姚哈達(dá),解 超,趙振遠(yuǎn)
(貴州有色地質(zhì)工程勘察公司,貴州 貴陽(yáng) 550000)
核桃樹(shù)斷裂位于貴州省黔西南州貞豐縣北西部,是一條自北西向南東展布的挽近期活動(dòng)斷層,在靠近貞豐縣城處,切割貞豐背斜軸部,沿核桃樹(shù)斷裂與貞豐背斜軸部的組合處發(fā)現(xiàn)兩處地?zé)岙惓o@示,分別為貞豐地?zé)峋╖K1)、蘇麻田采礦巷道地?zé)崴╖K1-1),兩處人工揭露地?zé)岙惓|c(diǎn)均揭
露了第五儲(chǔ)集單元中的二疊系中統(tǒng)棲霞—茅口組(P2q+m)熱儲(chǔ)層,目前水溫均為26℃左右,水化學(xué)類(lèi)型按舒卡列夫分類(lèi)為SO42-、HCO3-—Ca2+。兩處人工揭露的地?zé)岙惓3浞诛@示了核桃樹(shù)斷裂與貞豐背斜的組合對(duì)地?zé)崴Y源的控制作用[1]。筆者以貴州省貞豐背斜南東段地?zé)崴Y源調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告為基礎(chǔ),對(duì)貞豐縣核桃樹(shù)斷裂地?zé)崽卣鬟M(jìn)行初步分析。
核桃樹(shù)斷層屬挽近期活動(dòng)斷裂,長(zhǎng)28km,斷距近1000m,呈305°方向延伸,為多期活動(dòng)的壓扭性斷層,傾向南西,傾角50°~60°,斷層破碎帶最寬處約30m,斷層角礫巖由灰?guī)r、白云巖組成,方解石脈發(fā)育,膠結(jié)緊密。斷層影響帶在觀(guān)音洞一帶達(dá)數(shù)百米,北東盤(pán)北北東向和北東向斷裂及大型節(jié)理發(fā)育。斷層位于貞豐背斜的“肩部”,切割上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、長(zhǎng)興組,下三疊統(tǒng)夜郎組,由西往東斷距逐漸變短,常被南北及東西向斷層切割。
貞豐背斜軸長(zhǎng)40km,軸向315°軸跡僅在中段12km范圍可見(jiàn),其為一不對(duì)稱(chēng)的箱狀背斜,核部地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M,軸面傾向北東,橫剖面上為一膝狀撓曲,樞紐以30°~50°傾角向南東傾沒(méi)。其中北西向的核桃樹(shù)縱斷層規(guī)模較大,該斷層發(fā)育在背斜的“肩部”,由于斷層對(duì)背斜的改造作用,地層出露僅有三疊系下統(tǒng)夜郎組、永寧鎮(zhèn)組和安順組,巖層產(chǎn)狀較緩,傾角多在5°~15°間。
貞豐背斜軸部,主要的儲(chǔ)熱構(gòu)造為貞豐背斜,導(dǎo)熱導(dǎo)水構(gòu)造為核桃樹(shù)斷層,地表出露有二疊系上統(tǒng)至三疊系地層,第五儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層為二疊系中統(tǒng)棲霞—茅口組(P2q+m),熱儲(chǔ)層厚度有600多米,從臨近區(qū)域巖芯地質(zhì)鉆探發(fā)現(xiàn),巖石中裂隙較發(fā)育,溶蝕強(qiáng)烈發(fā)育,巖石的滲透性較好,地?zé)崃黧w在其中的傳導(dǎo)性良好,埋藏深度800m~1600m,是該區(qū)域經(jīng)濟(jì)的地?zé)崴Y源開(kāi)采深度,蓋層為三疊系下統(tǒng)及二疊系上統(tǒng)的一套碎屑巖及泥巖,最小厚度為500多米,保溫隔熱效果非常好[2]。第四儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層石炭系上統(tǒng)馬平組(C3mp)~石炭系下統(tǒng)擺佐組(C1b)埋藏深度1700m~3000m。從安龍戈塘的興仁參數(shù)井鉆探資料石炭系的這一套碳酸鹽巖石的溶蝕仍較發(fā)育,熱儲(chǔ)層的厚度較大,賦存其間的地?zé)崃黧w傳導(dǎo)性較好,該熱儲(chǔ)層的保溫層為二疊系中統(tǒng)梁山組,為一套碎屑巖及泥巖構(gòu)成,最小厚度為40m左右,保溫隔熱層的效果較好。
據(jù)貴州省地?zé)嵩鰷芈实戎稻€(xiàn)圖,本區(qū)地?zé)崽荻葹槿≥^高的地區(qū)之一,其值達(dá)到2.5℃/100m~3.5℃/100m。地溫場(chǎng)平面變化規(guī)律總體表現(xiàn)為:從北西往南東方向,地?zé)嵩鰷芈食试龈呲厔?shì),其中安龍—貞豐—紫云一線(xiàn)上地?zé)嵩鰷芈蕿?.0℃/100m。
據(jù)收集的資料來(lái)看,調(diào)查區(qū)西北側(cè)水銀洞金礦的鉆孔揭露資料顯示:恒溫層在50m~150m,地層為上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M,以下地溫梯度為3.0~3.5℃/100m,揭露地層主要為中二疊統(tǒng)茅口組、棲霞組,此地層未打穿。
