周程林 陳吉 李立峰 劉海 高宗林

摘要：分析總結(jié)博羅縣地熱資源分布規(guī)律，根據(jù)構(gòu)造、地質(zhì)特征，探討成因條件。

關(guān)鍵詞：地熱資源；分布規(guī)律；成因條件

1.前言

隨著博羅縣旅游城市的定位及經(jīng)濟發(fā)展，地熱資源開發(fā)和利用隨之升溫，對該縣旅游業(yè)發(fā)展起著重要的促進作用。為了更合理和有效的開發(fā)利用本地區(qū)有限的地熱資源，本文將對該區(qū)地熱資源分布規(guī)律及成因進行分析研究。

2.地熱資源分布規(guī)律

具體調(diào)查，該區(qū)熱泉出露點較少有5處，主要分布在湯泉北側(cè)、博羅縣城南部、羅浮山、柏塘鎮(zhèn)一帶。地理上，具有呈北東—南西向線型展布的規(guī)律（圖1）。該地區(qū)地熱資源類型總體屬于（30℃～60℃）低溫地熱資源，最高溫度位于湯泉北側(cè)（58℃），最低溫度位于博羅縣城區(qū)南部（31℃），從南西到北東具有由低增高的規(guī)律。

3.地熱資源成因研討

地熱資源一般成礦條件包括：有深大斷裂的存在或有次級斷層與之相切、有熱源地質(zhì)體、有熱儲空間及熱流體通道、圍巖封閉性較好或有良好的蓋層—即“熱”“儲”“通”和“蓋”。根據(jù)本區(qū)地熱資源分布規(guī)律及地質(zhì)特征，擬分構(gòu)造地質(zhì)條件、生熱成因、蓋層類型、儲熱地質(zhì)體四個方面分析探討本地區(qū)地熱資源成因條件。

3.1構(gòu)造地質(zhì)特征

本區(qū)由增城隆起區(qū)和石壩盆地組成，北東向河源深斷裂帶、紫金—博羅大斷裂和人字石斷裂為本區(qū)主導(dǎo)斷裂構(gòu)造（見圖1），它們對本區(qū)的構(gòu)造格局和地質(zhì)演化起控制作用。

河源深斷裂：該斷裂從石壩鎮(zhèn)—響水鎮(zhèn)—福田鎮(zhèn)均有出露，長約26km（區(qū)域延伸約180km），寬約10m～100m，傾向120°～135°，傾角30°～70°，構(gòu)造巖寬幾米至幾十米，斷裂切割控制了區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖體，具張—壓扭—張—壓扭—張扭的性質(zhì)，總體具壓扭性。

紫金—博羅大斷裂：整體上呈北東方向延伸，由紫金—博羅斷裂，區(qū)內(nèi)長20km以上。它控制了燕山期花崗巖體的分布，復(fù)又切割了它們。斷面傾向南東，傾角40°～80°，局部陡立或向北西傾斜，穿切了下第三紀丹霞組，以壓扭性為主。

人字石斷裂：位于博羅公莊東南，河源深斷裂北側(cè)，構(gòu)造巖寬2m～100m，出露長21km，往南西尖滅。走向50°～80°不等，傾向北西，局部南東，具張—壓扭—張扭的性質(zhì)。

河源深斷裂帶上出露2處熱泉點，紫金—博羅大斷裂帶上4處，地熱資源分布規(guī)律與區(qū)域斷裂構(gòu)造的展布特點基本一致，說明斷裂構(gòu)造對熱泉的出露起了重要的控制作用，地下熱水應(yīng)通過這些斷裂構(gòu)造排泄到地表形成天然熱泉，這些地質(zhì)構(gòu)造既是地熱的對流通道，將深部的熱帶到淺部、從淺部帶到地表，也是地下水的補給和排泄通道。

3.2生熱成因

我國東南沿海區(qū)域生熱的成因傳統(tǒng)上有高放射性衰變生熱成因、斷層活動熱成因、深大構(gòu)造導(dǎo)熱成因和地幔上涌傳熱成因等。2018年4月《廣東省惠州市石壩—黃沙洞地區(qū)地熱資源預(yù)可行性勘查》對博羅石壩重點區(qū)花崗巖放射性生熱能力和地幔上涌是否存在進行了勘探和研究，認為燕山期花崗巖是主體生熱巖石，即熱源，并且石壩重點研究區(qū)及周邊存在地幔上涌現(xiàn)象通道。

據(jù)石壩MT-02線反演的50km深電阻率剖面，顯示深部存在大面積的低阻帶，推測有幔涌存在（圖2）。該幔涌對應(yīng)該地區(qū)地表淺部河源深斷裂帶和人字石斷裂之間，推測地幔上涌熱可以通過深大斷裂向上傳導(dǎo)，可在地表形成具有一定熱量的地熱田（如羅浮山溫泉、柏塘鎮(zhèn)溫泉）。

