劉 波， 李紅梅， 藍(lán) 坤

(湖北省地質(zhì)局 水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 荊州 434020)

荊門市位于湖北省中部，是中國中西部地區(qū)極具經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力的城市之一。自20世紀(jì)80年代在荊門城區(qū)十里牌一帶發(fā)現(xiàn)掩埋型地?zé)崴詠?，湖北省地質(zhì)局等單位先后實(shí)施了多個(gè)區(qū)段的地?zé)豳Y源勘查項(xiàng)目，取得了豐碩的地?zé)岬刭|(zhì)成果，表明荊門城區(qū)具有豐富的中低溫對(duì)流型地?zé)豳Y源[1-4]。中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)最本質(zhì)的特征為：①?zèng)]有特殊熱源，主要依靠正?；蚵云叩膮^(qū)域背景大地?zé)崃鞴幔虎诒仨氂凶銐虻乃坎拍苄纬蓮难a(bǔ)給、徑流到排泄的整個(gè)環(huán)流系統(tǒng)；③要具備一定的地質(zhì)構(gòu)造條件使得地下水受迫對(duì)流得以產(chǎn)生[5]。本文基于荊門城區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)和地?zé)岬刭|(zhì)等勘查成果，通過系統(tǒng)分析荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)熱源、水源和構(gòu)造等特征，總結(jié)中低溫地?zé)嵯到y(tǒng)的成因和地質(zhì)模式，為該區(qū)中低溫對(duì)流型地?zé)峥辈殚_發(fā)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

荊門市位于江漢平原西北緣，地處荊山山脈余脈向東南延伸的低山—丘陵地帶。區(qū)內(nèi)地勢西北高、東南低，山脈走向NNE，由勝景山—小埡—斗笠寨山組成西郊分水嶺邊界。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)為勝景山(海拔560.3 m)，最低點(diǎn)在東南郊低洼處(海拔58.3 m)。

研究區(qū)地處揚(yáng)子地層區(qū)，早古生界志留系—新生界第四系均有出露。地層分布受構(gòu)造控制，東部分布白堊系—新近系紅色碎屑巖建造，西部主要為侏羅系碎屑巖建造，北部居中部位分布志留系—三疊系碳酸鹽巖—碎屑巖建造，西南部平原區(qū)則堆積第四系松散堆積物。研究區(qū)在大地構(gòu)造位置上處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)上揚(yáng)子臺(tái)坪之遠(yuǎn)安臺(tái)褶束與鐘祥臺(tái)褶束交界部位。荊門斷裂是區(qū)內(nèi)主要斷裂，其東側(cè)為荊門斷凸，西側(cè)為荊當(dāng)向斜盆地，北部居中部位為荊山弧形褶皺帶(圖1)。

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造綱要圖Fig.1 Outline map of regional structure in study area1.背斜；2.向斜；3.壓性斷裂；4.張性斷裂；5.扭性斷裂；6.壓扭性斷裂；7.張扭性斷裂；8.性質(zhì)不明及推測斷裂；9.震旦系中統(tǒng)—志留系中統(tǒng)；10.泥盆系中統(tǒng)—石炭系中統(tǒng)；11.二疊系—三疊系中統(tǒng)；12.三疊系上統(tǒng)—侏羅系中統(tǒng)；13.白堊系—新近系；14.第四系；15.晉寧期花崗巖；16.印支期—燕山期輝綠巖；17.整合地質(zhì)界線；18.角度不整合地質(zhì)界線；19.溫泉；20.掩埋型地?zé)崴?/p>

