張 禹,趙 康,張維江,田 碧,崔培龍,康 昱,張 戰(zhàn),蔣 臣

(湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊(duì),湖北 襄陽(yáng) 441002)

地?zé)豳Y源作為一種綠色低碳、利用高效、安全優(yōu)質(zhì)的可再生能源,因其具有分布范圍廣、資源量巨大、開(kāi)發(fā)利用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn),一直以來(lái)受到全世界的廣泛關(guān)注[1-4]。目前地?zé)豳Y源已廣泛應(yīng)用于地?zé)岚l(fā)電、供暖、養(yǎng)殖、洗浴等方面[1-6],因地制宜地開(kāi)發(fā)利用地?zé)崮?可以為調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)展提供新方法、新思路[5-6],因此,開(kāi)展區(qū)域性地?zé)豳Y源成因模式的研究具有重要的理論和實(shí)際意義。

目前,中深部地?zé)豳Y源勘探主要依靠地球物理方法,通常選擇大地電磁法(MT)和可控源音頻大地電磁法(CSAMT)[5,9-13],但MT易受人文等因素的強(qiáng)電磁干擾[5-6,10,13];CSAMT由于近場(chǎng)效應(yīng)使得深部數(shù)據(jù)失真,有效探查深度一般不超過(guò)3 km[5-6,11-12]。廣域電磁法作為一種新興的電磁法,既克服了MT場(chǎng)源隨機(jī)性和信號(hào)微弱的特點(diǎn),又拓展了CSAMT的觀測(cè)范圍,增加了探測(cè)深度[14-16],已逐漸成為地?zé)豳Y源勘探的主要物探手段之一,并取得了良好的應(yīng)用效果[7-9,17-18]。

湖北省?？悼h萬(wàn)年山地區(qū)中深部巖溶熱儲(chǔ)特征探查不明,地?zé)豳Y源尚未得到系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用,因此有必要對(duì)該地區(qū)開(kāi)展詳細(xì)的地?zé)豳Y源勘查工作,以期為后續(xù)的深部地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用提供地質(zhì)依據(jù)。近期湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)對(duì)保康縣萬(wàn)年山地區(qū)開(kāi)展了地?zé)峥辈?通過(guò)綜合水文地質(zhì)調(diào)查、物探和地?zé)嵘罹@探成果,并進(jìn)行地?zé)豳Y源成礦條件分析及可行性技術(shù)論證,成功打出目前鄂西北地區(qū)出水溫度最高、資源潛力最大的地?zé)峋?口,該地?zé)峋鏊疁囟?8.6℃,水量1 229 m3/d。本文通過(guò)地面調(diào)查、物探、鉆探等手段對(duì)萬(wàn)年山地區(qū)的地層、構(gòu)造、水文地質(zhì)、地球物理、地?zé)釤醿?chǔ)和地?zé)崃黧w化學(xué)特征等進(jìn)行綜合調(diào)查研究,總結(jié)分析地?zé)岚l(fā)育規(guī)律及成因類型,建立地?zé)崮Ｐ?旨在對(duì)今后鄂西地區(qū)的地?zé)豳Y源勘查和開(kāi)發(fā)利用提供一定的借鑒和指導(dǎo)。

1 地質(zhì)概況

1.1 大地構(gòu)造位置

神農(nóng)架—?？档貐^(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,以青峰斷裂、陽(yáng)日斷裂、保康—漆家山斷裂、新華斷裂4條深大斷裂為基本格架(圖1),控制著區(qū)內(nèi)地層、巖漿活動(dòng)及礦產(chǎn)的分布[19]。研究區(qū)位于上揚(yáng)子地塊北緣之南大巴山前陸構(gòu)造帶東段之南大巴山斷層褶皺帶,行政區(qū)劃屬襄陽(yáng)市?？悼h城關(guān)鎮(zhèn)管轄,地理坐標(biāo):東經(jīng)111°12′31″～111°14′48″,北緯31°52′59″～31°55′31″。區(qū)內(nèi)出露的溫泉地?zé)狳c(diǎn)主要分布在新華斷裂兩側(cè)[20-24],如?？悼h寺坪地?zé)?泉點(diǎn)出露水溫34℃,水量約700 m3/d),?？悼h馬橋地?zé)?泉點(diǎn)出露水溫34℃,水量1 067 m3/d),神農(nóng)架林區(qū)武山湖地?zé)?泉點(diǎn)出露水溫在34～45℃,水量為513～4 888 m3/d);其次分布在?？怠峒疑綌嗔褍蓚?cè),如保康縣湯池峽地?zé)?泉點(diǎn)出露水溫37.7℃,水量約2 000 m3/d)。?？怠峒疑綌嗔褳閰^(qū)域上的深大斷裂,切割深度較深[20,24],萬(wàn)年山地?zé)崽锛次挥诒？怠峒疑綌嗔迅浇?/p>

