駱詩穎

摘要：黔中北溫泉帶屬深循環(huán)型中低溫?zé)岬V水，研究區(qū)受不同方向的構(gòu)造帶擠壓，形成“地壘式”熱儲構(gòu)造；通過資料收集，數(shù)據(jù)對比，應(yīng)用水文地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造力學(xué)、地?zé)釋W(xué)等學(xué)科理論，總結(jié)區(qū)內(nèi)的熱儲系統(tǒng)組成、熱流分布及其與構(gòu)造應(yīng)力規(guī)律等特征，對分析研究相似地區(qū)的熱儲結(jié)構(gòu)，具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：熱礦水；熱儲；熱流；特征

息烽熱礦水的形成是現(xiàn)代斷裂活動導(dǎo)熱的直觀反映。本次研究對象為黔中息烽開陽一帶溫泉群，從水文地質(zhì)學(xué)、地?zé)釋W(xué)、礦床學(xué)、構(gòu)造力學(xué)等角度，分析研究區(qū)內(nèi)的熱液埋藏、儲存、運移、排泄等條件，闡明地質(zhì)構(gòu)造分布特征，歸納、總結(jié)區(qū)內(nèi)熱液水文地質(zhì)條件規(guī)律、特征。

1.研究區(qū)概述

研究區(qū)位于黔中北息烽一開陽一帶，地勢南西高北東低，烏江、洋水河深切割，屬小起伏一中起伏中山，最高點位于研究區(qū)的南極頂，高程1749.6m；區(qū)內(nèi)構(gòu)造山、巖溶山地及大型巖溶槽谷地貌伴生呈現(xiàn)，崇山峻嶺、逶迤連綿，且山頭沿構(gòu)造線呈多弧形或線性展布。

2.數(shù)據(jù)資料獲取

2.1溫泉基本理化性質(zhì)

地?zé)釁^(qū)地下水的供給主要有冷水、溫水、和溫?zé)崴?，其化學(xué)特性因溫度而異。本次研究三處溫泉位于研究區(qū)中部，平面展布方向NNE，為深循環(huán)型中、低溫?zé)岬V水（表1）。

不同年齡的巖石具有不同的地球化學(xué)特征，巖石礦物成分決定了熱礦泉水中各組分的形成特征，因此，在不同性質(zhì)的巖石中形成不同類型的熱礦泉水，熱礦泉水的形成是地下水具體地質(zhì)環(huán)境在一定溫度，靜水壓力和水動力條件下，經(jīng)水巖長時間相互作用，離子交換吸附，生物地球化學(xué)等一系列物理化學(xué)作用，將巖石中的有益成分轉(zhuǎn)移到地下水中，并達(dá)到適當(dāng)?shù)臐舛?，從而形成不同化學(xué)組成分的熱礦泉水。

2.2熱儲溫度

利用Na-K-Mg三角關(guān)系，確定溫泉的水一巖平衡狀態(tài)為未成熟水區(qū)，并選擇Si02的濃度作為化學(xué)地?zé)釡貥?biāo)，通過Fournier等提出的熱儲溫度公式，計算得溫泉熱儲溫度（T）>99℃。

2.3循環(huán)深度

熱礦水循環(huán)深度（H）計算公式：

結(jié)合三處溫泉資料，估算出熱礦水循環(huán)深度為：3000m。

2.4地?zé)崴挲g及補給區(qū)高程

1980年～1982年姚在永等獲得s1號溫泉的氡含量11.14馬赫/升～32.73馬赫/升，熱核試驗獲悉其循環(huán)時間大于30年。2013年宋曉慶等測得S1溫泉的δD_V-SMOW、δ¹⁸D_V-SMOW分別為-59.7‰和-8.82‰，并估算得補給區(qū)高程為1600m。

2.5主要沉積時序

區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了主要沉積時序有3次（表2），構(gòu)成區(qū)內(nèi)熱儲系統(tǒng)的地層巖性主要為震旦系的燈影組白云巖和下寒武系的砂頁巖。

2.6地質(zhì)構(gòu)造條件

研究區(qū)地處黔中東西構(gòu)造帶、川黔經(jīng)向構(gòu)造帶、新華夏系第三巨型隆起帶及息烽渦輪構(gòu)造交接復(fù)合地區(qū)。

區(qū)內(nèi)先后主要進(jìn)行過6次構(gòu)造運動：晉寧運動、廣西運動、安源運動、燕山運動、喜馬拉雅運動和新構(gòu)造運動，其中南北逆沖向直扭的燕山運動，運動強度最大，具有定型區(qū)內(nèi)的構(gòu)造行跡和伴生熱液礦床的重大意義。

研究區(qū)域位于斷層與斷層的交界處，特別白堊系斷裂是區(qū)域性活動深斷層，斷層傾向南，傾角朝近東西，是正斷層南側(cè)的許多小的正斷層，形成斷層臺階或地面基底之間的對比，這是顯而易見的斷層帶，位于地?zé)釁^(qū)的南部邊界。

