張 新，趙振遠(yuǎn)，杜 江

(貴州有色地質(zhì)工程勘察勘察公司，貴州 貴陽 550000)

貴州省晴隆縣位于貴州省南西部，行政隸屬貴州省黔西南布依族苗族自治州，距貴陽178 km，晴隆縣在貴州屬地?zé)岬刭|(zhì)條件相對(duì)較差的區(qū)域，以往沒有開展過地?zé)豳Y源勘查工作，地表無天然出露溫泉，亦無地?zé)峋植?，屬典型的“地?zé)峥瞻讌^(qū)”。研究晴隆縣光照鎮(zhèn)的地?zé)岬刭|(zhì)條件及成因模式，對(duì)今后該區(qū)的地?zé)衢_采及規(guī)劃具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)條件

1.1 地層巖性

區(qū)內(nèi)出露的地層由新到老依次為三疊系中統(tǒng)的法郎組(T2f)、楊柳井組(T2y)，下伏地層依次為中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g)、嘉陵江組(T1j)、飛仙關(guān)組(T1f)。法郎組(T2f)上段巖性為中厚層泥灰?guī)r夾粘土巖，下段巖性為中厚層夾薄層的泥晶灰?guī)r夾瘤狀灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r；楊柳井組(T2y)巖性以白云巖為主，頂部為白云質(zhì)灰?guī)r，底部為泥質(zhì)白云巖；關(guān)嶺組(T2g)第二段以為中厚層石灰?guī)r為主，第一段為泥質(zhì)白云巖夾泥巖；嘉陵江組(T1j)上部為微晶白云巖夾泥質(zhì)白云巖，中下部灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)粘土巖；飛仙關(guān)組(T1f)以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)處于興義穹盆構(gòu)造變形區(qū)，區(qū)內(nèi)褶皺斷裂發(fā)育，此外受北東向挽近期活動(dòng)碧痕營斷裂束貫穿研究區(qū)，區(qū)內(nèi)發(fā)育多條北東向的斷層，發(fā)育少量的北西向斷裂，形成復(fù)雜的構(gòu)造圖像(見圖1)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造綱要圖

(1)羅家屯斷層(F1)：該斷層出露于普查區(qū)的南部，貫穿整個(gè)普查區(qū)，區(qū)域內(nèi)延伸長度約15 km，發(fā)育于羅家屯—包包寨—涼水營一帶，被北東向的斷層切割。該斷層在羅家寨附近，斷層傾向北東，傾角40°，在涼水營一帶，斷層傾向南西，傾角40°，為壓扭性斷層。

(2)高寨斷層(F2)：該斷層出露于普查區(qū)的中部，該斷層區(qū)域上延伸長度約3 km，貫穿整個(gè)普查區(qū)。該斷層發(fā)育于三疊系中統(tǒng)法郎組竹桿坡段(T2f1)的泥灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r中。該斷層出露段地貌上呈一溝谷，在高寨出露，可見斷層的破碎帶寬約20 m，受此影響，斷層兩側(cè)巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，該斷層為張性斷層，通過物探解譯，該斷層向下延伸深度較淺。

(3)花魚井?dāng)鄬?F3)： 花魚井?dāng)鄬邮潜毯蹱I走滑斷裂束的一段，位于普查區(qū)的中部。區(qū)域上，該斷層區(qū)內(nèi)延伸長度大于40 km。斷層走向北東向，傾向北西向，傾角70°，該斷層切割二疊系及三疊系的地層。通過在哈馬莊附近該斷層的出露較好，斷層兩盤均為楊柳井組(T2y)的白云巖、角礫白云巖、灰?guī)r等，在斷層帶上，巖石擠壓破碎明顯，巖石較破碎，可見明顯的斷層角礫巖，并且牽引構(gòu)造發(fā)育，斷層破碎帶寬約30 m。該斷層的北西盤相對(duì)上升、南東盤相對(duì)下降，為正斷層，兼右行走滑性質(zhì)。花魚井?dāng)鄬訛樗商冶毯蹱I走滑斷裂束中的一段，為挽近期活動(dòng)斷裂，且通過物探解譯，該斷層向下發(fā)育深度較深，對(duì)研究區(qū)的地?zé)崴\(yùn)移起到控制作用。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件及成因模式

