姚哈達，趙振遠，杜江

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司， 貴州貴陽 550002）

貴安新區(qū)是國務(wù)院于2014年同意設(shè)立的國家級新區(qū)，地處貴州省貴陽市和安順市結(jié)合部。貴安新區(qū)位于黔中經(jīng)濟區(qū)核心地帶，區(qū)位優(yōu)勢突出，隨著近年來貴州省委、省政府部署的貴陽貴安融合發(fā)展，實施“強省會”戰(zhàn)略，加快推進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，使得貴安新區(qū)具備極大的發(fā)展?jié)摿?。為大力推進貴安新區(qū)經(jīng)濟建設(shè)，探索溫泉養(yǎng)生產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在貴安新區(qū)平壩縣高峰鎮(zhèn)貨郎一帶開展了地熱資源勘探工作，本文根據(jù)實施的地熱井對區(qū)域地熱資源特征及成因模式分析，旨在為當?shù)乜碧郊伴_發(fā)區(qū)內(nèi)地熱資源提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景

研究區(qū)大地構(gòu)造五級構(gòu)造單元為織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)和都勻南北向隔槽式褶皺變形區(qū)之接觸部位。主要為緊閉向斜和寬緩背斜組合形成的隔槽式褶皺，此外，還發(fā)育有構(gòu)造盆地及穹窿構(gòu)造，區(qū)域構(gòu)造變形強烈［1］。構(gòu)造形跡主要為北東向和南北向。

研究區(qū)以沉積巖分布為主。地層出露較齊全，除志留系外，寒武系至第四系地層均有不同程度出露，第四系沉積多見于零星山間盆地和河谷沿岸。

區(qū)域內(nèi)主要褶皺構(gòu)造有羊昌河向斜、紅楓湖背斜和川心堡向斜，主要的斷裂有平壩斷層、夏云斷層、排山斷層、高吹斷層、高峰斷層、活龍場斷層及馬場斷層（圖1）。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造綱要圖

研究區(qū)位于川心堡向斜之次級構(gòu)造新花排向斜南段之兩翼，簡述如下：

川心堡向斜：向斜主軸由南向北經(jīng)過凱佐堡、川心堡、中八，全長約30km左右，軸向各段表現(xiàn)不一。凱佐堡—川心堡呈近北東向，約20°，軸跡呈近于直線狀展布，川心堡—中八軸向偏轉(zhuǎn)為340°～350°至中八農(nóng)場偏轉(zhuǎn)為正北。地表出露的邊陽組為向斜核部最新地層，兩翼安順組，兩翼巖層傾角一般為15°～35°，較為平緩。沿向斜軸兩側(cè)發(fā)育系列同向次級褶皺，復(fù)式向斜形態(tài)清晰。從核部地層的分布情況和兩翼巖層傾角陡緩的變化性來看其樞紐呈微波狀起伏，軸面向東傾。

新花排向斜軸向呈南北向，核部最新地層為邊陽組，兩翼為新苑組、羅樓組、河山組等，兩翼巖層傾角一般為30°～45°。

2 地熱井（CK1）概況

貴安新區(qū)貨郎地熱井(CK1)鉆進深度2645m，鉆井井口水溫51.1℃，最大涌水量1410m3/d，該地熱井開孔于三疊系中統(tǒng)邊陽組（T2b）地層，終孔于石炭系上統(tǒng)馬平組（C3mp）地層（表1）。根據(jù)地熱井測井地球物理勘探結(jié)果，井溫隨地層深度增加呈線性增長，本地區(qū)恒溫帶一般為50m，恒溫帶溫度為10℃，從而推算該地熱井地熱增溫率約為2.248℃/100m，其余測井成果見表2、表3。