圖1 神農(nóng)架—?？档貐^(qū)大地構(gòu)造位置圖

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)早期受由北向南逆沖推覆擠壓作用,形成一系列近EW向同斜倒轉(zhuǎn)褶皺和逆沖斷層(F1、F4、F6);后期受近SN向新華斷裂影響發(fā)育NW向(F3)和NE向(F2、F5)的共軛斷裂,以逆斷層性質(zhì)為主兼具走滑性質(zhì)切割了早期形成的近EW向斷層及褶皺;NE向總體為一向斜構(gòu)造,脆性斷裂少發(fā)育(圖2)。其中F3斷裂規(guī)模最大,具多期性,為區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)熱構(gòu)造。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)圖

F1斷裂地表出露長(zhǎng)度約1 700 m,產(chǎn)狀350°～10°∠35°～55°;地貌上為一線狀溝谷,平直,切割較深,破碎帶寬2～5 m,破碎帶內(nèi)一般為棱角狀角礫,具多期活動(dòng)性。

F2斷裂地表出露長(zhǎng)度2 880 m,產(chǎn)狀330°～350°∠30°～55°;斷裂兩側(cè)巖石破碎明顯,斷面平直,其上發(fā)育擦痕及階步,斷裂具逆斷兼右行走滑特征。

F3斷裂地表出露長(zhǎng)度約3 240 m,產(chǎn)狀320°∠55°～70°;斷層破碎帶內(nèi)發(fā)育斷層角礫巖、碎裂巖,并見(jiàn)構(gòu)造泥,硅化;斷層受新華斷裂影響,具右旋走滑特征,形成右旋走滑正斷層;F3為區(qū)域深大斷裂,切穿志留系蓋層及寒武系—奧陶系熱儲(chǔ)層,溝通深部大地?zé)崃?為區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)水導(dǎo)熱構(gòu)造。

F4斷裂地表出露長(zhǎng)度約530 m,產(chǎn)狀348°～15°∠30°～58°;斷裂與地層展布方向一致,后期有方解石脈沿裂隙充填;斷層破碎帶主要由碎粒巖、構(gòu)造透鏡體、斷層泥等組成,斷裂內(nèi)指向標(biāo)志表明為由北向南的逆沖斷層。

F5斷裂地表出露長(zhǎng)度約1 610 m,產(chǎn)狀350°～10°∠45°～55°;后期有方解石脈沿裂隙充填,兩側(cè)巖石擠壓破碎強(qiáng)烈、地質(zhì)體錯(cuò)位明顯,顯示右行平移。

F6斷裂地表出露長(zhǎng)度約7 200 m,寬約10～50 m,產(chǎn)狀355°～10°∠54°;斷裂與地層展布方向一致,斷層破碎帶內(nèi)斷層角礫巖0.5～2 cm,個(gè)別十幾厘米,沿?cái)嗔褞в幸幌盗腥鄯植?帶內(nèi)巖石破碎,節(jié)理、裂隙發(fā)育,遙感影像中線狀構(gòu)造發(fā)育。

1.3 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)地層屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)上揚(yáng)子地層分區(qū)之?？档貙有^(qū),出露地層主要有寒武系、奧陶系和志留系(圖2)。

研究區(qū)含(隔)水層大致可分為以下幾類:

(1) 第四系孔隙潛水含水層。該層主要賦存于溝谷地帶出露的第四系殘坡積物、沖洪積物中,主要由沖洪積黏土、粉砂土、砂礫石層構(gòu)成,厚2～5 m。地下水由大氣降水、地表水、基巖水補(bǔ)給。黏土層富水性差,粉砂土、砂礫石層富水性中等,富水性和匯水條件與含水層巖性關(guān)系密切。

(2) 寒武系中—上統(tǒng)覃家廟組、天河板組及奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層。該層主要由泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)條帶白云質(zhì)灰?guī)r及灰色細(xì)砂巖夾灰?guī)r和頁(yè)巖、龜裂紋灰?guī)r、泥質(zhì)瘤狀灰?guī)r、夾暗紫紅色龜裂紋狀泥質(zhì)灰?guī)r組成。巖體中巖溶不發(fā)育,僅見(jiàn)沿碳酸鹽巖層面發(fā)育小型溶洞、溶孔,富水性極不均勻,受斷裂影響,局部裂隙發(fā)育,但地層中泥質(zhì)含量較高,水量貧乏—中等。

