◎楊 英,朱維濤,陳天歡
廣西泰熱地?zé)崮茉撮_發(fā)有限公司,廣西 南寧 530023
云南省梁河縣位于云南省西部,德宏傣族景頗族自治州東北部,國(guó)土面積1136.69 km2,截至2020年11 月,梁河縣常住人口為134268 人(數(shù)據(jù)來(lái)源于《德宏年鑒》2020 年)。境內(nèi)地貌形態(tài)受北、東方向地質(zhì)構(gòu)造控制,整個(gè)地勢(shì)呈北東向西南傾斜的斜長(zhǎng)形峽谷地帶,縣境為三大山脈和大盈江、龍江兩大水系所分割,形成了兩山夾一壩的格局;屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,四季不分明,干濕季明顯,雨量充沛,氣候溫和,立體氣候明顯,并有多種多樣的地形小氣候;年平均氣溫18.4℃,最熱月平均氣溫23.1 ℃,最冷月平均氣溫11.1℃,多年極端最高氣溫35.5℃,多年極端最低氣溫﹣1.7℃,早晚溫差大,年平均氣溫在空間分布上自北向南遞增;熱量隨海拔升高而減少,遞減率平均為0.56℃/100 m,具有南熱北涼的特點(diǎn);年平均降水量為1386.75 mm,降雨量隨海拔升高而增加,垂直遞增率為44.70 mm/100 m,中山、低中山區(qū)的降雨量明顯大于河谷盆地區(qū),是地?zé)豳Y源的主要補(bǔ)給源。
梁河縣河流發(fā)育,主要有大盈江、龍川江、蘿卜壩河,均屬于伊洛瓦底江水系。境內(nèi)共有大小60 余條溪流匯入“兩江一河”。2019 年,梁河縣啟動(dòng)縣域地?zé)豳Y源勘查項(xiàng)目,基本查明了該縣地?zé)豳Y源分布、賦存條件、水化學(xué)特征、理療價(jià)值及開發(fā)利用現(xiàn)狀,評(píng)價(jià)了地?zé)豳Y源量和開發(fā)利用潛力。據(jù)勘查結(jié)果可知,區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w的最高溫度95.9℃,最低溫度28.02℃,屬于中—低溫地?zé)豳Y源,地?zé)崃黧w絕大部分以溫泉的方式出露,地?zé)崃黧w偏硅酸、偏硼酸、氟、鋰、鐵含量達(dá)到理療價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)。
梁河盆地位于騰沖—梁河弧形構(gòu)造與SN向構(gòu)造帶的復(fù)合部位,主要受大盈江斷裂控制,于燕山末期形成[1]。基底由石炭系勐洪群(Cmh)碎屑巖與燕山期(γ52-3)花崗巖構(gòu)成,漸新世末或中新世初期,地殼接受了巨厚的(N1n、N2m)河湖相沉積,僅在上新世中期有玄武巖噴發(fā)活動(dòng)。地層主要有下古生界深變質(zhì)巖系和上古生界石炭系勐洪群淺變質(zhì)巖系;新生界上第三系南林組半成巖,芒棒組花崗巖、玄武巖;第四系更新統(tǒng)、全新統(tǒng)沖湖積及燕山期、喜山期的各類巖漿巖。
中生代、新生代以來(lái)的巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用以及上新世以來(lái)的火山噴發(fā)活動(dòng),使梁河地區(qū)的上地殼始終處于地?zé)岙惓顟B(tài),形成“縣城有熱水、鄉(xiāng)村見溫泉”特有的地?zé)峋坝^。至今仍滯留于上地殼中未冷凝的巖漿囊(深7~25 km)或現(xiàn)代正存在的侵入巖漿活動(dòng),深部隱伏存在的放射性元素衰變及斷裂深部熱循環(huán)等活動(dòng),為梁河縣水熱活動(dòng)提供了源源不斷的熱源條件。現(xiàn)有勘查資料表明,在翻滾熱泉騰沖熱海熱田附近,巖漿囊距地表僅7 km,熱海熱田的水熱活動(dòng)為全省之首。由此可見,埋藏較淺的巖漿囊為地?zé)崃黧w提供了主要熱源。此外,梁河縣溫泉分布特征表明,沿大盈江斷裂兩側(cè)2.5 km 內(nèi)分布的地?zé)岫际歉邷責(zé)崛?,地表出露點(diǎn)溫度具有由北東部的騰沖至西南部盈江逐步降低的特點(diǎn)。因此,梁河縣北部的熱源埋藏淺、巖漿活動(dòng)強(qiáng)力、自流溫泉溫度高,越往南部熱源埋藏越深、巖漿活動(dòng)減弱、自流溫泉溫度較北部低。
