劉邦顯，曾 敏，徐海峰

(重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局南江水文地質(zhì)隊工程地質(zhì)隊，重慶 401121)

研究區(qū)郁山鎮(zhèn)位于重慶東部、彭水苗族土家族自治縣東北部，距離距彭水苗族土家族自治縣政府駐地39 km，《黔之驢》的故事發(fā)生地，屬于武陵山分支的中低山帶，地勢延綿起伏，生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、風(fēng)景秀麗，有“飛水井”、“古鹽井”、“賀龍亭”等景點，旅游資源豐富。郁山鎮(zhèn)政府已提出了“打造旅游業(yè)，重振古鎮(zhèn)風(fēng)”的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，擬將郁山鎮(zhèn)建設(shè)打造為“鹽丹文化古鎮(zhèn)”，挖掘保護郁山鹽丹文化及紅三軍早期革命活動歷史遺跡游，現(xiàn)已開始建設(shè)改造。研究區(qū)位于郁山背斜北西翼，郁山斷裂帶從工作區(qū)內(nèi)通過，地層出露齊全，熱儲構(gòu)造完整，熱顯示較明顯，具備勘探開發(fā)理療熱礦水資源的條件。目前郁山鎮(zhèn)未開發(fā)地?zé)崴Y源，周邊地區(qū)開發(fā)地?zé)豳Y源也很少，若在地?zé)釛l件較好的地段成功勘探出理療熱礦水，將進一步帶動郁山鎮(zhèn)旅游業(yè)的發(fā)展，促進郁山古鎮(zhèn)的建設(shè)。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)地處揚子準(zhǔn)地臺—上揚子臺坳—渝東南陷褶束—七曜山凹褶束，為一系列北北東向褶皺群，呈有規(guī)律的帶狀分布，其褶皺為隔槽式褶皺；具體位于郁山背斜北西翼(圖1)。該區(qū)斷層發(fā)育，多發(fā)生在背斜軸部。

郁山背斜：位于彭水縣城以東，軸線呈N25°E，北起于黔江區(qū)與湖北省交界的杉嶺鄉(xiāng)一帶，南延伸至貴州省境內(nèi)，延伸長度大于100 km。軸部地層為寒武系中統(tǒng)高臺組(∈2g、在保家鎮(zhèn)一帶出露)，區(qū)內(nèi)背斜軸部地層主要為奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組第一段(O1n1)，僅在在河溝深切處出露了寒武系上統(tǒng)毛田組(∈3m)。兩翼地層為奧陶系～三疊系地層，軸部呈開闊的箱裝向斜。兩翼不對稱，東翼直立甚至倒轉(zhuǎn)，西翼巖層傾角20°～40°，軸面近直立，北西翼受郁山斷裂帶破壞，出露了寒武系上統(tǒng)毛田組地層。

圖1 構(gòu)造綱要圖

1.2 地層巖性

工作區(qū)內(nèi)出露地層均為沉積巖類，分別有：第四系、志留系中下統(tǒng)、奧陶系、寒武系上統(tǒng)地層，巖性以碳酸鹽巖為主。

1.3 地貌特征

工作區(qū)屬于渝東南部巖溶山區(qū)，海拔高程在500～1 300 m之間，相對切割深度一般在100～700 m，普遍為中山或低中山地形，山脈延伸方向多與構(gòu)造線一致，呈北北東-南南西向。巖溶個體形態(tài)主要為落水洞、漏斗、暗河等。洼地內(nèi)溶洞、落水洞較為發(fā)育，巖溶地下水埋藏較深?？傮w上地形北西低，東南部相對高，最高點位于工作區(qū)中部尖峰嶺，標(biāo)高872.5 m，區(qū)域最低侵蝕排泄基準(zhǔn)面為郁江，在郁山鎮(zhèn)場鎮(zhèn)一帶，標(biāo)高約250 m。

1.4 水文地質(zhì)特征

根據(jù)地下水在巖石中的賦水條件、水理性質(zhì)及水力特征，將工作區(qū)內(nèi)地下水劃分為碳酸鹽巖類裂隙溶洞水與基巖裂隙水兩種基本類型。

1.4.1 碳酸鹽巖類裂隙溶洞水

碳酸鹽巖裂隙溶洞水：此類含水巖層主要為寒武系上統(tǒng)毛田組(∈3m)、奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組(O1n)、紅花園組(O1h)。巖性以灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r為主。地下水出露以巖溶泉及管道狀暗河為主，流量差異較大。巖溶泉水流量一般小于1 L/s，個別流量在1～10 L/s，地下水水化學(xué)類型均為重碳酸鈣·鎂型(HCO3-Ca·Mg)。

碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙溶洞水：主要含水地層為奧陶系下統(tǒng)大灣組(O1d)、中上統(tǒng)(O2+3)。巖性為一套頁巖、泥巖、灰?guī)r夾龜裂紋灰?guī)r(即“寶塔”灰?guī)r)、瘤狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。構(gòu)造上位于背斜翼部，地貌多為壟崗谷地及壟脊低山谷地。暗河、溶洞較少，巖溶發(fā)育差。中上奧陶統(tǒng)(O2+3)富水性相對較好，泉水流量較大。以巖溶裂隙水為主，泉水多出露于碳酸鹽巖中，流量一般小于1 L/s，個別水量在1～10 L/s。水化學(xué)類型為重碳酸·鈣型(HCO3-Ca)。

1.4.2 基巖裂隙水

在工作區(qū)內(nèi)，基巖裂隙水主要為淺部風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水。出露地層主要為志留系中統(tǒng)韓家店組(S2h)、下統(tǒng)小河壩組(S1xh)、新灘組(S1x)，巖性為頁巖、粉砂質(zhì)頁巖、粉砂巖等。泉水流量一般為0.1～1.0 L/s，枯季徑流模數(shù)小于0.1 L/s·km2。水化學(xué)類型以重碳酸鈣型為主，礦化度多在0.2 g/L左右，pH值多為7左右。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

2.1 地?zé)崴某梢?/h3>

區(qū)內(nèi)地?zé)崴男纬芍饕詽B入溶濾水為主，兼有“古封存水”與之混合而成。由郁山背斜軸部、翼部及斷裂帶作用出露奧陶系下統(tǒng)、寒武系中上統(tǒng)碳酸鹽巖形成巖溶谷地、洼地，匯聚大氣降水補給，向地層深處(由淺向深)滲透(橫向徑流為主)，隨地?zé)嵩鰷丶盎瘜W(xué)熱、機械熱、放射熱等因素影響使地下水水溫增高。深部地?zé)崴槍?作縱向)徑流，然后在地表減壓最大的地段，即江、河深切儲熱層，地?zé)崴貛r溶裂隙或構(gòu)造裂隙導(dǎo)水，上升排泄地表形成形成天然溫泉，如中井河、后灶河出露的鹽溫泉、彭水縣壩溫泉等。

2.1.1 熱源

據(jù)四川盆地基底構(gòu)造資料，重慶地區(qū)基底為弱—無磁性元古界變質(zhì)巖系，基底古老，沉積蓋層厚，晚近期無巖漿活動。地?zé)嶂饕傻責(zé)嵩鰷睾偷叵滤c圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(分溶解作用)所致，即熱儲的溫度受埋藏深度和圍巖礦物成份控制。另外，強烈的構(gòu)造運動所產(chǎn)生的機械熱、放射性物質(zhì)蛻變產(chǎn)生的放射熱也是重要因素。

2.1.2 熱傳遞通道

工作區(qū)所在郁山背斜軸部及翼部出露大面積的碳酸鹽巖，巖溶及斷層裂隙均較發(fā)育，因此使地下深處的熱源增溫層與淺部地層中的巖溶管道緊密聯(lián)系起來，相互溝通，形成熱傳遞通道。深部熱能通過巖溶管道及斷裂破碎帶傳導(dǎo)、對流等方式沿斷裂上升，形成較周圍地區(qū)高的地溫異常帶。熱儲層中巖溶管道的發(fā)育又是地?zé)崽餆醾鬟f通道不可缺少的重要條件，而郁山背斜西翼沿構(gòu)造走向發(fā)育郁山斷裂帶為地?zé)崽锾峁┝藷醾鬟f通道，為本區(qū)內(nèi)主要的熱傳遞通道。

2.2 熱儲構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)有郁山斷裂帶通過，該斷裂帶延伸長、規(guī)模大、由多組斷層裂隙組成，斷層裂隙十分發(fā)育，斷層帶附近有天然溫泉及鹽溫泉(鹽井)出露，為區(qū)域主要的地?zé)崴a給、徑流、排泄通道。因此，郁山斷裂帶是本區(qū)域主要熱儲構(gòu)造。同時，郁山背斜軸部出露奧陶系下統(tǒng)、寒武系中上統(tǒng)碳酸鹽巖地層，屬于區(qū)域?qū)訝顭醿?gòu)造之一，本工作區(qū)層狀熱儲構(gòu)造分別由熱儲層、熱儲蓋層和熱儲下部隔水層構(gòu)成。

2.2.1 熱儲層

主要為奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組下段(O1n1)、寒武系上統(tǒng)毛田組(∈3m)、耿家店組(∈3g)和中統(tǒng)平井組(∈2p)、石冷水組(∈2s)、高臺組(∈2g)、下統(tǒng)石龍洞組(∈1sl)地層，總厚度約1 835 m。