2.1 地?zé)岢梢驐l件

2.1.1 “儲(chǔ)、蓋”層條件

熱儲(chǔ)層為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)的灰?guī)r、白云巖等；蓋層為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組一段(T2g1)的泥巖、泥質(zhì)白云巖，底部為綠豆巖。在區(qū)域內(nèi)，嘉陵江組(T1-2j)與關(guān)嶺組一段(T2g1)構(gòu)成一個(gè)儲(chǔ)集單元。

2.1.2 “通”道條件

區(qū)內(nèi)的花魚井?dāng)鄬?F3)為挽近期活動(dòng)斷裂，區(qū)內(nèi)的巖層受地質(zhì)營力作用的影響，巖石的節(jié)理裂隙發(fā)育，為區(qū)內(nèi)地?zé)崴馁x存提供了有利的空間，而且為對(duì)熱資源的運(yùn)移提供了有利的通道。區(qū)內(nèi)發(fā)育的北東向花魚井?dāng)鄬?F3)，其規(guī)模大、切割深、發(fā)育深度深，有利于溝通深部熱源，為普查區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源形成條件中的“通”。

2.1.3 “熱源、水源”條件

根據(jù)已有研究資料表明，第四紀(jì)巖漿侵入活動(dòng)火山作用有關(guān)的地下熱水水化學(xué)類型主要為HCO3·Cl-Na、Cl-Na和Cl·SO4-Na型水，礦化度0.5～10 g/L或更高，而區(qū)內(nèi)地?zé)崴瘜W(xué)組分中Na+和Cl-含量都較低，水質(zhì)類型主要為HCO3-Ca、HCO3· SO4-Ca·Mg型水，礦化度均一般小于1 g/L，以上可知本區(qū)的水質(zhì)類型與火山作用或第四紀(jì)巖漿侵入活動(dòng)所形成的地?zé)崴町惡艽?，說明研究區(qū)地?zé)崴臒嵩磁c巖漿侵入活動(dòng)和火山作用無關(guān)。此外，研究區(qū)地質(zhì)調(diào)查及鉆孔揭露均未發(fā)現(xiàn)花崗巖侵入，即缺乏放射性熱源的物質(zhì)基礎(chǔ)，也不存在放射性熱源。因此，區(qū)內(nèi)的熱源主要來自于地幔熱傳導(dǎo)，花魚井?dāng)鄬?F3)深部溝通熱源，沿深大斷裂帶向地下深部下滲并賦存于熱儲(chǔ)含水層中的大氣降水與來自于地幔熱傳導(dǎo)的熱源匯合，并與圍巖相互作用中溶慮、溶解巖石和氣體中的化學(xué)組分而成為有開發(fā)價(jià)值的地?zé)崴?/p>

研究區(qū)位于法郎向斜的西翼，區(qū)內(nèi)出露三疊系中、下統(tǒng)的碳酸鹽巖，而向斜軸部應(yīng)力集中，斷裂和構(gòu)造裂隙發(fā)育，有利于大氣降水下滲補(bǔ)給。因此，區(qū)內(nèi)水源充足。

2.2 成因分析

研究區(qū)內(nèi)熱礦水補(bǔ)給主要為大氣降水通過裂隙、孔隙以及斷裂構(gòu)造破碎帶入滲補(bǔ)給，由于地下水的富集，靜水壓力隨之不斷增加，而沿?cái)嗔严蛏畈繚B流，隨著不斷下滲，獲取熱能不斷增加，深部地?zé)崃飨蛏吓蛎?，受斷裂的阻擋和上部靜水壓力，斷裂(F3)為導(dǎo)熱通道，由低向高向法郎向斜匯集運(yùn)移上升，上部的地溫流體因密度大在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成研究區(qū)地?zé)崴畈垦h(huán)系統(tǒng)(見圖2)。

圖2 研究區(qū)地?zé)岢梢蚰Ｊ綀D

2.3 地溫場(chǎng)特征

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)CK1地?zé)峋牡厍蛭锢頊y(cè)井成果資料，按鉆孔揭露垂向地質(zhì)結(jié)構(gòu)中各地層分層深度與井溫及分層井溫梯度計(jì)算結(jié)果編制了普查區(qū)內(nèi)地溫場(chǎng)的垂向變化特征曲線圖(見圖3)。

