖1）。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

在長(zhǎng)期地質(zhì)發(fā)展的歷程中，武寧湯里在構(gòu)造變動(dòng)、巖漿活動(dòng)、沉積作用等方面具有獨(dú)特的構(gòu)造特征。在震旦紀(jì)與前震旦紀(jì)之間的構(gòu)造表現(xiàn)為強(qiáng)烈褶皺作用，產(chǎn)生了近東西向的線狀緊密褶皺，并伴隨有基性～中酸性巖脈活動(dòng)。晉寧期表現(xiàn)為褶皺作用，伴隨有大規(guī)模的酸性偏中性的巖漿活動(dòng)。加里東期以上升運(yùn)動(dòng)為主，燕山期表現(xiàn)了強(qiáng)烈的斷裂作用，伴隨有酸性巖漿活動(dòng)。喜山期表現(xiàn)了平緩的拗褶作用，并伴隨有斷裂活動(dòng)。

圖1 江西武寧地區(qū)構(gòu)造綱要圖[1]Fig.1 Regional tectonic outline map ofWuningarea,Jiangxi province1.喜山期玄武巖；2.元古界雙橋山群；3.貝加爾-加里東構(gòu)造層；4.海西-印支構(gòu)造層；5.喜山構(gòu)造層；第四系松散沉積物；7.晉寧期巖漿巖；8.燕山早期第二階段巖漿巖；9.燕山早期第一階段巖漿巖；10-12.燕山晚期第二階段巖漿巖；13.線狀背斜；14.線狀向斜；15.地質(zhì)界限；16.溫泉點(diǎn)；17.斷裂編號(hào)；18.勘查區(qū)

該區(qū)地處江西九嶺山隆起帶的中部，區(qū)域上處銅鼓-羅溪大斷裂和靖安-九江大斷裂間。斷裂甚為發(fā)育，成組成帶互有切割，構(gòu)成錯(cuò)綜復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)[2]。與湯里地?zé)崴梢蛴嘘P(guān)的大的區(qū)域斷裂主要有羅溪斷裂、朱沙斷裂、西坑斷裂（圖1），走向以北西向?yàn)橹?，其?gòu)造特征分述如下：

羅溪斷裂41：位于勘查區(qū)北東面8.9 km。斷裂走向北東，傾向南東，傾角87°，延伸24.5 km，為壓扭性斷裂。斷裂破碎帶寬度達(dá)30 m，早期角礫巖硅化，見(jiàn)棱形透鏡體，后期被泥質(zhì)膠結(jié)，裂隙發(fā)育，見(jiàn)左旋仰沖擦痕和糜棱巖透鏡體。

朱沙斷裂42：位于勘查區(qū)南東9.2 km，斷裂走向北東，傾向南東，傾角70°，延伸長(zhǎng)32.5 km，為逆斷裂。斷裂破碎帶寬8 m，斷裂帶強(qiáng)烈硅化、片麻巖化，硅化帶兩側(cè)巖石礦物定向排列明顯。

西坑斷裂70：在測(cè)區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為F1斷層，區(qū)域上該斷裂走向北東東，傾向南南東，傾角65°～70°，北東延伸至武寧，形成于燕山晚期，硅化強(qiáng)烈，為壓扭性斷裂。地表地質(zhì)調(diào)查中工作區(qū)內(nèi)斷裂帶寬約十余米，受擠壓剪切作影響，發(fā)育一系列擠壓透鏡體。

挽近時(shí)期區(qū)域性斷裂又有重新活動(dòng)跡象。據(jù)江西省歷史地震目錄及江西省地震局資料，震中位于武寧縣的地震8次。九嶺山構(gòu)造帶挽近時(shí)期新構(gòu)造活動(dòng)較為頻繁。

2 工作方案布置

武寧湯里地?zé)崽镉械乇頊厝雎?，且在附近有區(qū)域性構(gòu)造西坑斷裂（F1）貫穿礦區(qū)，成礦背景好。為了查明地?zé)嶂饕目氐V因素和地?zé)崽卣鳎覀冞M(jìn)行了地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、部署了物理勘探、鉆探等工作手段。