梁河縣位于青藏滇緬印尼巨形“歹”字形構(gòu)造體系西支中段的騰沖—梁河弧形構(gòu)造帶的頂部[2],此處南北斷裂、SN—NE 向弧形斷裂及伴生的橫向斷裂十分發(fā)育。斷裂活動(dòng)的伴生現(xiàn)象溫泉、火山口廣布,各種構(gòu)造形跡顯示,構(gòu)造帶在喜山期及挽近時(shí)期有極強(qiáng)烈的活動(dòng)。區(qū)內(nèi)因?yàn)閼?yīng)力比較集中,放射狀張扭性斷裂較發(fā)育,導(dǎo)致新生代巖漿活動(dòng)頻繁,并多次噴發(fā),面積較大,以騰沖—團(tuán)山一線最為典型。區(qū)內(nèi)發(fā)育的活動(dòng)斷裂為大盈江斷裂,該斷裂由騰沖經(jīng)梁河到盈江,其自北東至南西沿大盈江斜穿梁河縣北部,長(zhǎng)約100 km,大致沿大盈江呈向東突出的弧形,弧頂在梁河一帶,屬弧形構(gòu)造帶中起控制作用的一級(jí)構(gòu)造。斷裂面傾向NW,以陡傾角為主,新構(gòu)造活動(dòng)特征明顯,斷層三角面、線性山脊、斷層槽地等斷層地貌發(fā)育[3],沖溝同步左旋位錯(cuò)明顯,洪積扇、溫泉等沿?cái)嗔殉蚀闋罘植?,斷裂?duì)梁河盆地具有明顯的控制作用。
梁河縣內(nèi)大坪子、老新寨、熱水塘等露頭剖面揭示出斷層錯(cuò)斷了晚更新世或全新世地層,并在斷層面上發(fā)育松軟的斷層泥,這表明斷裂自晚更新世以來(lái)具有明顯的活動(dòng)特征,以水平左旋為主,水平滑動(dòng)速率為1.5~2.5 mm/a[3]。大盈江斷裂派生的次級(jí)斷裂多呈擠壓和扭裂現(xiàn)象,而且斷裂交匯處往往造成滑坡泥石流;第四系火山巖分布在弧形斷裂帶內(nèi),平山鄉(xiāng)、勐養(yǎng)鎮(zhèn)火山巖分布明顯,伴隨地震、火山活動(dòng)、山地隆起,一些古滑坡往往因地震而復(fù)活。斷裂控制是梁河地區(qū)主要的成熱形態(tài),因印度洋板塊的俯沖、碰撞、擠壓、拉張導(dǎo)致梁河縣區(qū)域斷裂構(gòu)造、新構(gòu)造活動(dòng)十分發(fā)育,具有斷裂規(guī)模大、延伸遠(yuǎn)、切割深、破碎帶寬的特征。
這些發(fā)育的斷裂、活動(dòng)構(gòu)造有利于地下水的向下滲透補(bǔ)給。地下水滲透徑流溝通了深部巖漿囊、放射性元素衰變及斷裂帶深部熱循環(huán)的熱源。斷裂、活動(dòng)構(gòu)造為向下徑流滲透的冷水和向上傳導(dǎo)的熱流提供了水熱對(duì)流傳遞交換的通道及儲(chǔ)存條件,使一定深度的水熱對(duì)流傳遞并儲(chǔ)存于有利地帶,形成一定規(guī)模的熱儲(chǔ),并在地形地貌、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造的控制下沿?cái)嗔焉嫌啃纬蔁崛?/p>
梁河縣溫泉、熱泉的水熱活動(dòng)主要沿?cái)嗔逊植?,主要的控?zé)?、?dǎo)熱斷裂由3 條近似平行的大盈江斷裂、彎中—大坪子斷裂、紅場(chǎng)寺—邢家山斷裂控制。在丙塞西南側(cè)河邊可觀察到硫磺—泥炭互層現(xiàn)象,推測(cè)其可能為間隙性火山活動(dòng)遺留的火山灰沉積。