圖3 CK1地?zé)峥碧娇椎販貓?chǎng)的垂向變化特征曲線圖

根據(jù)地?zé)峋疁y(cè)井資料，在熱儲(chǔ)層(T1-2j)埋深在1 228～1 700 m，因此以1 700 m處的60.16℃作為熱儲(chǔ)層(T1-2j)的熱儲(chǔ)溫度，并在此基礎(chǔ)上，計(jì)算地?zé)嵩鰷芈剩旱責(zé)峥碧娇椎販靥荻葹?.76℃/100m。

2.4 地?zé)豳Y源勘查類型

據(jù)研究區(qū)CK1地?zé)峥碧娇椎牡厍蛭锢頊y(cè)井資料、編錄資料等綜合分析研究：鉆孔揭露花魚井?dāng)鄬?F3)，具有較好的導(dǎo)水性，與第六層狀儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層嘉陵江組(T1-2j)的組合，控制了普查區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)深度范圍內(nèi)的地?zé)崮芘c地?zé)崃黧w資源的賦存和運(yùn)移。因此，研究區(qū)內(nèi)地?zé)崴Y源的勘查類型為層狀與帶狀熱儲(chǔ)(Ⅱ-3型)。

3 地?zé)崴瘜W(xué)特征

地?zé)崃黧w的化學(xué)成分主要取決于循環(huán)過程中得圍巖和構(gòu)造環(huán)境，一方面深大斷裂會(huì)帶給地?zé)崃黧w深部的化學(xué)成分，另一方面地?zé)崃黧w在深部循環(huán)過程中，受到高溫、高壓的影響，加強(qiáng)了地下水與圍巖介質(zhì)中礦物成分的溶濾作用；在碳酸鹽地區(qū)，溶解碳酸鹽中灰?guī)r(CaCO3)、白云巖(以MgCO3為主)，燧石結(jié)合或條帶、團(tuán)塊(SiO2)、石膏夾層(CaSO4)和其中含有其它一些硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)一般均隨著溫度的升高、壓力的增大，其溶解度增大。地下水在溶濾-滲入過程中，溶解的礦物質(zhì)增多、礦化度增大，水中溶解了較多對(duì)人體有益的微量元素。

因此，地?zé)崃黧w的地球化學(xué)特征與圍巖地質(zhì)背景和構(gòu)造環(huán)境關(guān)系密切相關(guān)，地?zé)崃黧w的形成是地下水與周圍介質(zhì)相互作用、化學(xué)元素遷移、演變和再分配的結(jié)果。通過對(duì)研究區(qū)勘探孔地?zé)崃黧w水質(zhì)分析與檢測(cè)，其主要化學(xué)特征為：井口水溫36℃，低溫地?zé)豳Y源之溫水；pH值為7.78，按酸堿度分類為中性水；總硬度值為426.62 mg/L，按硬度分類為硬水。水中陰離子以HCO3-、SO42-、Cl-、NO3-為主，HCO3-含量為225.53 mg/L，SO42-含量為171.92 mg/L，Cl-含量為9.78 mg/L，NO3-含量為15.06 mg/L；陽離子以Na+、Ca2+、Mg2+為主，Na+含量為21.09 mg/L、Ca+含量為95.21 mg/L、Mg2+含量為23.93 mg/L；流體中對(duì)人體有益的主要成分為：溶解性總固體572.2 mg/L，偏硅酸27.99 mg/L，鍶29.3 mg/L。按舒卡列分類法，其水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型水。

通過與研究區(qū)內(nèi)淺層地下水水樣水質(zhì)分析與檢測(cè)成果(主要化學(xué)組成)進(jìn)行對(duì)比、分析，CK1地?zé)峥碧娇姿|(zhì)與淺層地下水中的鉀(K+)、鈉(Na+)、鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)、硫酸根(SO42-)、重碳酸根(HCO3-)的離子含量基本相當(dāng)。因此，研究區(qū)地?zé)崴畤鷰r的地質(zhì)背景為碳酸鹽巖地層(見表1)。

表1 區(qū)內(nèi)地?zé)崴蜏\層地下水化學(xué)特征對(duì)照表

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)地?zé)豳Y源的賦存和運(yùn)移受控于三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)和花魚井?dāng)鄬?F3)，地?zé)峥辈轭愋蛯佗?3型。

(2)根據(jù)測(cè)井資料，研究區(qū)地?zé)嵩鰷芈?.76℃/100m。

(3)研究區(qū)地?zé)崃黧wpH值為7.78，為中性水；溶解性總固體為572.2，屬淡水；總硬度值為426.62 mg/L，為硬水。水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型。