張龍

摘 要： 以四川省巴塘縣德達(dá)鄉(xiāng)查清卡溫泉作為典型研究對象，開展了地氣測量勘查隱伏溫泉應(yīng)用示范研究工作。通過地氣探測技術(shù)獲得30多種微量元素，采用綜合剖面圖等手段提取溫泉地氣場中的有效指示元素，圈定隱伏溫泉帶。本研究將地氣探測技術(shù)從固體礦產(chǎn)勘查成功拓展到新的應(yīng)用領(lǐng)域，為探測隱伏溫泉提供了一種新的思路與新的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞： 地氣測量;溫泉地氣場;溫泉儲集層;技術(shù)應(yīng)用示范

【中圖分類號】U469 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.009

近年來，隨著社會對地?zé)豳Y源的關(guān)注，物探、化探、水文等方法尋找地?zé)豳Y源的技術(shù)越來越成熟，近地表（勘查深度200m以內(nèi)）的地?zé)豳Y源大部分被開發(fā)殆盡，國家越來越重視對深循環(huán)隱伏型地?zé)豳Y源的開發(fā)利用[1]。鑒于傳統(tǒng)物化探方法對深部隱伏溫泉勘查效果不佳開展了地氣探測技術(shù)勘查隱伏溫泉的應(yīng)用示范研究工作。

1 地氣探測技術(shù)簡介

地氣流是上世紀(jì)80年代初被瑞典科學(xué)家Kristansson K（1987;1990）和Malmqvist L等提出的一種地球物理現(xiàn)象[2，3]，地球內(nèi)部產(chǎn)生的各種氣體在地球排氣作用下向地表遷移，遷移到地表的地氣流中含有多種與其遷移路徑上所經(jīng)過地質(zhì)體有關(guān)的物質(zhì)，共同形成規(guī)律性的多元素分布地氣場。本次研究工作中地氣測量采用動態(tài)地氣采樣法，利用采樣器在土地表壤層中80cm深處采樣，采樣速度為1.5L/min，采樣時間30min。捕集劑是由BV-III級純硝酸和高次去離子純水配置成的低本底5%稀硝酸，用量20mL。使用美國Perkin-Elmer公司制造的ELAN DRC-e型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行濃縮質(zhì)譜分析。能測量的元素包括15個稀土元素以及Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni、Co、Au、Ag、Hg、U、Th、Li、Sc、Rb、Sr、Y、Cd、Cs、W、Mo、Bi元素等在內(nèi)的38種元素。

2 工作區(qū)地質(zhì)簡況及地氣測量工作部署

四川巴塘查清卡溫泉勘查區(qū)出露地層主要為一套三疊系的砂板巖，火成巖主要為細(xì)粒斑狀黑云母二長花崗巖。受構(gòu)造活動的影響和控制，區(qū)內(nèi)深大斷裂發(fā)育，地下熱水沿著斷裂帶和熱儲巖層中形成的系統(tǒng)通道遷移，最后在構(gòu)造發(fā)育地帶出露地表形成溫泉。因此，區(qū)內(nèi)溫泉的出露均與重要的斷裂構(gòu)造有關(guān)且多沿斷裂帶分布[4]，從前人收集的資料分析，北東向斷裂有可能是溫泉水遷移的出口通道。為此，以既控制北東向斷裂，又能適當(dāng)控制斷裂相鄰巖層為原則，根據(jù)勘查區(qū)的地形地貌及實測斷層的走向，從西到東，分別布置了A、B、C、D、E計5條地氣測線（見圖1）。測線的方向與勘查區(qū)已知的主要大斷裂成40°左右的交角，且測線走向均為NS走向。開展地氣采樣時，均以北方端作為起點(diǎn)，采樣點(diǎn)距均設(shè)置為10m。

3 地氣異常場特征研究與評價解釋

借鑒傳統(tǒng)物化探的成果，稀土元素REE、Th、Sn和金屬元素Mn、Co、Cu、Zn等容易出現(xiàn)“群聚”效應(yīng)，在地氣測量中這些元素也能一起表現(xiàn)出較高的異常值;同時為了確保成圖的代表性和有效性，以該元素是否有異常顯示為依據(jù)，決定其是否采用。最后，篩選出的指示元素包括：Li、Co、Mn、Cr、Cu、Zn、Ga、Cd、Sn、Th、REE（稀土元素總量）計11種。為了增強(qiáng)異常幅度，便于尋找溫泉儲集層，將上述指示元素進(jìn)行歸一化累加處理，投影到地質(zhì)平面剖面圖上，我們可以發(fā)現(xiàn)圈定溫泉形成的有利區(qū)域或者儲集層的突破口就在于找到溫泉指示元素的質(zhì)量濃度歸一化累加處理后共同所形成的異常區(qū)段。

在查清卡地氣測量累加值成果圖的基礎(chǔ)上，綜合考慮地質(zhì)情況，可以推測出查清卡溫泉儲集區(qū)的平面投影位置（圖1黑色虛線框內(nèi)）。依據(jù)勘查區(qū)地質(zhì)概況資料，有以下3點(diǎn)認(rèn)識及進(jìn)一步工作建議：

（1）查清卡可能存在的溫泉儲集層分布在區(qū)內(nèi)東北向主斷裂帶附近，該斷裂帶為溫泉水的流通提供了良好通道，為主控?zé)崴ǖ?，溫泉儲集層沿著該條斷裂帶平行分布，溫泉勘查工作應(yīng)圍繞該斷裂，以該斷裂南北100m范圍為中心開展工作;

（2）沿北東向斷裂南側(cè)的地氣異常在E線尖滅，區(qū)內(nèi)的溫泉儲集層?xùn)|端可能就在D線附近，繼續(xù)向東尋找的意義不大;而A線在斷裂北側(cè)任然有較大幅度地氣異常，其南側(cè)由于河水與公路的覆蓋無法開展地氣測量，情況不明，為勘查查清卡溫泉儲集層西段的分布，有必要在A線以西，按500m左右線距，以主斷裂為中心，布設(shè)控制長度為400m的測線兩到三條。

（3）依據(jù)溫泉地氣場的分布特征，可以推測查清卡地區(qū)溫泉儲集層主要沿勘查區(qū)內(nèi)的東北向斷裂分布，長度超過750m，擁有較為豐富的溫泉資源，具有開發(fā)利用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 張金華，魏偉.我國的地?zé)豳Y源分布特征及其利用[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì)，2011，（8）：23-24.

[2] Kristiansson K，Malmqvist L.Evidence for nondiffusive transport of Rn in theground and a new physical model for the transport[J].Geophysical，1982，47（10）：1444-1452.

[3] Malmqvist L，Kristiansson K.Experimental evidence for an ascending microflow of geogas in the ground[J].Earth and Planetary Science Letters，1984，70：407-416.

[4] 傅廣海.四川省甘孜州溫泉類型、成因及旅游開發(fā)模式研究[D].成都理工大學(xué).2009.