熱儲(chǔ)是地?zé)崃黧w儲(chǔ)存的地下場(chǎng)所。按梁河地區(qū)宏觀的地質(zhì)結(jié)構(gòu),下部為元古界的高黎貢山群變質(zhì)巖和燕山期的花崗巖,上部為晚第三系、第四系砂礫巖和火山巖[4]。下部元古界變質(zhì)巖和燕山期花崗巖為弱含水層,但因?yàn)閰^(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,在斷裂發(fā)育區(qū),裂隙、節(jié)理發(fā)育,巖石破碎,常常形成斷裂破碎帶或?qū)娱g破碎帶,這些斷裂破碎帶埋藏深、具有一定厚度,是區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w儲(chǔ)存的場(chǎng)所。因此,梁河地區(qū)熱儲(chǔ)多為帶狀、脈狀。熱儲(chǔ)帶形成于斷裂破碎帶范圍內(nèi),呈NW 走向。地?zé)釤醿?chǔ)可劃分為孔隙裂隙型層狀熱儲(chǔ)、裂隙型帶狀兼層狀熱儲(chǔ)、裂隙型帶狀熱儲(chǔ)三大類??紫读严缎蛯訝顭醿?chǔ)主要分布在盆地傳導(dǎo)型地?zé)釁^(qū)域的梁河盆地、芒東盆地、勐養(yǎng)盆地內(nèi),屬于中生代、新生代斷陷盆地的一部分,主要熱儲(chǔ)層為新近系及第四系卵礫石層、含礫石英砂巖類;裂隙型帶狀兼層狀熱儲(chǔ)是區(qū)內(nèi)隆起山地型地?zé)豳Y源的主要熱儲(chǔ),主要分布于NNE 向、NEE 向、SN 向、NE 向、EW 向等斷裂帶上,如丙賽溫泉、豬尿水溫泉等;裂隙型帶狀熱儲(chǔ)主要分布于巖漿巖及混合巖分布區(qū),頻繁的巖漿活動(dòng)溝通了地殼深部的熱源。
在構(gòu)造交會(huì)部位及其附近,深層構(gòu)造裂隙發(fā)育,為深層熱水循環(huán)提供了良好的通道和儲(chǔ)存場(chǎng)所,地下深處的熱水易沿?cái)嗔淹ǖ郎仙?,形成地?zé)岙惓?。該區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)為斷裂帶循環(huán)對(duì)流型,溫泉呈點(diǎn)狀及帶狀出露于斷裂交匯處或不同巖體接觸帶,是梁河縣主要的儲(chǔ)熱層,如幫別溫泉、底養(yǎng)溫泉等。
梁河地區(qū)在燕山—喜馬拉雅山期巖漿活動(dòng)時(shí),伴隨的是大范圍的新近系和第四系的河湖相沉積,這些以黏土質(zhì)為主夾砂礫石厚度達(dá)千米的山麓堆積及厚層狀侵入巖體,成巖好,厚度大,起到良好的隔熱保溫作用,構(gòu)成了良好的隔熱保溫層。中石炭統(tǒng)、下石炭統(tǒng)的羅根地組(C2l)、邦讀組(C1b)的淺變質(zhì)含礫石英雜砂巖、含礫泥質(zhì)粉砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖及粉砂質(zhì)板巖地溫測(cè)試結(jié)果顯示,僅第四系有地溫異常。由此可見,石炭統(tǒng)地層導(dǎo)熱性能較差,含細(xì)砂泥質(zhì)粉砂巖、含礫中粗粒長(zhǎng)石石英雜砂巖及厚層狀侵入巖體。構(gòu)成熱儲(chǔ)蓋層的地層巖性熱導(dǎo)率低至0.63~1.85 W/(m·K),熱擴(kuò)散率為0.23~0.67×10-3(m2/h),巖層致密,孔隙率低至6.71%~8.63%,富水性和熱導(dǎo)性差,可構(gòu)成良好的隔熱保溫蓋層。
研究小組將研究區(qū)地下熱水的Na、K、Mg 的含量投至Na-K-Mg 平衡圖上(見圖1),可以看出研究區(qū)內(nèi)的地?zé)崴畼哟蟛糠痔幵贛g離子的右下角,大部分地?zé)崴幵谒畮r相互作用的初級(jí)階段;大部分位于局部平衡或未成熟區(qū)域,水和圍巖之間的平衡將會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行,這表明這些溫泉點(diǎn)對(duì)比研究區(qū)的其他地?zé)狳c(diǎn)來(lái)說水巖相互作用的強(qiáng)度較高,或者是與“成熟度”相對(duì)更高的水發(fā)生了混合。其他區(qū)域的熱水樣全部位于Mg 離子的右下角下部區(qū)域,地?zé)崴畮r相互作用強(qiáng)度較小,未達(dá)到飽和狀態(tài),這說明地?zé)崃黧w循環(huán)途徑短,補(bǔ)給量大,地?zé)豳Y源豐富。