2.2.2 熱儲蓋層

志留系、奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組上段(O1n2)以上地層構(gòu)成熱儲蓋層，厚度大于1 000 m。

2.2.3 下部隔水層

為寒武系下統(tǒng)天河板組(∈1t)及其以下地層。以上巖層共同組成了一個完整的熱儲構(gòu)造。

2.3 地?zé)崴难a徑排條件

2.3.1 補給條件

區(qū)內(nèi)地?zé)崴饕纱髿饨邓a給，經(jīng)深部循環(huán)地?zé)嵩鰷囟?。郁山背斜軸部、翼部或因斷裂帶作用出露的奧陶系下統(tǒng)、寒武系中上統(tǒng)碳酸鹽巖熱儲層在出露區(qū)接受大氣降水補給，通過巖溶管道及斷層裂隙系統(tǒng)向下滲透形成淺層巖溶水，淺層巖溶水在地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域動水壓力等因素的綜合作用下，繼續(xù)向下滲透，形成深層地下水。深層地下水主要受地溫梯度影響，水溫逐漸增高，形成了地?zé)崴?；并在徑流途中與圍巖產(chǎn)生的溶濾作用，使其成為具有特殊化學(xué)成份的熱礦水。

區(qū)內(nèi)延伸的郁山斷裂帶，斷層裂隙十分發(fā)育，斷裂帶規(guī)模大、延伸長，構(gòu)造裂隙發(fā)肓，透水性較好，有利于地下水的補給。沿斷裂帶巖石破碎，巖溶發(fā)肓較強烈，斷裂帶所經(jīng)過的地方，多形成巖溶谷地，呈“U”字型或“V”字型，溝底較為開闊且與兩邊山地高差較大，此種地形十分有利于地表水的匯集補給。同時，由于郁山斷裂帶在本區(qū)域十分發(fā)育，致使層狀熱儲層被斷裂作用多次錯動、拉裂或擠壓，使層狀熱儲層接受補給地下水通過斷裂裂隙匯集到斷層裂隙帶向斷裂帶滲透補給。郁山斷裂破碎帶補給是工作區(qū)深部地下水主要補給來源(圖2)。

圖2 郁山背斜地下水補徑排關(guān)系剖面意圖

2.3.2 徑流條件

熱儲出露區(qū)接受大氣降水的補給形成淺層地下水后，其中一部分地下水在構(gòu)造、區(qū)域動水壓力作用下，沿郁山斷裂帶的斷層裂隙通道、巖溶通道向地層深部下滲而補給了“地?zé)崽铩薄Ｓ羯奖承痹跒踅阅系叵滤畱?yīng)由南西向向徑流，烏江以北的南段地下水應(yīng)由北東向南西向徑流。

2.3.3 排泄條件

地?zé)崴赜羯奖承眱梢頍醿Γ筛呶幌虻臀豢v向運動過程中，由斷層裂隙帶或在河流橫切的“減壓天窗”地段排泄出地表形成溫泉。區(qū)內(nèi)中井河橫向深切割熱儲構(gòu)造，出露老郁井、新井、飛水井等鹽溫泉；后灶河切橫向深切割出露雞鳴井、新正井等鹽溫泉，郁山斷裂帶為本區(qū)域主要的排泄通道。

2.4 地?zé)岙惓Ｌ卣?/h3>

研究區(qū)及其周邊區(qū)域熱顯示明顯，區(qū)內(nèi)有鹽溫泉及鹽井，研究區(qū)西南部有彭水縣壩溫泉(圖3)、萬足鄉(xiāng)烏江電站硐中溫泉(圖4)。

圖3 郁山背斜區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)及熱顯示分布圖

圖4 郁山鎮(zhèn)鹽溫泉及鹽井分布圖

2.4.1 鹽溫泉及鹽井

本次調(diào)查時發(fā)現(xiàn)位于中井河中老郁井、新井、飛水井仍在自流；后灶河的雞鳴井、新正井(牽馬巖)等已被河水淹沒，但仍可見有鹽水逸出的痕跡。

表1 主要鹽泉特征表

2.4.2 彭水縣壩天然溫泉

在研究區(qū)西南部約35 km、彭水縣城郁江大橋上游400 m左右、郁江南岸有一處天然溫泉，構(gòu)造上屬于鍋廠壩背斜。天然溫泉出露于下奧陶統(tǒng)紅花園組(O1h)地層底部，溫泉出露點在郁江水面以下(水下溫泉，以泉群形式出露)，當(dāng)?shù)厝罕娪没炷翆⑵鋰龀烧叫尉_，供周圍群眾沐浴所用。據(jù)相關(guān)資料顯示，該溫泉自流量可達435.40 m3/d，水溫55℃～60℃，水化學(xué)類型為Cl-Na，可溶性總固體7.59 g/L，有咸味及臭雞蛋味。本次調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)原有的溫泉井臺已被郁江河水淹沒，無法測量水溫及采集水樣(圖5)。