20世紀(jì)80年代湖北省地質(zhì)局實(shí)施了荊門市城市供水初步勘察項(xiàng)目，首次發(fā)現(xiàn)荊門城區(qū)存在掩埋型地?zé)崴甗1]。通過陸續(xù)開展荊門市十里牌地?zé)崽锏刭|(zhì)普查、荊門市巴黎都市小區(qū)地下水勘查等項(xiàng)目[2-4]，在6個(gè)勘探鉆孔中發(fā)現(xiàn)了地?zé)豳Y源(表1)。地?zé)徙@孔集中分布于荊門隱伏斷裂帶附近(圖2)，最大鉆進(jìn)深度為769.55 m，最大流量為2 555.52 m3/d，地?zé)崴詿崴?、溫?zé)崴疄橹鳎罡邷囟葹?0.2℃，均為中低溫對(duì)流型地?zé)豳Y源[6]。

圖2 荊門城區(qū)地?zé)峥追植紙DFig.2 Distribution of geothermal boreholes in Jingmen urban area1.第四系更新統(tǒng)洪沖積層；2.新近系掇刀石組；3.古近系始新統(tǒng)洋溪組與牌樓口組；4.古近系古新統(tǒng)龔家沖組；5.白堊系中統(tǒng)跑馬崗組；6.侏羅系下統(tǒng)桐竹園組；7.三疊系上統(tǒng)九里崗組；8.三疊系中統(tǒng)巴東組；9.三疊系下—中統(tǒng)嘉陵江組；10.三疊系下統(tǒng)大冶組；11.二疊系下統(tǒng)茅口組；12.地質(zhì)界線；13.實(shí)測斷裂；14.隱伏斷裂；15.地層產(chǎn)狀；16.地?zé)峥准熬幪?hào)。

表1 荊門城區(qū)地?zé)豳Y源現(xiàn)狀Table 1 Current status of geothermal resources in Jingmen urban area

2 地?zé)嵯到y(tǒng)成因

2.1 熱源分析

對(duì)一個(gè)地?zé)嵯到y(tǒng)開展熱源分析，主要從四個(gè)方面進(jìn)行：①分析地?zé)嵯到y(tǒng)所在地區(qū)的區(qū)域熱背景，即區(qū)域背景大地?zé)崃髦涤卸喔?；②分析地殼淺部是否有生熱率特別高的放射性熱源；③分析地殼淺部是否有尚未固結(jié)或正在冷卻中的酸性巖漿侵入體；④分析是否存在能將深部熱量攜帶上來的物質(zhì)流[7]。

2.1.1區(qū)域熱背景

據(jù)中國大陸地區(qū)大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)匯編(第四版)[8]、湖北省地?zé)豳Y源現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)與區(qū)劃報(bào)告[9]顯示，荊門城區(qū)及周邊地區(qū)大地?zé)崃髦禐?3.0～66.4 mW/m2，平均為51.7 mW/m2，低于湖北大地?zé)崃髌骄?53.7 mW/m2)和全國大地?zé)崃髌骄?61.5 mW/m2)，因此荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的區(qū)域熱背景值不高。

2.1.2放射性熱源

根據(jù)一維熱傳導(dǎo)原理，假設(shè)地殼最上部10 km范圍內(nèi)放射性元素均勻分布，則在地殼一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生的放射性衰變熱流增量為：

Δq=A·Δz

(1)

式中：A為巖石放射性生熱率(mW/m3)；Δz為深度變化范圍(m)。

區(qū)內(nèi)以往地?zé)峥碧焦ぷ魑磳?duì)巖石放射性元素含量及其釋熱流進(jìn)行測定，因此本次研究對(duì)其進(jìn)行估算。假設(shè)荊門城區(qū)地殼上部10 km以淺范圍內(nèi)放射性元素均勻分布，取巖石放射性生熱率平均值為0.42～2.79 μW/m3[10-11]，則其衰變所產(chǎn)生的熱流增量為4.2～27.9 mW/m2。上述估算表明，在放射性熱源參數(shù)取值最大情況下，計(jì)算得出的熱流增量為27.9 mW/m2，據(jù)此判斷荊門城區(qū)放射性衰變熱不能構(gòu)成特殊熱源。眾所周知，放射性元素在地殼上部10 km范圍內(nèi)不可能均勻分布，其含量一般按指數(shù)函數(shù)模型自地表向下快速減少，因而由其產(chǎn)生的地表熱量要比理想狀態(tài)下小很多。