圖1 Na-K-Mg 平衡圖
梁河縣共有21 處自流溫泉,5 口地?zé)峋K鼈兂雎吨饕蟹植加诹汉涌h7 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中。從流域分區(qū)看,大部分溫泉分布于大盈江流域,有16 處,其中蘿卜壩流域6 處,龍川江流域4 處。從構(gòu)造分帶看,過半數(shù)的溫泉分布于大盈江斷裂帶附近,為13 處;其次為紅場(chǎng)寺—邢家山斷裂,為10 處;灣中—大坪子斷裂3 處。溫?zé)崛雎斗植?、分帶性與區(qū)內(nèi)深大斷裂、活動(dòng)性斷裂、巖漿侵入體密切相關(guān)。溫?zé)崛饕貐^(qū)域性深大斷裂、活動(dòng)性斷裂分布,區(qū)域性深大斷裂、活動(dòng)性斷裂多屬基底斷裂,它們是溝通地下深部熱源的通道和溫?zé)崛雎兜闹匾獥l件。因而在區(qū)域性深大斷裂、活動(dòng)性斷裂的交匯復(fù)合部分、斷裂轉(zhuǎn)折端、鎖固端、斷裂近側(cè)的次級(jí)構(gòu)造密集發(fā)育區(qū),常是溫?zé)崛雎兜淖罴盐恢?,區(qū)內(nèi)21 處自流溫泉和5 口地?zé)峋植加贜E 向斷裂構(gòu)造帶上。同時(shí),溫?zé)崛雎斗植寂c巖漿巖體關(guān)系密切,全縣21 處自流溫泉和5 口地?zé)峋植加趲r漿巖體中。一般在多期復(fù)式巖體、巖體與巖體接觸帶、巖體與圍巖接觸帶及巖體中發(fā)育的斷裂破碎帶或后期發(fā)育的硅化帶、各種巖脈、巖墻等地段出露。
研究小組采用熱儲(chǔ)法分別評(píng)價(jià)地?zé)豳Y源量、地?zé)豳Y源可開采量、地?zé)崃黧w可開采熱量[5]。評(píng)價(jià)范圍將溫度>25℃的溫泉或地?zé)峋鳛榈責(zé)豳Y源評(píng)價(jià)的水溫下限,一般以第四系孔隙水水溫>25℃的范圍作為地?zé)崽锘虻責(zé)岙惓^(qū)的范圍。
地下水體具有溶濾功能,地?zé)崃黧w的水化學(xué)類型與所處圍巖的巖性及其礦物成分有直接的關(guān)系。梁河縣熱水pH 值介于7.26~9.58之間,呈弱堿性,在相同礦化度的情況下,此區(qū)熱水為異常軟的水,水中的主要離子為K+、Na+和HCO3-,所有熱水只有HCO3-Na 一種類型。圍巖的巖性主要為巖漿巖,水中Na+來(lái)源于巖漿巖中長(zhǎng)石類礦物的風(fēng)化溶解,在CO2和H2O 的參與下,形成了以Na+離子和HCO3-離子為主的地下水,因?yàn)镹aHCO3的溶解度較大,當(dāng)水中陽(yáng)離子以Na+為主時(shí),水中HCO3-的含量將大大增加,最終形成了HCO3-Na型水。
區(qū)內(nèi)熱水含量豐富的具有理療價(jià)值的元素為氟、偏硼酸、偏硅酸、鐵、鋰等元素,其中具有理療價(jià)值的富含氟的熱水24 處,含量>1 mg/L,其中達(dá)到命名氟水的熱水20 處;富含偏硼酸濃度的熱水8 處,含量>1.2mg/L,但未達(dá)到硼水命名的標(biāo)準(zhǔn)值;富含偏硅酸濃度的熱水23 處,含量>25 mg/L,達(dá)到命名硅水的熱水3 處。此外,位于縣城北部的芒隴溫泉Fe3+含量為13.75 mg/L,達(dá)到鐵水命名標(biāo)準(zhǔn);熱水塘溫泉的Li+含量為1.594 mg/L,具有Li+理療價(jià)值,但未達(dá)到命名礦水的5 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。