為了查明地?zé)嶂饕目氐V構(gòu)造，以湯里溫泉為中心，根據(jù)勘察區(qū)水文地質(zhì)條件、地形地貌、地表調(diào)查以及熱泉點(diǎn)的出露情況，物探勘察采用聯(lián)合剖面和四級(jí)測(cè)深法對(duì)重點(diǎn)勘察區(qū)的斷裂進(jìn)行探測(cè)。聯(lián)合剖面和四級(jí)測(cè)深共布置五條測(cè)線。其中，三條縱剖面測(cè)線編號(hào)為1、3、5號(hào)，每條測(cè)線長(zhǎng)度分別為840 m、840 m、720 m，方向分別為283°、277°、75°。二條橫剖面測(cè)線編號(hào)為2、4號(hào)，測(cè)線長(zhǎng)度分別為1260 m、1400 m，方向分別為190°、208°（圖2）。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)及工作布置示意圖Fig.2 Sketch map ofgeological structure exploration in miningarea

為查明地?zé)嵘w層、含水層厚度、水溫、水量等，部署鉆孔三處，投入鉆探工作量1053.72 m。根據(jù)物探成果分析，查明斷裂F2傾向NE，傾角60°-65°，等數(shù)據(jù)，鉆孔ZK01、ZK02、ZK03均布置于F3（阻水構(gòu)造）走向南側(cè)40～60 m，分別距離斷裂F2 11.5 m，16.5 m，20.1 m。

3 結(jié)果分析

3.1 控礦構(gòu)造

根據(jù)地表調(diào)查和前述布設(shè)物探線勘測(cè)，我們探測(cè)到了三條主要斷裂，即北東向的F1、F3，和北西向的F2，三條斷裂及其派生的節(jié)理裂隙對(duì)泉水的補(bǔ)給、排泄和徑流起到了不同作用。

3.1.1 F1斷裂

西坑斷裂，區(qū)域內(nèi)主要的北東向斷裂，物探顯示結(jié)果與區(qū)域資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果相符，具體特征見(jiàn)前述。斷裂喜山期有重新活動(dòng)跡象，且延伸較遠(yuǎn)，規(guī)模大，對(duì)地殼的切割深度較大，為地下水的深部循環(huán)及構(gòu)造的熱導(dǎo)提供了有利條件。按照溫泉的出露地點(diǎn)推測(cè)，F(xiàn)1斷裂是區(qū)內(nèi)的控?zé)針?gòu)造。

3.1.2 F2斷裂

斷裂控制長(zhǎng)度大于0.5 km，其走向近南北向，傾向NE，傾角60°～65°；此斷裂實(shí)為一組北北西向的裂隙。從鉆孔情況看，ZK01孔標(biāo)高在107.69～97.69 m，ZK02孔標(biāo)高在189.38～173.38 m為裂隙帶，ZK03孔標(biāo)高在20.51 m見(jiàn)裂隙帶，且水量水溫明顯增大增高。

鉆孔顯示ZK02、ZK01均穿透于F2斷裂。ZK03觀測(cè)孔達(dá)到F2導(dǎo)水裂隙帶，三個(gè)鉆孔均揭露地?zé)崴?，根?jù)測(cè)溫資料當(dāng)鉆孔揭露到F2斷裂的裂隙密集帶時(shí)，溫度都有明顯的增加，自流量亦增大，地?zé)崴疁嘏c揭露F2導(dǎo)熱裂隙構(gòu)造部位成正比，即揭露構(gòu)造部位越多，水溫越高。

勘探結(jié)果表明，這是一組北北西-南南東向的導(dǎo)水構(gòu)造。

3.1.3 F3斷裂

位于泉水點(diǎn)的北側(cè)，是北東東向區(qū)域性斷裂（F1）的派生構(gòu)造，物探資料顯示，其控制長(zhǎng)度大于0.5 km，斷裂傾向SE，傾角約60°～70°，屬扭性斷裂。此斷裂以北未見(jiàn)溫泉水點(diǎn)出露，以南有溫泉點(diǎn)出露，可見(jiàn)此斷裂屬阻水構(gòu)造。