2.1.3地殼內(nèi)部物質(zhì)流

地殼內(nèi)部物質(zhì)流對(duì)熱流增量或地表熱流的影響顯著高于傳導(dǎo)熱傳遞[5]。地殼內(nèi)部物質(zhì)流可分為巖漿對(duì)流和地下水對(duì)流兩種情況。巖漿對(duì)流是由于巖漿熱液溫度高于環(huán)境溫度而產(chǎn)生的自由對(duì)流，其所傳遞的熱量大幅增加了地表熱量，巖漿上涌的體積流率與溫度決定了地表熱流異常的強(qiáng)度和范圍，而且地表熱流異常區(qū)范圍要大于巖漿侵入體的范圍。地下水對(duì)流則比較復(fù)雜，當(dāng)溫度遠(yuǎn)高于環(huán)境溫度時(shí)可產(chǎn)生高溫?zé)崴淖杂蓪?duì)流；當(dāng)溫度低于環(huán)境溫度時(shí)可產(chǎn)生低溫?zé)崴氖芷葘?duì)流，前者多見于高溫地?zé)嵯到y(tǒng)中，后者則構(gòu)成中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)。物質(zhì)流熱流增量計(jì)算公式為：

Δq=ρ′С′·ν·ΔТ

(2)

式中：ρ′С′為地殼上涌物質(zhì)的熱容量(J/(kg·K))；ν為上涌物質(zhì)的體積流率(m/a)；ΔТ為Δz深度范圍內(nèi)的溫差(℃)。

對(duì)于荊門城區(qū)中低溫對(duì)流型地?zé)崴裕叵滤疅崛萘喀选洄场?4.186×103J/(kg·K)，地下水滲流速度ν=0.3 m/a，當(dāng)ΔТ=10℃時(shí)，地下水對(duì)流傳遞的熱量為418.6 mW/m2。在中國大陸地區(qū)，0.3 m/a的地下水滲流速度在地?zé)釁^(qū)是極為常見的，因此在許多地?zé)嵯到y(tǒng)中，地下水的對(duì)流熱傳遞起到主導(dǎo)作用。汪集旸等[5]研究表明，當(dāng)?shù)叵滤疂B流速度ν=0.304 8 m/a時(shí)，在Δz=152.4 m的深度內(nèi)沿地下水水流方向增加的地溫梯度和熱流為e5-150，可導(dǎo)致很大的局部熱流異常和很大的溫差；而當(dāng)?shù)叵滤?.025 4 m/a的速度(年降雨量的很小一部分)下滲，就足以將數(shù)百米厚的巖層內(nèi)的地表熱流量“沖刷”殆盡。根據(jù)荊門市十里牌地?zé)崽锲詹橘Y料[2]，荊門城區(qū)地?zé)嵫h(huán)徑流最深處的熱儲(chǔ)溫度為81.68℃，熱動(dòng)力平衡深度為2 013 m，因此認(rèn)為荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)中的地下水能夠?qū)⒎稚⒃谳^大范圍內(nèi)的地殼熱量集中到滲透性好的巖層中，從而形成有開采價(jià)值的熱儲(chǔ)。

2.1.4地下溫度的驟變

地下溫度的驟變一般發(fā)生在巖漿活動(dòng)地區(qū)，當(dāng)巖漿上涌至地殼一定深度，必然引起該深度對(duì)應(yīng)部位的溫度發(fā)生驟然變化，從而對(duì)熱流增量或地表熱流造成影響。汪集旸等[5]采用有限單元法模擬計(jì)算了巖漿侵入體及圍巖溫度變化，發(fā)現(xiàn)圍巖升溫和降溫速率與其距離侵入體的遠(yuǎn)近有關(guān)，圍巖愈靠近侵入體，升溫和降溫速率愈大；但從整體上看，侵入體在侵位0.06 Ma之后，圍巖溫度已基本達(dá)到新的平衡。Smith等[12]計(jì)算了侵入深度<10 km的侵入體的冷凝時(shí)間，發(fā)現(xiàn)侵位年齡>100 Ma的侵入體，即使其體積達(dá)到106km3，其溫度也已恢復(fù)到與圍巖相同的環(huán)境溫度，不能構(gòu)成地?zé)嵯到y(tǒng)的熱源。

