周茂林,斯恩智,侯江勇
(貴州省地礦局117地質(zhì)大隊(duì),貴州貴陽 550018)
調(diào)查區(qū)位于揚(yáng)子陸塊—上揚(yáng)子地塊—黔北隆起區(qū)—鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)[1],調(diào)查區(qū)區(qū)內(nèi)有洋水背斜經(jīng)過,走向大致南西—北東向,背斜軸兩翼發(fā)育有一定數(shù)量的斷層,斷層受背斜控制,走向與背斜軸走向基本一致,位于調(diào)查區(qū)內(nèi)的斷層主要有F2、F3及F4斷層。根據(jù)1∶20 萬息烽幅區(qū)域地質(zhì)資料[2],F(xiàn)2、F3為正斷層,傾向南東,傾角36°~45°,F(xiàn)2斷層在半邊街附近與F3斷層相交,F(xiàn)3調(diào)查為區(qū)域內(nèi)深大斷層,斷距約100m。F4調(diào)查為逆斷層,傾向南東,傾角50°,斷距大于100m。
區(qū)內(nèi)出露地層較全,從二疊系陽新統(tǒng)茅口組至南華系上統(tǒng)南沱組均有出露,其間部分地層缺失(具體見圖1)。含碳酸鹽巖巖溶水地層主要有二疊系棲霞—茅口組、寒武系婁山關(guān)—石冷水—高臺(tái)組、寒武系清虛洞組及震旦系燈影組,巖性主要為灰?guī)r、白云巖等,含水介質(zhì)主要為裂隙溶洞、溶洞管道及溶孔溶隙等[3],富水性中等至強(qiáng);含基巖裂隙水地層主要有寒武系金鼎山—明心寺—牛蹄塘組、南華系南沱—澄江組等,巖性主要為砂頁巖、變質(zhì)巖等,含水介質(zhì)為風(fēng)化裂隙,富水性弱。
調(diào)查區(qū)周邊有多處地?zé)釡厝嬖冢{(diào)查區(qū)以北約30km 有著名的息烽溫泉,南西部約10km 處為白馬峪溫泉,此外,位于調(diào)查區(qū)北部外圍約1km處洋橋附近有自流溫泉出露,據(jù)開陽幅1∶5萬區(qū)域水文地質(zhì)資料,流量為6.3L/s,水溫為23°C,調(diào)查區(qū)外圍南西部約3km處熱水地區(qū)有自流溫泉出露,流量為10.7L/s,水溫為22.5°C。
以上人工溫泉及天然出露溫泉總體地?zé)岬刭|(zhì)條件與調(diào)查區(qū)基本一致,天然溫泉多分布于靠近背斜軸的核部位置,以上升泉的形式出露于地表,人工溫泉多位于背斜軸南東翼的寒武系婁山關(guān)—石冷水—高臺(tái)組地層中。根據(jù)已有資料及綜合分析研究,區(qū)域內(nèi)受洋水背斜控制的北東向深大斷裂(F3)控制著深部熱流向上傳導(dǎo)和集中,形成高異常熱流帶,也控制著調(diào)查區(qū)地?zé)岙惓^(qū)的形成與分布、地下熱水的賦存。
F3斷層位于洋水背斜的南東翼,靠近背斜核部,受背斜影響,斷層走向北東,傾向南東,傾角36°,為一區(qū)域性深大斷裂(見圖2),調(diào)查區(qū)內(nèi)走向長度約11km,根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,該斷層為正斷層,地層斷距約100m。斷層切錯(cuò)于震旦系燈影—洋水組、南華系南沱—澄江組、甚至下伏青白口系清水江組地層中。因其規(guī)模大、傾角較陡、切割深,且多期活動(dòng),可能使深部軟流層沿深斷裂帶隆起,使地?zé)峒杏跀嗔褞В?];另外由于構(gòu)造地應(yīng)力的作用,帶內(nèi)近似垂直于地面的斷裂面、節(jié)理裂隙面、片理、劈理面密集,斷裂帶在特定的巖石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造條件下,因熱傳導(dǎo)各向異性的熱效應(yīng),沿?cái)嗔褞Т怪毕蛏系膶?dǎo)熱性能優(yōu)于其他方向,使底部及周圍上行的傳導(dǎo)熱流向斷裂帶,并集中向上傳導(dǎo)。因此,F(xiàn)3深大斷裂控制著深部的溫度場,傳熱機(jī)制以傳導(dǎo)熱為主。
調(diào)查區(qū)熱儲(chǔ)類型為構(gòu)造型熱儲(chǔ),地下水通過斷層或斷層破碎帶進(jìn)行循環(huán)對流,在徑流過程中不斷吸收圍巖的熱量,同時(shí)還有部分地下熱水補(bǔ)充,成為地?zé)峋闹饕獰嵩础R虼?,調(diào)查區(qū)地?zé)岬膩碓粗饕獮橥ㄟ^傳導(dǎo)和對流來自深部的大地?zé)崃鳌?/p>