2.7地?zé)釁^(qū)的成因與分布

地?zé)釁^(qū)域的地?zé)崴闹饕獊碓词谴髿饨邓?，該山區(qū)受大氣降水和深層斷層的地表水補給，在水壓作用下，進(jìn)行深部徑流，在移徙過程中遇熱源或受熱源作用的圍巖而加熱，并具有深循環(huán)加熱條件反應(yīng)。地?zé)釁^(qū)有較厚的第四系保溫層，地?zé)崃黧w在徑流中能不斷獲得熱能而保證沒有熱量的損耗，徑流到地質(zhì)環(huán)地?zé)岙惓^(qū)存在于一個合適的位置。地?zé)釁^(qū)含水巖組是一種松散型含孔隙巖石群、碳酸鹽巖碳酸等含碳酸鹽巖變質(zhì)巖裂隙型含水巖層，巖層形成各類水體的地?zé)釁^(qū)巖層水相對較弱，徑流條件較差，斷層的層狀斷層導(dǎo)致深部循環(huán)水被堵塞，這是位于五龍口斷裂與斷層交界處的迎水地段、區(qū)域很小的地?zé)釁^(qū)能夠保存下來的主要原因。

3.研究區(qū)熱礦水水文地質(zhì)特征

3.1熱儲系統(tǒng)為第一儲集單元

研究區(qū)熱儲層為晚震旦世研究區(qū)相對隆起，海進(jìn)旋回、海水動蕩，沉積的臺地相白云巖，富水性強的碳酸鹽巖。研究區(qū)熱儲蓋層為早寒武世淺海、短暫半淺海，陸源碎屑沉積的砂頁巖，厚度達(dá)701m，具有良好的隔水、保溫作用。

烏江南北構(gòu)造帶、大關(guān)青禾東西構(gòu)造帶交匯，安清楊家寨斷層抬升，形成研究區(qū)內(nèi)相對隆起的三角“地壘”熱儲系統(tǒng)；燈影組白云巖含水層、牛蹄塘組一金頂山組砂頁巖隔水層和斷裂構(gòu)造共同組成一個相對完整的儲水構(gòu)造。

3.2新華夏系構(gòu)造促進(jìn)熱流體通道形成

研究區(qū)內(nèi)的熱礦水均出露在新華夏系興隆場一鐵廠復(fù)式背斜近軸部的壓性斷層附近。強烈的擠壓作用，不間斷的新華夏系抬升運動，地應(yīng)力集中、斷裂開啟，進(jìn)一步促進(jìn)了熱礦水的釋放排泄。溶蝕裂隙、構(gòu)造裂隙為區(qū)內(nèi)的主要通道，熱液沿斷裂構(gòu)造帶上涌。

3.3地溫梯度是其熱源。且具有方向性

熱礦水化學(xué)成分與熱儲圍巖巖性控制，地溫梯度增溫是其熱源。

平面上，熱儲層地溫場分布與息烽渦輪構(gòu)造方向一致。

渦輪構(gòu)造輪葉尾部向右旋輻射散開，研究區(qū)熱儲層的地溫場趨勢亦為右旋“散熱”，與貴州省區(qū)域地溫梯度變化趨勢一致。剖面上，波峰、波谷呈階梯式“分層”。研究區(qū)熱儲系統(tǒng)的地溫等值線呈出3波峰（釋放點），且與地形線呈反向分布。

4.對熱礦水形成條件的研究

4.1鍶的形成

地下水主要取決于鍶元素在巖石浸出時間和溫度條件下的含量，沉積巖中以碳酸鹽尤其是深海相碳酸鹽含量最高的龍口地?zé)釁^(qū)主要為寒武系奧陶系海相湖相碳酸鹽，鍶含量較高，且有較好的徑流，含有地下水的條件，當(dāng)與含鍶豐富的鍶巖石接觸時，大部分元素能在水中形成重碳酸鹽氯化物和硫酸鹽，這些是造成鍶地?zé)岷扛叩脑颉?/p>

4.2偏硅酸的起源

硅酸鹽礦物在一定水文水壓下富含水分的長時間作用下，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)后，形成硅酸鹽熱量，通過一系列化學(xué)反應(yīng)形成礦泉水熱區(qū)深部變質(zhì)巖的含量較高，巖芯中存在溶蝕空隙，說明地?zé)崴腔畹?，在該過程中溶解的硅酸鹽礦物制成熱水硅酸鹽含量更高。

4.3氟的形成

高山隆起熱礦泉水主要分布在深部斷裂帶附近，發(fā)生巖性主要為碳酸巖漿巖和變質(zhì)巖，熱礦泉水型主氟硅礦深部含螢石和方解石，角閃石黑云母和高溫礦物平原區(qū)的高壓環(huán)境，發(fā)生水巖相互作用，所以形成氟硅水，以弱堿為主。

5.總結(jié)

黔中北興隆場鐵廠復(fù)式背斜的熱礦水富水性良好，近軸部展布的斷層具有開啟性，在地形切割作用下，大地?zé)崃鞯靡葬尫拧醿?gòu)造具有相對封閉型，其熱流具有方向性。北部山區(qū)大氣降水由盤古寺斷層帶人滲到深部，經(jīng)徑流深循環(huán)加溫后，沿著五龍口斷層帶及伴生的構(gòu)造裂隙的迎水面上涌，并與圍巖中的礦物離子發(fā)生交換轉(zhuǎn)移等化學(xué)反應(yīng)，形成各種水質(zhì)類型的溫水、溫?zé)崴?/p>