荊門城區(qū)未見巖漿侵入體，但在距離城區(qū)50 km的沙洋縣四方鋪一帶見玄武巖出露，有關(guān)資料顯示其屬于燕山期巖漿巖；在距離城區(qū)20 km的鐘祥市冷水鋪一帶發(fā)育晉寧期和印支期侵入體。上述侵入體的侵位年齡均>100 Ma，因此荊門城區(qū)不存在巖漿侵入體這一特殊熱源。

2.2 水源分析

對(duì)于無特殊熱源的中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)來說，地下水深循環(huán)是形成地?zé)嵯到y(tǒng)的主要因素，因此該類地?zé)嵯到y(tǒng)除了要具備適宜的地質(zhì)構(gòu)造條件(即斷裂裂隙通道)外，還需要充足的水量。荊門市雨量充沛，多年平均降雨量為980.1～1 274.4 mm，可為地下水提供充沛的補(bǔ)給來源。荊門城區(qū)鉆孔地?zé)崴畾溲跬凰睾偷厍蚧瘜W(xué)研究表明，熱儲(chǔ)層(嘉陵江組地層)中地?zé)崴难a(bǔ)給來源為大氣降水，補(bǔ)給高程為400～500 m，可能在1954年之前由大氣降水滲入補(bǔ)給，從補(bǔ)給到形成地?zé)崴畾v經(jīng)60余年或更長的時(shí)間[13]。采用鎂鉀地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算得出，荊門城區(qū)熱儲(chǔ)溫度為81.68℃，地?zé)崴h(huán)徑流深度為2 013 m，推測補(bǔ)給區(qū)可能為荊門城區(qū)西北50～70 km處的荊山褶皺帶碳酸鹽巖山區(qū)[4]。而荊門城區(qū)東北部的樂鄉(xiāng)關(guān)斷凸發(fā)育有巖漿侵入體和中溫?zé)崛?，因此不排除荊門城區(qū)地?zé)崴邮芰藰粪l(xiāng)關(guān)斷凸處的大氣降水和附近熱水的徑流補(bǔ)給，并通過白堊系紅層以下的深層含水層水平徑流到荊門斷裂。該紅層出露寬度為12.5～15 km，最大厚度為1 192.4 m[2]，因此來自樂鄉(xiāng)關(guān)斷凸的深層承壓水的徑流距離可能>15 km，垂直循環(huán)深度可能>1 200 m。

2.3 構(gòu)造條件分析

中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)的構(gòu)造條件分析主要包括大地構(gòu)造位置和小構(gòu)造環(huán)境兩項(xiàng)內(nèi)容，前者能從宏觀上指明地?zé)嵯到y(tǒng)總的熱背景，后者能具體給出地?zé)嵯到y(tǒng)的斷裂和裂隙發(fā)育情況、地?zé)崴a(bǔ)給區(qū)和徑流排泄區(qū)位置、熱水通道細(xì)節(jié)等。區(qū)域性的荊門斷裂是荊門城區(qū)地?zé)崴纬傻闹饕獦?gòu)造條件之一，該斷裂具有活動(dòng)時(shí)間長、活動(dòng)期次多的特點(diǎn)，早期活動(dòng)可追溯到晉寧期，晚期活動(dòng)持續(xù)到挽近期。形成中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)必須有供熱水上涌的良好通道和儲(chǔ)集熱水的適宜熱儲(chǔ)層，前者主要為主干斷裂與分支斷裂的復(fù)合部位或者斷裂的交叉部位，后者主要為基巖裂隙含水層。荊門斷裂與大義山式斷裂復(fù)合形成了深闊的破碎帶，成為地下水深循環(huán)的通道，溝通了深層灰?guī)r裂隙巖溶承壓水。該深層承壓水補(bǔ)給區(qū)可能為薛坪以北的荊山褶皺帶，并受北高南低地勢制約，具有較高水頭承壓性質(zhì)，主要沿荊門斷裂帶進(jìn)行深循環(huán)，將深部熱量傳導(dǎo)到表層。