(3) 寒武系婁山關(guān)組、石龍洞組碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層。該層主要由白云巖、微結(jié)晶白云巖組成,巖體較破碎,水量中等,是萬(wàn)年山地區(qū)地?zé)岬闹饕獰醿?chǔ)層之一。

(4) 震旦系燈影組碳酸鹽巖巖溶裂隙承壓水含水層。該層主要由微晶白云巖、含炭質(zhì)或鐵質(zhì)微晶白云巖、灰質(zhì)白云巖、紋狀白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、含磷粉砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂質(zhì)白云巖組成,巖體中巖溶裂隙發(fā)育,地下水儲(chǔ)存于裂隙和巖溶管道之中,水量較豐富,是萬(wàn)年山地區(qū)地?zé)岬闹饕獰醿?chǔ)層之一。

2 地球物理特征

本次物探工作手段為廣域電磁法測(cè)深測(cè)量,共布設(shè)3條剖面。其中W1、W2線大致垂直于區(qū)內(nèi)已知斷裂F3布設(shè),剖面方位40°,剖面長(zhǎng)均為3.95 km(圖2),根據(jù)野外初步反演結(jié)果,W1、W2線對(duì)構(gòu)造反映比較明顯。由于W1、W2線與區(qū)內(nèi)地層走向呈小角度斜交(夾角約40°),不能很好地反映地層展布特征,因此在W1、W2線施工完畢后,又布設(shè)了W3線,剖面方位345°,大致垂直于地層總體走向。經(jīng)后期驗(yàn)證,W3線二維反演成果與鉆孔施工結(jié)果較為一致。

在W1線上,80號(hào)測(cè)點(diǎn)附近為寒武系婁山關(guān)組與志留系新灘組的分界,135號(hào)測(cè)點(diǎn)附近穿過(guò)F3斷裂,160號(hào)測(cè)點(diǎn)為志留系新灘組與羅惹坪組的分界(圖3-a)。大致以保康—漆家山斷裂(F3)為界,南西側(cè)(5-135號(hào)測(cè)點(diǎn))可大致分為低阻—高阻—中(低)阻3層,北東側(cè)(135-400號(hào)測(cè)點(diǎn))可大致分為中低阻—高阻—中低阻—中高阻—低阻—中高阻—中低阻7層(圖3-a)。

a.W1線二維反演結(jié)果;b.W2線二維反演結(jié)果;c.W3線二維反演結(jié)果

在W2線上,90號(hào)測(cè)點(diǎn)附近穿過(guò)F3斷裂,斷裂以北主要出露地層為志留系新灘組;160號(hào)測(cè)點(diǎn)為志留系新灘組與羅惹坪組的分界(圖3-b)。其電性分層與W1線相似。

在W3線上,10-15號(hào)測(cè)點(diǎn)之間穿過(guò)F3斷裂,斷裂以北主要出露地層為志留系新灘組;215號(hào)測(cè)點(diǎn)為志留系新灘組與羅惹坪組的分界(圖3-c)。W3線電性層自上而下可分為:中低阻—中高阻—低阻—中高阻—中低阻—高阻6層。

鉆孔ZK1布設(shè)于W3線85號(hào)測(cè)點(diǎn)附近,根據(jù)地質(zhì)調(diào)查成果、鉆孔ZK1施工結(jié)果以及W3線二維反演成果,初步建立了研究區(qū)志留系、奧陶系、寒武系以及震旦系地層的電性層識(shí)別標(biāo)志(圖3、表1)。

志留系地層一般表現(xiàn)為連續(xù)的中低阻異常帶(近地表),但需要注意的是,在Fwt9北側(cè),志留系羅惹坪組中的結(jié)晶灰?guī)r透鏡體表現(xiàn)為連續(xù)的呈帶狀展布的高阻異常(厚約200 m)。研究區(qū)內(nèi)奧陶系地層巖石泥質(zhì)含量較高,其平均電阻率明顯低于寒武系上統(tǒng)地層,加之構(gòu)造影響(鉆孔內(nèi)見(jiàn)2處含水層),總體表現(xiàn)為中低阻異常(W3線),與下伏寒武系上統(tǒng)地層引起的具有一定規(guī)模的中高阻異常區(qū)分明顯(圖3)。