圖5 彭水縣壩溫泉淹沒前后狀況

2.4.3 烏江電站硐中溫泉

該溫泉位于彭水縣萬足鎮(zhèn)，距郁山鎮(zhèn)直線距離約40 km，在修建彭水烏江電站開挖地下工程時被發(fā)現(xiàn)；構(gòu)造上位于郁山背斜南東翼，寒武系上統(tǒng)灰?guī)r地層。本次現(xiàn)場調(diào)查，測得該溫泉水溫42℃、水量約800 m3/d，以Na+、Cl-為主，屬硫酸·重碳酸-鈣·鎂型水。

2.5 地?zé)崴|(zhì)特征

地?zé)崴乃瘜W(xué)組份受圍巖礦物及化學(xué)成份控制，含水巖組成份復(fù)雜、元素眾多，為地?zé)崴幕瘜W(xué)成份提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。地?zé)崴L期運移、儲存在其中，與圍巖通過溶解作用進行分解，其離子組份進入地?zé)崴?，造成了地?zé)崴S富的化學(xué)組份。根據(jù)本次調(diào)查對中井河中仍在溢出的老郁井、新井、飛水井3處鹽溫泉采集礦泉水全分析水樣檢測報告，其水質(zhì)全分析結(jié)果如下：

2.5.1 物理性質(zhì)

色度小于5.0度，渾濁度<0.5～0.74 NTU，有臭雞蛋味，無肉眼可見物，微咸～咸味，pH值7.22～7.76，可溶性總固體4.305～23.867g/L，總硬度570.51～2 225.15mg/L，水溫31.5℃，屬中偏堿性高礦化極硬水。

2.5.2 化學(xué)成份

地?zé)崴谢净瘜W(xué)成份以Na+、Cl-為主，Na+含量為1 398.91～8 159.74 mg/L，占陽離子總量的83.17%～89.26%；Cl-含量為2 183.88～1 2616.60 mg/L，占陰離子總量的85.27%～90.75%；水化學(xué)類型Cl-Na型，具輕微H2S氣味。

2.5.3 微量元素

地?zé)崴泻現(xiàn)-(0.44～2.85 mg/L)、Sr2+(3.513～19.853 mg/L)、偏硅酸(13.07～28.22 mg/L)、偏硼酸(0.22～1.32 mg/L)等微量組份，其中老郁井以F-、Sr2+含量較高，已達到礦水命名濃度標(biāo)準(zhǔn)，偏硅酸、偏硼酸達到醫(yī)療價值濃度或礦水濃度標(biāo)準(zhǔn)。新井及飛水井冷水混合較嚴重，含量較低，未達到理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5.4 氣體成份

水中的主要氣體成份有游離CO2(1.86～11.00 mg/L)，H2S等。地?zé)崴泻瑯O弱的放射性，如氡、鐳等。

3 結(jié)語

(1)研究區(qū)位于彭水縣郁山鎮(zhèn)，構(gòu)造上屬于郁山背斜西翼。郁山背斜延伸較大，熱儲構(gòu)造地層出露齊全，構(gòu)造規(guī)模較大。有彭水縣壩溫泉、萬足烏江電站硐中溫泉出露；有鹽溫泉及鹽井分布，熱顯示較明顯，具備勘探地?zé)崴牡責(zé)岬刭|(zhì)條件，成功的可能性較大。

(2)區(qū)內(nèi)郁山斷裂帶及裂隙發(fā)育，縱向延伸長度大，有利于深部地下水接受大氣降雨的補給、向深部滲透及縱向徑流、排泄。熱儲層為寒武系中上統(tǒng)地層及郁山斷裂帶。

(3)經(jīng)綜合分析論證，彭水縣郁山鎮(zhèn)地?zé)岬刭|(zhì)條件較為優(yōu)越，通過鉆井揭露，在合適的深度，如1 500～2 000 m可獲取較理想的地?zé)崴?。預(yù)計可獲得地?zé)崴Y源量應(yīng)大于800 m3/d，水溫40℃以上，水化學(xué)類型屬氯化鈉型(Cl-Na)；自流的可能性較大，具有較好的開發(fā)利用前景。

(4)在彭水縣郁山鎮(zhèn)勘探地?zé)崴哂械責(zé)岬刭|(zhì)條件，勘探成功的可能性較大。但由于工作區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，郁山背斜至今無成功地?zé)峋山梃b；寒武系熱儲層成井極少，研究程度低；斷層在深部發(fā)育情況未掌握，可變因素較多。在該地區(qū)勘探地?zé)崴哂休^強的探索性，仍存在一定的地質(zhì)風(fēng)險。