3 地?zé)嵯到y(tǒng)特征

荊門城區(qū)地?zé)崴疄檠诼裥?，蓋層為白堊系—新近系紅層，最大厚度為1 192.4 m，巖性以泥質(zhì)粉砂巖為主，透水性極弱，為相對(duì)隔水層。該紅層與荊山褶皺帶古生界—中生界碳酸鹽巖地層呈斷裂接觸，接觸角度為60°～65°；局部地段超覆于荊門斷裂之上，超覆角度為48°～58°[14]。地下水在荊門斷裂帶內(nèi)進(jìn)行深循環(huán)，以水流熱傳導(dǎo)方式將地殼深部的熱傳遞上來，并儲(chǔ)存于紅層之下的熱儲(chǔ)層中。

荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)概括起來有以下特點(diǎn)：①?zèng)]有特殊的附加熱源，即地?zé)嵯到y(tǒng)主要依靠正?；蚱叩膮^(qū)域大地?zé)崃鞴?，深部沒有與年輕酸性淺成巖漿活動(dòng)有關(guān)的巖漿房或正在冷卻的巖基；②地下水有足夠的水量和一定的循環(huán)深度，地下水能在地下徑流過程中將分散在巖體中的熱量“收集”起來，聚集形成中低溫?zé)崴?；③地?zé)嵩跀嗔哑扑閹Ц浇植?，主要靠破碎帶和裂隙?dǎo)水，在地形高差和水力壓力差作用下形成中低溫受迫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)；④地?zé)嵯到y(tǒng)的形成經(jīng)歷了60余年甚至更長時(shí)間。因此荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)屬于一個(gè)大地?zé)崃髦禐?3～66.4 mW/m2、循環(huán)深度約2 km、發(fā)育于構(gòu)造裂隙巖體中的中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)。

4 地?zé)嵯到y(tǒng)的地質(zhì)模式

地?zé)嵯到y(tǒng)的地質(zhì)模式常以示意性的卡通圖像來表示，通過形象地概化地質(zhì)構(gòu)造條件、熱源、熱水運(yùn)移方式和傳熱機(jī)制等，將地?zé)嵯到y(tǒng)全面而立體地展示出來。荊門城區(qū)西北部的碳酸鹽巖分布區(qū)是地?zé)嵯到y(tǒng)主要的地下水補(bǔ)給和儲(chǔ)存場所，荊門城區(qū)東北部的樂鄉(xiāng)關(guān)斷凸可能為地?zé)嵯到y(tǒng)補(bǔ)給了部分大氣降水和熱水。荊門斷裂是形成地?zé)崴年P(guān)鍵構(gòu)造條件，該斷裂延伸長(南北長度>170 km)、斷距大，在挽近期仍有活動(dòng)，是地?zé)崴h(huán)和上涌的主要通道。白堊系中統(tǒng)跑馬崗組紅色砂巖與泥巖透水性弱、導(dǎo)熱性能差，是荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)良好的蓋層。依據(jù)上述成因條件，可初步構(gòu)建出荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的地質(zhì)模型(圖3)。

圖3 荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的地質(zhì)模式Fig.3 Geological model of the geothermal system in Jingmen urban area1.白堊系中統(tǒng)跑馬崗組；2.二疊系—三疊系；3.頁巖；4.砂質(zhì)黏土巖；5.砂巖；6.灰?guī)r；7.斷裂破碎帶；8.深層地?zé)崴飨颉?/p>

荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的地質(zhì)模式可簡要概括為：在正常區(qū)域熱背景之下(3.0～66.4 mW/m2)，大氣降水在高程400～500 m的北部山區(qū)補(bǔ)給，通過斷裂破碎帶向深部循環(huán)，向盆地中心部位的排泄區(qū)運(yùn)移；隨著循環(huán)深度的增加，地下水在徑流過程中不斷吸取地殼巖石中的熱量而形成熱水，并在地下約2 013 m處增溫至81.68℃左右；熱儲(chǔ)中的地?zé)崴刂鴶嗔褞嫌?，?dāng)上涌至孔隙裂隙含水層時(shí)，與其中的冷水發(fā)生混合而形成中低溫地?zé)崴⒃谶m當(dāng)構(gòu)造部位出露地表或者通過鉆孔揭露溢出地表。

根據(jù)荊門城區(qū)地?zé)峥辈橘Y料，推斷該地?zé)嵯到y(tǒng)可能存在具側(cè)向滲漏層、具側(cè)向水平流和在斷裂破碎帶內(nèi)環(huán)流等3種地?zé)醿?chǔ)集模式。

第一種為具側(cè)向滲漏層的地?zé)醿?chǔ)集模式，即地?zé)崴財(cái)嗔哑扑閹嫌亢?，一部分?cè)向“滲漏”至淺部的孔隙含水層或孔隙裂隙含水層(圖4)。目前荊門城區(qū)揭露的侏羅系砂巖熱儲(chǔ)層和三疊系灰?guī)r熱儲(chǔ)層主要為此模式，地?zé)嵯到y(tǒng)可能主要從西北部荊山褶皺帶的碳酸鹽巖山區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，沿?cái)嗔哑扑閹嫌?，一部分滲漏至荊門斷裂西盤(下盤)的孔隙含水層或孔隙裂隙含水層中。由于白堊紀(jì)—古近紀(jì)期間荊門斷裂東盤(上盤)大幅沉降，接受了較厚的白堊系—古近系沉積，而西盤相對(duì)隆起，因此該類熱儲(chǔ)埋深相對(duì)較淺，勘查深度一般<800 m，但由于具“側(cè)向滲漏”特點(diǎn)，熱儲(chǔ)遠(yuǎn)離主干斷裂，地?zé)崴疁囟容^低。

圖4 具側(cè)向滲漏層的地?zé)醿?chǔ)集模式Fig.4 Geothermal reservoir model with lateral leakage layer1.白堊系中統(tǒng)跑馬崗組；2.二疊系—三疊系；3.地?zé)崴植紖^(qū)；4.斷裂破碎帶；5.地下水或地?zé)崴鲃?dòng)方向。

第二種為具側(cè)向水平流的地?zé)醿?chǔ)集模式，即地?zé)嵯到y(tǒng)底部有滲透性較好的熱儲(chǔ)層，在補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給、沿?cái)嗔哑扑閹聺B的地下水，從盆地一側(cè)經(jīng)熱儲(chǔ)層側(cè)向水平流至盆地的另一側(cè)，然后沿?cái)嗔焉嫌?圖5)。這類地?zé)崮Ｊ娇赡軓谋睎|部樂鄉(xiāng)關(guān)斷凸接受大氣降水補(bǔ)給和附近熱水的徑流補(bǔ)給，熱儲(chǔ)主要分布于荊門斷裂東盤。由于東盤沉積的紅層較厚，熱儲(chǔ)埋深相對(duì)較大，勘查深度一般>1 200 m。若進(jìn)一步勘查可證實(shí)該類地?zé)醿?chǔ)集模式的補(bǔ)給、徑流、排泄過程，則說明荊門斷裂東側(cè)存在分布面積巨大的層狀熱儲(chǔ)，地?zé)豳Y源前景十分看好。

