屈元會，徐世光，黃建國

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，昆明 650093；2.云南地礦工程勘察集團(tuán)公司，昆明 650041)

德澤位于云南省曲靖市沾益區(qū)駐地西北70 km處，東臨宣威熱水，西連會澤田壩，北交會澤上村。區(qū)域內(nèi)地層較全，含水層主要為泥盆系宰格組(D3zg)、寒武系漁戶村組(∈1y)、震旦系燈影組(Zz2dn)。區(qū)域內(nèi)冷熱泉均有出露，地?zé)犸@示較明顯，筆者參與了德澤鄉(xiāng)區(qū)內(nèi)熱水井的水溫測量、水資源量計(jì)算以及地?zé)豳Y源調(diào)查等工作。本文結(jié)合區(qū)內(nèi)已有資料以及地?zé)豳Y源調(diào)查成果，探討地?zé)崴Y源的特征和形成條件，對該區(qū)地?zé)豳Y源的進(jìn)一步開發(fā)利用有一定的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)條件

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺南緣的滇東臺褶帶。受地殼演化過程中多期次構(gòu)造運(yùn)動的影響，地層普遍發(fā)生了不同程度的褶皺和斷裂變形，尤其是斷裂比較發(fā)育，多由北東向壓性、壓扭性斷裂、東西向、北西向的小斷層組成。論證區(qū)所在區(qū)域內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，包括：務(wù)德斷裂、魯納斷裂、得德卡斷裂、尖山坡背斜、白石巖-小河水大向斜等。

1.2 地層巖性

論證區(qū)內(nèi)地層出露較全，其中，震旦系燈影組、寒武系漁戶村組、泥盆系宰格組、石炭系上統(tǒng)、石炭系中統(tǒng)、石炭系擺佐組、石炭系大塘組、石炭系巖關(guān)組、二疊系棲霞茅口組、三疊系關(guān)嶺組上段，地層巖性以碳酸鹽巖為主；薊縣系鵝頭廠組以板巖、石英砂巖為主；震旦系南沱組、陡山沱組、寒武系滄浪鋪組、筇竹寺組、泥盆系海口組、二疊系梁山組、宣威組、三疊系飛仙關(guān)組、關(guān)嶺組下段地層巖性為頁巖、泥巖、砂巖等碎屑巖；二疊系玄武巖組巖性為火山噴出巖(玄武巖)；第四系為粘土夾砂卵礫石層等松散堆積物。

2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)水文地質(zhì)條件及成井資料進(jìn)行綜合分析，熱水井取水層為震旦系燈影組(Zz2dn)碳酸鹽巖，區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)單元為熱水塘-羅家坡水文地質(zhì)單元(Ⅰ)、熱水村-袁家地水文地質(zhì)單元(Ⅱ)、小岔河-費(fèi)沖水文地質(zhì)單元(Ⅲ)、大營盤-松毛山水文地質(zhì)單元(Ⅳ)。燈影組(Zz2dn)碳酸鹽巖含水層主要出露于熱水塘-羅家坡水文地質(zhì)單元，接受大氣降雨補(bǔ)給，是開采井的主要取水單元。燈影組(Zz2dn)碳酸鹽巖含水層出露于單元的西南方，成南西-北東向條狀分布。補(bǔ)給來源主要為大氣降雨補(bǔ)給和其他含水層的側(cè)向補(bǔ)給，徑流方向?yàn)楸睎|向，在盆地及其周邊以泉的形式排泄，形成微承壓地下水。宰格組(D3zg)碳酸鹽巖含水層為主要補(bǔ)給水源，出露于區(qū)域東北向、東南部，東南部灰?guī)r區(qū)的地下水徑流受地下暗河系統(tǒng)的控制，徑流方向?yàn)闁|南、東西向；東北部灰?guī)r區(qū)徑流方向由南向北，地層傾角較大，地下水向深部運(yùn)移，形成高承壓地下水。水文地質(zhì)單元劃分詳見圖1。

3 水質(zhì)評價(jià)

論證區(qū)水樣經(jīng)云南地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院測試研究所檢測，水中陰離子以重碳酸根HCO3-、硫酸根SO42-為主，陽離子以鈉(Na+)為主，pH值7～7.1地下水化學(xué)特征為HCO3-·SO42--Na+型。