根據(jù)廣域電磁法二維反演結(jié)果,結(jié)合地質(zhì)工作成果,共推測(cè)了6條斷裂,其中F3斷裂與地質(zhì)填圖成果吻合較好,因此采用地質(zhì)填圖編號(hào);其余5條斷裂地表覆蓋嚴(yán)重或者具有一定深度,因此采用物探推測(cè)斷裂編號(hào),即Fwt7-Fwt11(圖2-圖3,表2)。

表2 斷裂綜合解譯表

3 熱儲(chǔ)特征

3.1 熱儲(chǔ)埋藏特征

3.1.1含水層特征

萬(wàn)年山地?zé)崽锏乇頍o(wú)熱泉及熱異常顯示,據(jù)ZK1地?zé)峋衣督Y(jié)果,區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)層大體可劃分為2層:

(1) 寒武系婁山關(guān)組—天河板組巖溶裂隙含水層。該熱儲(chǔ)層巖性主要為白云巖,熱儲(chǔ)埋深611～1 246.46 m、厚度635.46 m,其上熱儲(chǔ)蓋層為志留系頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖等。該熱儲(chǔ)層800～950 m段井底溫度為40～41.5℃,為主要含水段,鉆遇該段時(shí)井口涌水,為承壓含水層,水頭高出孔口30 m,井口水溫為34.2℃,涌水量為130 m3/d。采用套管封閉深度至634 m后對(duì)該熱儲(chǔ)層進(jìn)行了試抽水,抽水時(shí)長(zhǎng)為72.4 h,穩(wěn)定流量為530 m3/d,穩(wěn)定時(shí)段平均降深為352.72 m、出水水溫為40.4～41.2℃。

(2) 寒武系頂部牛蹄塘組巖溶裂隙含水層。該熱儲(chǔ)層巖性主要為深灰—灰色白云質(zhì)灰?guī)r、淺灰—灰色微晶白云巖,熱儲(chǔ)埋深1 376.36～1 562.26 m、厚度186.90 m,其上熱儲(chǔ)蓋層為寒武系石牌組頁(yè)巖、粉砂巖。該熱儲(chǔ)層1 423.7～1 493.7 m段井底溫度為63.8～67.1℃,為主要含水段,鉆遇該段時(shí)井口涌水,為承壓含水層,井口靜水壓力為1.05 MPa,井口水溫為52.6℃,涌水量為507 m3/d。對(duì)該上下兩層熱儲(chǔ)層進(jìn)行混合抽水,抽水時(shí)長(zhǎng)為80.4 h,最大降深穩(wěn)定流量為1 229 m3/d,穩(wěn)定時(shí)段平均降深為302.26 m、出水水溫為58.0～58.6℃。

3.1.2深部地溫場(chǎng)特征

據(jù)地?zé)峋椎诇y(cè)溫?cái)?shù)據(jù)(圖4),區(qū)內(nèi)鉆孔溫度整體多呈驟然增溫,往往在揭穿蓋層時(shí)溫度驟然升高,繼而在一定范圍內(nèi)波動(dòng),尤其在揭穿主控?cái)嗔押罂變?nèi)溫度升高極為顯著,反映出較為典型的斷層控制地?zé)岈F(xiàn)象。鉆孔全孔平均地溫梯度為3.29℃/100 m,熱儲(chǔ)構(gòu)造導(dǎo)熱導(dǎo)水性良好。

圖4 ZK1孔溫度隨深度變化曲線

從ZK1孔井溫測(cè)井曲線(圖5)上可以看出,在穿過(guò)隔水層后井溫均有“階躍式”升高,進(jìn)入含水層后,水溫升高則不明顯,2處“階躍式”升高位置與鉆孔實(shí)際揭露的2處涌水段一致。

圖5 ZK1孔井溫測(cè)井曲線

3.2 地?zé)崃黧w化學(xué)特征

3.2.1樣品采集與測(cè)試

為了解研究區(qū)地?zé)崃黧w的水化學(xué)特征,采集了6組水質(zhì)全分析樣,包括2組地表水樣、1組冷泉水樣、1組隧道涌水樣、2組地?zé)崃黧w樣(地?zé)崃黧w樣品均取自于ZK1地?zé)徙@孔中);采集了4組同位素樣品,取自于ZK1地?zé)徙@孔、隧道涌水、大氣降水;采集了2組放射性樣品,取自于ZK1地?zé)徙@孔中(取樣位置見(jiàn)圖2)。樣品使用專用容器,嚴(yán)格按照采樣技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行采取,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫、pH 值,地?zé)崃黧w樣品均于抽水試驗(yàn)結(jié)束前采集,冷泉水樣品在主泉口采集,地表水樣品在水面以下20～50 cm處采集并按相關(guān)要求添加保護(hù)劑,于當(dāng)日或次日送達(dá)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水質(zhì)全分析、微量元素和同位素測(cè)試分析。