圖5 具側(cè)向水平流的地?zé)醿?chǔ)集模式Fig.5 Geothermal reservoir model with lateral horizontal flow1.白堊系中統(tǒng)跑馬崗組；2.二疊系—三疊系；3.地?zé)崴植紖^(qū)；4.斷裂破碎帶；5.地下水或地?zé)崴鲃?dòng)方向。

第三種為在斷裂破碎帶內(nèi)環(huán)流的地?zé)醿?chǔ)集模式，即地?zé)崴谇G門斷裂破碎帶中縱向?qū)α?圖6)。荊門斷裂經(jīng)歷多期次活動(dòng)，切割深、延伸遠(yuǎn)，其破碎帶寬數(shù)米—數(shù)十米不等，所形成的構(gòu)造巖(壓碎巖、角礫巖、靡棱巖)破碎程度和膠結(jié)狀況因地而異，如田家沖以北地表可見荊門斷裂切過三疊系下統(tǒng)大冶組灰?guī)r，形成的斷裂破碎帶中發(fā)育靡棱巖、斷層泥，同時(shí)又見張性構(gòu)造角礫巖；JK1、荊29、ZK1、ZK2等鉆孔也揭露出具有破碎程度不同、滲透性不一、富水性各異的斷裂破碎帶。荊門斷裂帶一線發(fā)育不同破碎程度的斷裂破碎帶，可形成多個(gè)小型環(huán)流系統(tǒng)，并形成由西北部破碎帶補(bǔ)給大氣降水、經(jīng)斷裂破碎帶深循環(huán)的大環(huán)流。該類地?zé)醿?chǔ)集模式主要分布于斷裂帶中，屬帶狀熱儲(chǔ)。進(jìn)行地?zé)?/p>

圖6 在斷裂破碎帶內(nèi)環(huán)流的地?zé)醿?chǔ)集模式Fig.6 Geothermal reservoir model with circulation in the fracture zone1.白堊系中統(tǒng)跑馬崗組；2.二疊系—三疊系；3.地?zé)崴植紖^(qū)；4.斷裂破碎帶；5.地下水或地?zé)崴鲃?dòng)方向。

資源勘查時(shí)需要揭露超覆紅層，探尋具有有效空隙和滲透性的斷裂帶熱儲(chǔ)。

5 結(jié)論

(1) 通過分析荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的熱源、水源和構(gòu)造條件，認(rèn)為荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)屬于一個(gè)受區(qū)域大地?zé)崃鞴?、循環(huán)深度約2 km、歷經(jīng)60余年或更長時(shí)間形成、發(fā)育于構(gòu)造裂隙巖體中的中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)。

(2) 荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的本質(zhì)特征為：①?zèng)]有特殊的附加熱源，即主要靠正常的區(qū)域背景大地?zé)崃鞴幔虎谟凶銐蛩啃纬蓮难a(bǔ)給、徑流到排泄的整個(gè)環(huán)流系統(tǒng)；③具備使地下水受迫對(duì)流得以產(chǎn)生的地質(zhì)構(gòu)造條件。

(3) 荊門城區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)可能存在具側(cè)向滲漏層、具側(cè)向水平流和在斷裂破碎帶內(nèi)環(huán)流3種類型的地?zé)醿?chǔ)集模式，第一種類型主要分布于荊門斷裂西側(cè)(下盤)，勘查深度一般<800 m，越遠(yuǎn)離主干斷裂，地?zé)崴疁囟仍降?；第二種類型主要分布于荊門斷裂東側(cè)(上盤)，勘查深度一般>1 200 m，可能存在分布面積巨大的層狀熱儲(chǔ)，需進(jìn)一步加大勘查工作力度；第三種類型主要分布于荊門斷裂帶中，探尋具有有效空隙和滲透性的斷裂帶熱儲(chǔ)是地?zé)崴辈榈年P(guān)鍵。上述第一種和第三種類型已在荊門城區(qū)以往地?zé)崴辈轫?xiàng)目中得到證實(shí)，第二種類型則有待在下一步地?zé)崴辈橹羞M(jìn)行驗(yàn)證。