(1) 醫(yī)療熱礦水評價(jià)

論證區(qū)現(xiàn)有熱水井井口水溫最近一次測量為27.5 ℃，深部水溫34.5 ℃，按《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T1615-2010)表分4級，屬中低溫地?zé)豳Y源中的溫水，熱水中含有Fe、Sr、Li及H2SiO3、Zn等近10種對人體有益的化學(xué)組分，具有一定的醫(yī)療保健作用，適合作為理療天然礦泉水開采利用。

(2) 飲用天然礦泉水評價(jià)

論證區(qū)地下熱水中鍶、鋰及偏硅酸含量達(dá)到《飲用水天然礦泉水》(GB8537-2008)中的界限指標(biāo)。5組溫泉水水樣中S01、S02、S18三個(gè)泉點(diǎn)水質(zhì)中鍶、鋰及偏硅酸均達(dá)標(biāo)，#01及S05僅鍶達(dá)標(biāo)。其中#01和S18砷含量分別為0.018 mg/l、0.037 mg/l，超過飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)0.01 mg/l，不能直接作為天然礦泉水飲用。關(guān)鍵元素對比見表1。

表1 關(guān)鍵元素對比

4 地?zé)岢梢?/h2>

4.1 蓋層

蓋層為下寒武系漁戶村組(∈1y)泥質(zhì)白云巖、磷塊巖、含磷硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖及粉砂巖，底部時(shí)有頁巖地層，裂隙不發(fā)育，屬于相對隔水隔熱蓋層；寒武系筇竹寺組(∈1q)泥質(zhì)頁巖夾粉砂巖，上部夾薄層砂巖，底部為粉砂巖或頁巖以及寒武系滄浪鋪組(∈1c)白云母粉砂質(zhì)頁巖、粉砂巖、夾薄層砂巖，礫石英砂巖，裂隙不發(fā)育，屬于較好的隔水隔熱蓋層；第四系松散層導(dǎo)熱性差，屬相對保溫蓋層。因此，深部散發(fā)的熱流，傳送到燈影組(Zz2dn)地層里蘊(yùn)藏起來，形成一個(gè)較好的地下熱庫。

圖1 水文地質(zhì)單元劃分圖

4.2 熱儲

論證區(qū)的熱儲層為震旦系燈影組(Zz2dn)地層，巖性為一套淺灰色塊狀、厚層狀白云巖，中下部含藻類，局部頂部含磷，具硬、脆、碎的特征，歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動，裂隙縱橫交錯(cuò)極為發(fā)育，滲透性強(qiáng)，連通性好，地?zé)釘U(kuò)散條件亦好，加之厚度大、分布廣，因而構(gòu)成了區(qū)內(nèi)良好的儲熱層。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，儲熱層厚度289～422 m，由北向南變薄。向南由于埋深小或直接出露地表，水溫降低而失去儲熱條件。

A-A′剖面(圖2)顯示，F(xiàn)3斷層在熱水塘村一帶上覆有良好的保溫蓋層，熱儲層中的熱液沿該斷裂上升出流，在地表形成溫泉，其中S18溫泉溫度45 ℃，水量較大。C-C′剖面(圖3)直觀地反應(yīng)出該區(qū)燈影組地層是良好的熱儲層，但因蓋層較薄，鉆孔抽水人為加劇地下水循環(huán)，進(jìn)而導(dǎo)致降雨入滲混入熱儲層造成論證區(qū)熱儲層溫度不會太高。

4.3 熱源

論證區(qū)內(nèi)地?zé)崴m受地層巖性、蓋層厚度、地下水活動及構(gòu)造等因素的影響，但區(qū)內(nèi)沒有活動頻率高的深大斷裂，也沒有花崗巖等酸性巖體出露，因此論證區(qū)熱儲層地?zé)醽碓礊榈蒯崃骱蜕系貧し派湫栽厮プ儺a(chǎn)生的地殼熱流自然增溫。論證區(qū)地溫梯度變化也相對穩(wěn)定，其地?zé)嵩鰷丶壍奶攸c(diǎn)為：位于儲熱層以上的覆蓋層，一般隨深度增加而遞增，揭露熱儲層后，隨深度加深溫度不增加或增加很少。根據(jù)汪緝安(1990)和徐青(1992)對云南省的大地?zé)崃鞣謪^(qū)(圖4)的成果，論證區(qū)屬于滇東低-中熱流區(qū)，其大地?zé)崃髦翟?3 mW/m2左右。