根據(jù)區(qū)域地層巖性與水文地質(zhì)條件分析,區(qū)域上有上震旦系燈影組地?zé)崴谝粺醿?chǔ)層。也是貴州目前在開發(fā)利用地?zé)崴臒醿?chǔ)層;熱儲(chǔ)層本身含水性較好,保溫蓋層結(jié)構(gòu)好,形成地?zé)崴牡刭|(zhì)條件良好。
調(diào)查區(qū)主要為震旦系燈影組地層內(nèi)的熱儲(chǔ)層,厚度約300m。巖性主要為灰至灰白色中厚層狀白云巖,巖層中節(jié)理、裂隙較發(fā)育,且隨著深度的增加,結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度逐漸減弱,含水介質(zhì)為溶孔孔隙,含水均勻,富水性中等。其熱儲(chǔ)層厚度較大,含水較豐富。
隔水保溫蓋層發(fā)育并保存完好,蓋層主要為寒武系金鼎山—明心寺—牛蹄塘組地層,厚度約600m。地層巖性主要為粉砂質(zhì)粘土巖、粘土巖及炭質(zhì)粘土巖等,巖石中節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)面不發(fā)育,含水介質(zhì)多為表層風(fēng)化裂隙,富水性弱。是良好的隔水保溫蓋層?,F(xiàn)將調(diào)查區(qū)地?zé)崴畠?chǔ)、蓋層水文地質(zhì)特征列入表1。
一般來說,地?zé)崴难h(huán)與地下水的循環(huán)具有一致性,其循環(huán)運(yùn)行是一個(gè)區(qū)域性的循環(huán)系統(tǒng),地?zé)崴难a(bǔ)、徑、排也是在區(qū)域水文地質(zhì)單元內(nèi)完成的。所不同的是地?zé)崴墙?jīng)過地下熱源加熱后的地下水,地?zé)崴男纬膳c富集需具備以下地質(zhì)條件:①有地下熱源存在;②具有未遭破壞的含、隔水層配套組合;③具有良好水源補(bǔ)給條件。
調(diào)查區(qū)內(nèi)熱源為大地深部的熱流,熱儲(chǔ)類型為構(gòu)造型熱儲(chǔ),通過垂直向上傳導(dǎo)和對流熱量;含水層、相對隔水層配套組合良好,且未遭到任何破壞;調(diào)查區(qū)年降雨量豐沛(1258mm),地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水,區(qū)內(nèi)地下水具有良好的補(bǔ)給條件;調(diào)查區(qū)距離開陽縣城約14km,距離省會(huì)貴陽約60km,交通便利,區(qū)位優(yōu)勢明顯。綜上所述,調(diào)查區(qū)具有較好的地?zé)崴业V及發(fā)展前景。
表1 調(diào)查區(qū)地?zé)崴畠?chǔ)、蓋層水文地質(zhì)特征
根據(jù)現(xiàn)場踏勘及結(jié)合已有資料分析,區(qū)內(nèi)具有較好的地?zé)岢删畻l件,下步工作建議如下:
(1)開展調(diào)查區(qū)內(nèi)1∶1萬地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪,初步確定重點(diǎn)靶區(qū);
(2)對其開展地球物理探查,查清F3斷層深部的具體情況及燈影組的含水情況;
(3)綜合確定地?zé)徙@探孔位,編制地?zé)峋畬?shí)施方案;
(4)對確定的孔位,進(jìn)行鉆探驗(yàn)證,對上部冷水層做止水處理,終孔后做抽水實(shí)驗(yàn)及取樣分析。
(1)調(diào)查區(qū)周邊地?zé)豳Y源相對豐富,地?zé)岬刭|(zhì)條件基本一致,形成地?zé)岬牡刭|(zhì)條件良好。
(2)F3深大斷裂控制著深部的溫度場,傳熱機(jī)制以傳導(dǎo)熱為主,熱儲(chǔ)類型為構(gòu)造型熱儲(chǔ),地?zé)岬膩碓粗饕獮橥ㄟ^傳導(dǎo)和對流來自深部的大地?zé)崃鳌?/p>
(3)調(diào)查區(qū)熱儲(chǔ)層厚度較大,含水較豐富;保溫蓋層厚度大,富水性弱,隔水性相對較好。
(4)調(diào)查區(qū)地?zé)崴h(huán)和富集條件良好,區(qū)位優(yōu)勢明顯,具有較好的地?zé)崴业V及發(fā)展前景。
(5)下部工作建議采用地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查與物探測量相結(jié)合的方法,綜合確定地?zé)峋孜?,并做鉆探驗(yàn)證。