表1 CK1號鉆孔揭露的地層結(jié)構(gòu)表

表2 貴安新區(qū)貨郎地熱井（CK1）測井成果一覽表

表3 貴安新區(qū)貨郎地熱井（CK1）測井解譯綜合成果表

3 地球物理特征

研究區(qū)主要發(fā)育三條斷裂，編號為F1、F2、F3（馬場斷層）（圖2），為了給鉆探工作提供科學依據(jù)，在鉆孔工作開展前對區(qū)內(nèi)進行了地球物理勘探工作，主要采用廣域電磁法測量進行勘探，其解譯成果解釋圖（圖3）推斷斷層2條，詳述如下：

圖2 研究區(qū)物探工作布置圖

圖3 研究區(qū)1號勘探線解釋圖

F1：位于研究區(qū)西側(cè)并靠近礦區(qū)西部邊界，地表未見出露，根據(jù)物探資料進行推測，該斷層傾向東，傾角80°左右，該斷層為一正斷層，該斷層向深部延伸1600m左右，切穿延伸至泥盆系高坡場組地層。

F2：位于礦區(qū)東部，斷層走向10°～20°，平行于F3（馬場斷層），地表調(diào)查中斷層出露不明顯，區(qū)域上延伸約10km。根據(jù)物探資料顯示，該斷層傾向北西，傾角70°左右，為一逆斷層，斷距約50m左右，從地表向下延伸約3000m左右，切穿延伸至泥盆系高坡場組地層。

F3（馬場斷層）：分布在川心堡向斜西翼，距礦區(qū)東部邊界約500m。該斷層區(qū)域上延伸約28km，斷層走向10°～20°，向北延伸交于北東向大中山斷層上，斷層傾向東，傾角為65°～70°，斷距約100m左右。區(qū)內(nèi)西盤出露地層為花溪組，傾角為25°。東盤出露地層為安順組和大冶組，傾角為15°～20°。斷層破碎帶寬約30m～50m，斷層旁側(cè)的薄層碳酸鹽巖中牽引褶曲發(fā)育，北端發(fā)育次級斷層。根據(jù)兩盤地層的展布特征和斷層傾向的關(guān)系以及破碎帶特征，該斷層為一逆斷層。

4 貨郎溫泉的成因分析

4.1 研究區(qū)的地熱成因條件

“儲、蓋、通、源”是地熱資源形成的四個要素條件。結(jié)合鉆探資料及勘查成果對研究區(qū)以上四個要素條件分析如下：

（1）熱儲層、蓋層條件

區(qū)域在經(jīng)濟可開采深度范圍內(nèi)存在兩個熱儲儲集單元，即第五儲集單元和第四儲集單元，其中第五儲集單元的熱儲層為二疊系中統(tǒng)棲霞組、茅口組，巖性為灰?guī)r，蓋層為二疊系上統(tǒng)大隆組至合山組，巖性為粘土巖、粉砂巖；第四儲集單元熱儲層為石炭系上統(tǒng)馬平組，巖性為灰?guī)r，蓋層為二疊系中統(tǒng)梁山組，巖性為泥質(zhì)砂巖。

（2）熱通道條件

受區(qū)域內(nèi)多條斷層影響，該區(qū)的巖層受地質(zhì)營力作用擠壓破碎，巖體的節(jié)理裂隙發(fā)育良好，提供了地熱水賦存的有利空間，同時多條斷層特別是F2斷層溝通深部熱源，為地熱水的運移提供了良好的通道［2］。

（3）熱源條件

通過現(xiàn)有的大量研究資料可以證實，與第四紀巖漿侵入活動有關(guān)的地下熱水水化學類型較復(fù)雜，大致可分為Cl-Na、Cl·SO4-Na和HCO3·Cl-Na三種類型，其礦化度較高，一般大于1g/l，且鈉離子和氯離子含量較高，而區(qū)內(nèi)貨郎地熱水化學類型為HCO3-Ca型，其較低的Na+和Cl-含量和較低的礦化度，表明區(qū)內(nèi)地熱水與第四紀巖漿侵入活動所形成的地熱水差別較大，說明研究區(qū)地熱水的主要熱源與巖漿侵入活動無關(guān)［3］。另外，研究區(qū)地質(zhì)調(diào)查和鉆孔揭露均未發(fā)現(xiàn)花崗巖侵入，表明區(qū)內(nèi)即沒有放射熱源的物質(zhì)基礎(chǔ)，也不具備放射性熱源。