3.1.4 節(jié)理裂隙

該區(qū)周邊節(jié)理裂隙發(fā)育特征經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，歸納起來(lái)具如下特點(diǎn)：第一，巖體中構(gòu)造裂隙發(fā)育，延伸較長(zhǎng)，多數(shù)呈閉合狀。第二，區(qū)中主要發(fā)育的節(jié)理裂隙有二組，分別為走向29°～65°、110°～155°。走向29°～65°的裂隙，傾向北西西或南東東，傾角45° ～85°，總體與F1斷裂走向一致；走向110°～155°的裂隙，傾向北東或南西，傾角50°～70°。第三，節(jié)理傾角較陡，絕大部分均在60°～90°。主要節(jié)理走向與區(qū)內(nèi)燕山晚期第一次北東、北西向斷裂和第二次北東東向斷裂方向一致，節(jié)理裂隙走向與斷裂有著密切的聯(lián)系。

3.2 地溫場(chǎng)及熱儲(chǔ)特征

區(qū)中地?zé)崴臏囟葒?yán)格受F2控制，地溫場(chǎng)地平面及垂向上的變化特征如下：

圖3 北東向地質(zhì)剖面溫度等值線圖Fig.3 The temperature contour line of the North East to the geological section

圖4 鉆孔垂向測(cè)溫曲線圖Fig.4 Vertical curve ofdrill hole temperature measurement

3.2.1 地溫場(chǎng)垂向變化特征

通過(guò)對(duì)本次勘察的三個(gè)鉆孔孔內(nèi)測(cè)溫資料分析，隨著鉆孔深度的增加井內(nèi)水溫度逐漸增高，變化過(guò)程由溫度等值線圖（圖3）和深度與溫度變化曲線（圖4）表示。特征如下：

第一，近地表部位，一般溫度變化不大，但鉆孔揭露到穩(wěn)定的基巖后，溫度具有明顯的增高過(guò)程；

第二，當(dāng)鉆孔揭露到F2斷裂的裂隙密集帶時(shí)，溫度都有明顯的增加，自流量也增大。如ZK01孔至標(biāo)高-53.97 m終孔時(shí)，涌水量達(dá)850 m3/d，孔口水溫75℃。

第三，地?zé)崴疁嘏c揭露F2導(dǎo)熱裂隙構(gòu)造部位成正比，即揭露構(gòu)造部位越多，水溫越高。如ZK02孔揭露F2裂隙帶較多，終孔標(biāo)高-90.33m時(shí)，孔口溫度基本穩(wěn)定在75°～76℃之間。又如ZK03觀測(cè)孔揭露到F2導(dǎo)熱裂隙構(gòu)造部位不夠多（孔淺），孔口流出的水溫為55℃，低于ZK02、ZK01孔口約22℃。

第四，受中低溫地?zé)峄顒?dòng)影響，花崗閃長(zhǎng)巖局部產(chǎn)生水熱蝕變作用，部分裂隙中充填有中低溫?zé)崴顒?dòng)的產(chǎn)物沸石、黝簾石。據(jù)巖芯觀測(cè)及巖礦鑒定分析，有綠泥石、高嶺石及方解石等熱水蝕變礦物，如：斜長(zhǎng)石、角閃石具有綠泥石化現(xiàn)象，方解石脈狀分布于花崗閃長(zhǎng)巖中或在裂隙面上，局部見(jiàn)高嶺石化現(xiàn)象，巖芯放置不久易順?lè)浇馐}出現(xiàn)崩解破裂。

圖5 地?zé)崴疁囟鹊戎稻€圖Fig.5 The hot water temperature contour map

3.2.2 地溫場(chǎng)平面分布特征

根據(jù)放水試驗(yàn)后各鉆孔孔口和各泉水點(diǎn)測(cè)溫資料：ZK01孔為75℃，ZK02孔為75℃，ZK03井為55℃，泉水1、泉水2、泉水3為65℃。以此圈定并繪制的平面等溫曲線圖（圖5）。