石壩重點區(qū)花崗巖為高鉀鈣堿性I型花崗巖。Clemens et al.（2009）認為，這些巖石是在巖石圈伸展減薄體制下，源于巖石圈地幔的富鉀鎂鐵質(zhì)巖漿與殼源花崗質(zhì)巖漿混合形成，這將導(dǎo)致巖石極度富集大離子親石元素。也就意味著工區(qū)內(nèi)花崗巖極度富集Th、U、K元素。圖3中也可以看出，工區(qū)內(nèi)年齡為150Ma左右花崗巖生熱率極高，而增城隆起區(qū)與石壩盆地花崗巖同期，均具有高放射性。

因此，認為本區(qū)地熱泉出露點的生熱成因是燕山期隱伏花崗巖放射性衰變生熱、地幔上涌傳熱和深大構(gòu)造導(dǎo)熱成因。

3.3蓋層類型

燕山期花崗巖是本區(qū)主要生熱地質(zhì)體。當生熱地質(zhì)體直接暴露時，無熱源表現(xiàn)，因為花崗巖具有較好導(dǎo)熱性能，直接與大氣接觸，形成邊界效應(yīng)。所以，蓋層是地下熱儲存在的關(guān)鍵因素之一。事實上當花崗巖被自身風化產(chǎn)物覆蓋時，能儲存生熱量。本區(qū)蓋層可分為沉積蓋層和花崗巖風化產(chǎn)物蓋層兩類。

區(qū)內(nèi)地層由老到新，從震旦系至第四系均有出露（除奧陶系和志留系），主要分布在東北部和西南角，出露面積約占總面積的1/2，它們共同構(gòu)成深層生熱地質(zhì)體的沉積蓋層。

石壩重點區(qū)內(nèi)：

沉積蓋層分Ⅰ類和Ⅱ類兩種類型（圖4）：Ⅰ類—震旦世—侏羅世沉積蓋層：該沉積蓋層受構(gòu)造運動影響，斷裂和褶皺構(gòu)造較發(fā)育，但斷裂構(gòu)造和破碎裂隙絕大部分充填物已重新膠結(jié)成巖，與圍巖融為一體或被后期巖脈充填閉合，可作為獨立蓋層，為深層生熱地質(zhì)體的良好蓋層。Ⅱ類—白堊世—第四紀沉積蓋層：該沉積蓋層相對Ⅰ類更為穩(wěn)定，原因是燕山期巖漿巖大規(guī)模的侵入，它們在深部形成了一個大的巖基，對上部地層有一定的保護作用，盡管喜山期構(gòu)造運動發(fā)生，但對地層的影響非常較小。

增城隆起區(qū)內(nèi)：

紫金—博羅大斷裂溫泉點位置，出露地層為侏羅系中下統(tǒng)橋源組地層，其蓋層類型屬于“Ⅰ類—震旦世—侏羅世沉積蓋層”；河源深斷裂帶附近溫泉點其熱儲蓋層為花崗巖風化殼和部分第四系覆蓋層組成。

3.4儲熱地質(zhì)體

儲熱地質(zhì)體可劃分為構(gòu)造儲熱、地層儲熱和巖體儲熱等。構(gòu)造儲熱，如我國新疆維吾爾自治區(qū)塔什庫爾干熱合曼地熱田，熱儲存在于喜山期花崗巖（12Ma）與圍巖接觸帶上。地層儲熱，如我國雄縣的牛頭山凸起，熱儲存在于中元古代霧迷山組含石膏礦物的石灰?guī)r地層中。巖體儲熱，如我國青海共和盆地地熱田，也是絕大部分干熱巖，熱儲存在于花崗巖等巖體中。

增城隆起區(qū)，巖漿的侵入導(dǎo)致基底抬升，在上覆蓋層與隱伏的燕山期花崗巖巖體之間形成不整合接觸破碎帶，后期深大斷裂形成斷層破碎帶與接觸破碎帶相互貫通，在溫泉出露點及其附近形成良好的導(dǎo)水帶。推測上覆蓋層與隱伏的巖體的接觸破碎帶、深大斷裂的斷層破碎帶及次級斷裂節(jié)理裂隙均為本區(qū)主要的儲熱地質(zhì)體，即構(gòu)造儲熱（圖5）。

4.結(jié)語

（1）本區(qū)以30℃～60℃的低溫地熱資源為主，地理上具有呈北東—南西向分布規(guī)律，熱泉溫度從南西到北東具有逐漸增高的規(guī)律。

（2）斷裂構(gòu)造對熱泉出露起了重要控制作用，上覆蓋層與隱伏的巖體的接觸破碎帶、深大斷裂的斷層破碎帶及次級斷裂節(jié)理裂隙即是儲熱地質(zhì)體，也是對流通道。

（3）本區(qū)生熱成因是燕山期花崗巖放射性衰變生熱、地幔上涌傳熱和深大構(gòu)造導(dǎo)熱。

（4）石壩盆地蓋層類型為Ⅰ類—震旦世—侏羅世沉積蓋層和Ⅱ類—白堊世—第四紀沉積蓋層；增城隆起區(qū)蓋層類型為“Ⅰ類—震旦世—侏羅世沉積蓋層”和花崗巖風化殼和第四系沉積層。

（5）本區(qū)熱泉的出露區(qū)點均具備了“生、儲、蓋、通”生成條件。

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