因此，區(qū)內(nèi)熱量主要來自于地幔熱傳導(dǎo)，通過F2斷層溝通深部熱源，大氣降水在區(qū)域上沿斷裂帶、大型節(jié)理和碳酸鹽巖的溶蝕裂隙通道向地下深部運移，通過地熱增溫，從圍巖獲得熱量，成為地熱流體，儲存于滲透性較好的熱儲層中。

研究區(qū)分布在川心堡向斜之次級構(gòu)造新花排向斜南段的兩翼，區(qū)內(nèi)地表出露三疊系中、下統(tǒng)的碳酸鹽巖地層，因向斜軸部應(yīng)力集中，有利于大氣降水沿發(fā)育的構(gòu)造裂隙和斷裂下滲補給并賦存，區(qū)內(nèi)水源充足。

4.2 研究區(qū)地熱成因模式分析

該區(qū)地熱水的補給主要來自大氣降水。區(qū)內(nèi)地熱水形成的熱源主要來自地殼深部的大地熱流傳導(dǎo)，沒有附加熱源，水源則主要來自大氣降水向地下的入滲補給。斷裂構(gòu)造的發(fā)育，則為大氣降水向地下深部的入滲補給提供了良好的通道條件。大氣降水沿構(gòu)造不斷入滲，在深部被增溫后因體積膨脹而密度變小，產(chǎn)生浮力并向上運動，上部的低溫水因密度較大向下運動，由此構(gòu)成地下熱水的循環(huán)。熱礦水受向斜構(gòu)造及斷裂帶控制，在空隙率較大、導(dǎo)熱性較好、埋藏深度較大的含水層中賦存（圖4）。

圖4 貨郎溫泉成因模式分析圖

4.3 地熱資源勘查類型

通過對研究區(qū)儲熱構(gòu)造、導(dǎo)熱構(gòu)造的綜合分析，區(qū)內(nèi)新花排向斜具有良好的儲熱蓄水性能，使向斜深部二疊系中統(tǒng)棲霞組茅口組和石炭系上統(tǒng)馬平組的含水地層成為了良好的熱儲層，其上部還分布較厚的蓋層，防止了熱儲層熱量的擴散外溢，形成較好的熱儲結(jié)構(gòu)，而F2斷層為區(qū)域內(nèi)主要的導(dǎo)熱和導(dǎo)水構(gòu)造，該斷裂溝通了深部熱源并形成地熱水上移的重要通道，形成中低溫地熱系統(tǒng)［4］。研究區(qū)地熱勘查類型屬中低溫混合型熱儲類型(Ⅱ-3型)，兼具層狀熱儲和帶狀熱儲的特征，彼此存在成生關(guān)系。

5 結(jié)論

（1）貴安新區(qū)貨郎一帶地熱系統(tǒng)為傳導(dǎo)型的中低溫混合型地熱系統(tǒng)，地熱水補給來源為大氣降雨。

（2）貴安新區(qū)貨郎地熱資源熱源來自于常見的大地熱流傳導(dǎo)，與巖漿侵入活動無關(guān)，不具備附加熱源。

（3）貴安新區(qū)貨郎地熱井的成因模式為地面的大氣降水沿斷裂不斷入滲，與來自深部熱流融合并吸收圍巖增溫，被增溫后地熱水因體積膨脹而密度變小，從而產(chǎn)生浮力向上運移，同時上部的低溫水因密度大而向下運動，由此構(gòu)成地下熱水的循環(huán)。

（4）從實施的貨郎地熱井成果可知，區(qū)內(nèi)具備較好的地熱地質(zhì)條件，熱儲豐富，勘查成果將為該區(qū)域的地熱資源開發(fā)利用和地熱資源科學管理規(guī)劃和保護提供依據(jù)。