從三個(gè)鉆孔井口涌水水溫看，ZK02、ZK01孔水溫最高為75℃，二則為泉水出露點(diǎn)為65℃，最低為ZK03孔為55℃。這與鉆孔中揭露F2導(dǎo)水裂隙相關(guān)。通過(guò)導(dǎo)水裂隙越多，溫度越高。從水溫平面分布特征分析，平面上以ZK02、ZK01溫度最高。總體呈北西-南東走向，向兩側(cè)降低。

地溫場(chǎng)平面上規(guī)律較為明顯，其一，形態(tài)大致呈橢圓形，其長(zhǎng)軸方向與F2走向一致；其二，溫度高處也是沿F2斷裂帶分布。

4 討論與結(jié)論

根據(jù)前述分析，武寧湯里溫泉的形成與構(gòu)造關(guān)系密切。構(gòu)造不僅控制了溫泉的形成，而且控制了地溫場(chǎng)的平面分布和垂向分布特征。湯里溫泉的控礦構(gòu)造可概括如下：區(qū)域性斷裂構(gòu)造（F1）貫穿礦區(qū)，次生斷裂及構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，該斷裂由于被較晚的北西向構(gòu)造切割連通，使得沿其它低序次構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙入滲的大氣降水匯集，經(jīng)北東向構(gòu)造進(jìn)行深循環(huán)。受深部高溫?zé)嵩丛鰷刈饔眉靶聵?gòu)造運(yùn)動(dòng)使水溫逐步升高，經(jīng)深循環(huán)加熱后向上運(yùn)移，遇到阻水構(gòu)造（F3）后，通過(guò)F2斷裂通道，以上升泉的形式排泄于地表。上述結(jié)論為合理開發(fā)該區(qū)地?zé)崽锾峁┛茖W(xué)思路。

[1]黃寶松,黃春林,魏源，等.江西省武寧縣湯里地?zé)崴尚行钥辈閳?bào)告[R].江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，2013，20-100.

[2]楊明桂，王光輝，徐梅桂，胡青華.江西省及鄰區(qū)濱太平洋構(gòu)造活動(dòng)的基本特征[J].華東地質(zhì)，2016,37（1）：10-18.

[3]黃宗萬(wàn).廣東東莞盆地地?zé)岬刭|(zhì)條件及勘探前景[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2010,26(3):68-72.

[4]梅惠呈，李忠社，蔡亮.江西修水縣輝煌地?zé)岬刭|(zhì)特征及成因分析[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù).2013,24(2):49-53

[5]朱章顯.江西遂川熱水洲熱泉[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2007,23 (3)：63-69.

ZHAOYi-Bin，ZHAOQing-Fang

In order to find out the controlling factors and the geothermal characteristics of the hot springs in Wuning,geophysical prospecting,drilling exploration and systematically testing of the water temperature have been made.The results show that the Wuning hot springs are mainly controlled by tectonics,formed by regional fault F1 and conductivity fault F2 and block water structure F3 together.The geothermal like an oval in plane, with long axis consistent with the trend of the fault plane.Temperature measurement displays that the highest temperature distribution is along the fracture zone:borehole temperature of the geothermal gradually increased in vertical,the temperature of the water is proportional to thermal conductivity fracture structure,that is to say,the more tectonics exposed to outside,the higher the temperature of the water will be,even up to 75℃.The results above will provide scientific basis for the rational exploitation ofgeothermal fields.

Geothermal field;ore-controlling structure;geothermal characters;Wuning,Jiangxi province

P641.52

A

1007-3701（2017）01-073-06

10.3969/j.issn.1007-3701.2017.01.007

Zhao Y B and Zhao Q F.Analysis of the ore-controlling structures and geothermal characterestics of W uning hot spring.Geology and M ineral Resources of South China,2017,32(1):73-78.

2016-11-17；

2017-3-15.

江西省地質(zhì)勘查基金管理中心"江西省武寧縣羅溪鄉(xiāng)湯里地?zé)豳Y源普查"（編號(hào)：礦【2011】01-01）.

趙毅斌（1984—），男，工程師，長(zhǎng)期從事水工環(huán)相關(guān)工作，E-mail：zhaoyibin_2006@163.com.