圖3 C-C′剖面

圖4 大地?zé)崃髦?/p>

4.4 熱通道

溫泉溢出帶均位于南北向務(wù)德斷裂F3上，該斷裂為德澤盆地內(nèi)的主干斷裂，且靠近斷裂帶附近溫泉溫度較高。務(wù)德斷裂穿過論證區(qū)，在德澤區(qū)域被第四系覆蓋，斷裂破碎帶發(fā)育，對熱流形成起主導(dǎo)作用。

4.5 地?zé)岢梢蚰Ｊ?/h3>

綜合分析地質(zhì)、水溫、水質(zhì)及鉆孔等資料，認(rèn)為區(qū)內(nèi)地下熱水主要受斷裂構(gòu)造的控制，其次為熱流傳導(dǎo)。溫泉溢出帶均位于南北向務(wù)德斷裂上，該斷裂為德澤盆地內(nèi)的主干斷裂，且靠近斷裂帶附近溫泉溫度較高。務(wù)德斷裂穿過論證區(qū)，在德澤區(qū)域被第四系覆蓋，斷裂破碎帶發(fā)育，對熱流形成起主導(dǎo)作用。它可能溝通了地殼深部熱源，成為深部熱源向上傳輸?shù)闹饕ǖ?，地下水通過斷裂向上運(yùn)移進(jìn)行熱擴(kuò)散，使斷裂帶及兩側(cè)地層升溫，從而使地下水循環(huán)運(yùn)動得以加溫，形成地下熱水。熱儲層上覆的第四系松散層、寒武系筇竹寺組、寒武系滄浪鋪組等地層構(gòu)成相對較好的隔水隔熱蓋層。部分地?zé)崴財(cái)嗔褞仙雎兜乇硇纬蓽厝跀嗔褞铣雎兜臏厝獛в辛蚧俏兑沧糇C了該斷裂導(dǎo)通地殼深部熱源并將深部熱源的物質(zhì)帶出。成因模式見圖5。

1.熱流方向;2.熱儲層；3.砂質(zhì)頁巖(蓋層)；4.頁巖(蓋層);5.砂巖(蓋層)；6.含礫砂巖(蓋層)；7.石英砂巖(蓋層)；8.斷層；9.熱流出露；10.大氣降水圖5 地?zé)岢梢蚰Ｊ?/p>

5 結(jié)論

(1) 德澤鄉(xiāng)溫泉特征明顯，溫泉出露較為集中，偏硅酸等有益元素含量較高，溢出帶均位于南北向務(wù)德斷裂F3上，且靠近斷裂帶附近溫泉溫度較高，該斷裂為德澤盆地內(nèi)的主干斷裂。

(2) 德澤鄉(xiāng)熱水發(fā)育主要受斷裂構(gòu)造控制，斷裂溝通了地殼深部熱源，成為深部熱源向上傳輸?shù)闹饕ǖ?，地下水通過斷裂向上運(yùn)移進(jìn)行熱擴(kuò)散，使斷裂帶及兩側(cè)地層升溫，從而使地下水循環(huán)運(yùn)動得以加溫，形成地下熱水。

(3) 野外調(diào)查證實(shí)務(wù)德斷裂(F3)為一正斷層，斷層下盤地層較單一，燈影組地層上覆只有第四系和寒武系漁戶村組保溫性能差，水溫較低，測井后水溫在34 ℃。斷層上盤(論證區(qū)東部)，燈影組上覆有第四系沖洪積、殘坡積粘土、砂、卵礫石，寒武系下統(tǒng)滄浪鋪組(∈1c)頁巖、粉砂巖，寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)泥質(zhì)頁巖夾粉砂巖巖層可作為良好的保溫蓋層，下寒武漁戶村組(∈1y)白云巖、磷塊巖地層可作為相對隔熱隔水蓋層，且在此處還存在一背斜構(gòu)造，斷層和背斜核部裂隙帶一并導(dǎo)通深部熱源，傳送到燈影組(Zz2dn)地層里蘊(yùn)藏起來，有條件形成一個(gè)很好的地下熱庫。