表1 梁河縣地?zé)豳Y源理療礦水一覽表 單位:(mg/L)
梁河縣內(nèi)溫泉分布廣泛,溫泉療養(yǎng)可以排除體內(nèi)多余的水分、脂肪,通過毛孔吸收溫泉里的礦物質(zhì)元素,有益于皮膚的健康,同時(shí)身體內(nèi)的毒素也可以通過毛孔隨著汗液排出體外,有助于提高人體免疫力。鐵、鋰、氟是人體不可或缺的微量元素,適量浸泡氟水有利于牙齒和骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育,若攝入量不足會(huì)導(dǎo)致齲齒和骨質(zhì)疏松,攝入過量會(huì)造成氟斑牙和氟骨癥[6];偏硅酸有軟化血管、增強(qiáng)管壁彈性的功能,對(duì)心臟病、高血壓、動(dòng)脈硬化等疾病有理療作用[5],浴用時(shí)對(duì)皮膚和粘膜有潔凈消退作用,飲用時(shí)能緩解動(dòng)脈硬化,維持動(dòng)脈彈性,保護(hù)動(dòng)脈內(nèi)膜不受脂質(zhì)侵入,常年飲用可健胃強(qiáng)身,延年益壽,許多村莊以長(zhǎng)壽村聞名,與其飲用的偏硅酸型水有一定關(guān)系;硼是人體必需的微量元素,地?zé)崃黧w中的偏硼酸可以預(yù)防骨質(zhì)疏松,具有抗炎癥、抗腫瘤、降血脂等作用,可促進(jìn)免疫器官發(fā)育,增強(qiáng)體能[7]。
(1)梁河縣地?zé)豳Y源豐富,以梁河盆地現(xiàn)有的海拔高度,熱泉仍未達(dá)到沸點(diǎn)沸騰翻滾狀態(tài),當(dāng)?shù)厮^的滾鍋現(xiàn)象為碳酸泉中大量氣體隨著高溫流體溢出而形成的地?zé)崞嫣鼐坝^。
(2)經(jīng)計(jì)算,梁河縣地?zé)豳Y源總量為9.32×1015kJ,折合標(biāo)準(zhǔn)煤為3.18×108t;地?zé)崃黧w可開采量為1.22×107m3,可開采熱量為1.07×1012kJ,折合標(biāo)準(zhǔn)煤為3.65×104t。
(3)區(qū)內(nèi)溫泉理療元素豐富多樣,許多溫泉富含氟、偏硼酸、偏硅酸、鐵、鋰等理療元素的1~4 種,理療價(jià)值潛力巨大,值得向廣大群眾科普宣傳,引導(dǎo)獨(dú)具特色的理療溫泉開發(fā)利用。
(1)梁河縣地處西南邊陲,工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度較低,建議對(duì)縣域地?zé)豳Y源進(jìn)行統(tǒng)一管理,突出特色,結(jié)合其良好的生態(tài)植被保護(hù)現(xiàn)狀,以地?zé)峥叼B(yǎng)等旅游項(xiàng)目為依托開發(fā)利用,在城區(qū)輻射區(qū)以新區(qū)規(guī)劃溫泉地產(chǎn)相結(jié)合的方式開發(fā),達(dá)到合理配置地?zé)豳Y源,實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的可持續(xù)開發(fā)利用轉(zhuǎn)變。
(2)梁河縣地處盈江活動(dòng)大斷裂帶上,研究小組在項(xiàng)目工作期間,盈江連續(xù)發(fā)生3.0~4.0 級(jí)地震,地震頻發(fā),建議開展熱能富集和地震相關(guān)關(guān)系研究工作,推動(dòng)地?zé)岚l(fā)電等工作,主動(dòng)釋放熱能,防止能量蓄積,降低地震發(fā)生頻率。
(3)梁河縣地?zé)豳Y源豐富,但是現(xiàn)有溫泉資源開發(fā)利用模式較為粗放,地?zé)崃黧w利用率不高,需要引導(dǎo)地?zé)豳Y源開發(fā)利用方向由旅游泡浴為主向地?zé)岚l(fā)電等能源開發(fā)利用方向轉(zhuǎn)變。