熱源、構(gòu)造通道、熱儲(chǔ)層和蓋層四方面是形成地?zé)崴璧乃膫€(gè)條件。區(qū)內(nèi)熱源主要來(lái)自現(xiàn)代活動(dòng)性斷裂帶的熱對(duì)流。調(diào)查區(qū)發(fā)育的核桃樹(shù)斷層及其次級(jí)斷裂溝通深部熱源,且多組斷裂與貞豐背斜形成的多組大型構(gòu)造節(jié)理相互交織、串聯(lián)溝通,為地?zé)崴Y源的形成提供了運(yùn)輸通道,為熱源向上傳遞提供了必要條件。另一方面,調(diào)查區(qū)幾大碳酸鹽巖沉積期間均以碎屑巖和泥巖相間,上下疊置,組成多元的儲(chǔ)集結(jié)構(gòu),各期碳酸鹽巖熱儲(chǔ)層之間沉積的碎屑巖,起到了阻水及保溫作用[3]。
概括的講,地下熱水的補(bǔ)、徑、排構(gòu)成了區(qū)域性的地下熱水循環(huán)系統(tǒng),大氣降水在區(qū)域上沿?cái)嗔褞?、大型?jié)理和碳酸鹽巖的溶蝕裂隙通道向地下深部運(yùn)移,斷裂帶向下滲透通過(guò)地?zé)嵩鰷?,從圍巖獲得熱量,成為地?zé)崃黧w,儲(chǔ)存于滲透性較好的熱儲(chǔ)層中,并在儲(chǔ)集通過(guò)熱巖石孔隙或裂隙進(jìn)行熱傳導(dǎo),使儲(chǔ)熱層在本水文地質(zhì)單元中變成一個(gè)地?zé)崽?。由于地面的大氣降水在不斷的沿?cái)嗔讶霛B,為達(dá)到一個(gè)水力平衡,被增溫地?zé)崃黧w因體積膨脹(密度變?。┒a(chǎn)生浮力向上運(yùn)動(dòng),同時(shí)上部的低溫流體因密度大在重力作用下向下運(yùn)動(dòng),由此構(gòu)成地下熱水的循環(huán)[4]。見(jiàn)貞豐溫泉熱儲(chǔ)構(gòu)造概念模型。(圖1)
圖1 貞豐溫泉熱儲(chǔ)構(gòu)造概念模型圖
圖2 Ⅰ線(xiàn)、Ⅱ線(xiàn)、Ⅲ線(xiàn)CSAMT二維反演三維截面圖
貞豐背斜的核部與核桃樹(shù)斷層破碎帶兩側(cè),走向上以背斜軸部?jī)A伏端為界,南北兩側(cè)以溫泉點(diǎn)或物探測(cè)量異常為界,布設(shè)了三條可控源音頻大地電磁測(cè)深(CSAMT)物探剖面,該區(qū)地球物理特征如下:
區(qū)內(nèi)第五儲(chǔ)集單元中儲(chǔ)熱含水層為二疊系中統(tǒng)棲霞組(P2q)和茅口組(P2m)、第四儲(chǔ)集單元中儲(chǔ)熱含水層為石炭系馬平組(C3mp)、黃龍組(C2hn)、擺佐組(C1b),巖性主要為灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r。其電阻率在n×103~104Ω·m,整體表現(xiàn)為高阻特征。調(diào)查區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中的儲(chǔ)熱含水層均為碳酸鹽巖,主要巖性為灰?guī)r、白云巖,正常情況下整體表現(xiàn)為高阻特征。但是,當(dāng)儲(chǔ)熱含水層巖體中由于構(gòu)造造成巖石破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育,并富集地下水時(shí),呈局部低阻異常特征。
區(qū)內(nèi)第五儲(chǔ)集單元中保溫蓋層為三疊系下統(tǒng)夜郎組至二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(T1y-P3l)、第四儲(chǔ)集單元中保溫蓋層為二疊系中統(tǒng)梁山組(P2l),巖性主要為頁(yè)巖、泥巖、砂巖、炭質(zhì)泥巖等碎屑巖。其電阻率在n×101~102Ω·m,整體表現(xiàn)為低阻特征,是區(qū)內(nèi)垂向地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的低阻標(biāo)志層。
區(qū)內(nèi)發(fā)育的具有一定規(guī)模的斷裂破碎帶,其電阻率在n×101~103Ω·m,整體上沿?cái)嗔哑扑閹П憩F(xiàn)為中低阻特征。完整基巖導(dǎo)電性比較差,電阻率比較高,當(dāng)基巖比較破碎時(shí),在裂隙、破碎帶中因含有地下水,呈現(xiàn)出強(qiáng)的導(dǎo)電性,相對(duì)于視電阻率較高的圍巖而言,在電性上表現(xiàn)為相對(duì)低電阻率[5]。
由圖2對(duì)比可明顯看出核桃樹(shù)斷裂帶(FH)為東西向區(qū)域性線(xiàn)狀構(gòu)造,斷層破碎帶位于貞豐背斜的軸部附近,切割上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、長(zhǎng)興組,下三疊統(tǒng)夜郎組或下三疊統(tǒng)夜郎組或坡段組,橫貫整個(gè)普查區(qū),由西往東斷距逐漸變短,常被南北及北東西向斷層切割。該斷層總體傾向南,傾角70°,下延深度2500m。斷裂帶三疊系、二疊系寒武系含水地層分布廣泛,厚度大。斷裂帶上電阻率較低,是地下水富集的有利部位,同時(shí)地溫異常明顯,是較好的導(dǎo)熱構(gòu)造。
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