3.2.2水化學(xué)特征

地球化學(xué)測(cè)試結(jié)果如表3所示。本次研究繪制了6組水樣的Piper圖解(可用于分析區(qū)域地下熱水的水化學(xué)演變規(guī)律),如圖6所示。根據(jù)6組水樣的水化學(xué)類型分析,研究區(qū)上層地?zé)崃黧w水化學(xué)類型為SO4-Ca·Mg型,溶解性總固體(TDS)含量為1 410 mg/L,pH為7.73;上下兩層混合地?zé)崃黧w水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型,TDS含量為485 mg/L,pH為7.07。

表3 地?zé)崃黧w、隧道涌水、冷泉水和地表水水化學(xué)分析結(jié)果

圖6 地?zé)崃黧w、隧道涌水、冷泉水和地表水Piper三線圖

由表3可知,地?zé)崃黧w各項(xiàng)化學(xué)組分除重碳酸根、碳酸根、硝酸根外均大于冷泉水及地表水,說(shuō)明地?zé)崃黧w補(bǔ)給距離較遠(yuǎn),循環(huán)條件良好,地下水通過(guò)深循環(huán)后,溫度升高,溶解了眾多巖石中的部分元素,含量大幅度增加,其中硫酸鹽、F-和Ca2+含量增幅最為明顯。地?zé)崽锬衔鞑繜粲敖M地層中發(fā)現(xiàn)有螢石、重晶石礦體,顯示地?zé)崃黧w補(bǔ)給來(lái)源于南西部大面積裸露的燈影組地層。

3.2.3同位素地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w、隧道涌水及大氣降水的氫氧同位素分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 H-O同位素分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

從表4可見(jiàn),該地?zé)崽锏責(zé)崃黧wδD和δ18O值都在大氣降水氫氧同位素組成范圍(δD=+50‰～-500‰,δ18O=+10‰～-50‰)內(nèi)。根據(jù)克雷格(Craig)1961年對(duì)全球大氣降水樣品同位素資料的研究得出,大氣降水的δD與δ18O值之間具有δD=8δ18O+10的線性關(guān)系。將本次工作同位素檢測(cè)結(jié)果數(shù)值投影到δD-δ18O直線圖(圖7)上,可以看出區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w同位素組成的坐標(biāo)點(diǎn)分布于當(dāng)?shù)卮髿饨邓€值附近,二者近乎重合,表明區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w來(lái)源于大氣降水,其中地?zé)崃黧w中的δD和δ18O值比當(dāng)?shù)卮髿饨邓摩腄和δ18O值要低,這是由于大氣降水存在“高程效應(yīng)”所致[25];地?zé)崃黧w相對(duì)于全球大氣降水線未見(jiàn)明顯的“氧同位素重化漂移”,表明區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w賦存環(huán)境相對(duì)開(kāi)放,循環(huán)條件較好,滯留時(shí)間相對(duì)較短,賦存期間水—巖同位素交換反應(yīng)的速度較慢。

圖7 地?zé)崃黧w、隧道涌水δD-δ18O關(guān)系圖

由于大氣降水的δD、δ18O值具有高程效應(yīng),因此可以用于確定地?zé)崃黧w的補(bǔ)給高程,其計(jì)算公式如下:

H=(δS-δP)/K+h

(1)

式中:H為地?zé)崃黧w補(bǔ)給區(qū)高程(m);h為取樣點(diǎn)高程(m);δS為地?zé)崃黧wδD、δ18O同位素組成;δP為大氣降水δD、δ18O同位素組成;K為同位素高度梯度(n‰/100 m),根據(jù)湖北省大氣降水同位素梯度的分析經(jīng)驗(yàn)值,選用KD=-2.7‰/100 m、K18O=-0.46‰/100 m。

經(jīng)計(jì)算,該地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的補(bǔ)給區(qū)高程在1 031～1 210 m,補(bǔ)給區(qū)為南西部神農(nóng)架穹隆一帶1 000～1 500 m的中低山區(qū)。

3.2.4熱儲(chǔ)溫度與循環(huán)深度

在地?zé)釁^(qū),可利用地?zé)釡囟扔?jì)來(lái)估算熱儲(chǔ)溫度。鑒于萬(wàn)年山地?zé)崽锏漠a(chǎn)出特征,本次采用鈉鉀鈣地?zé)釡囟扔?jì)估算熱儲(chǔ)溫度,其溫度為95.3℃。

根據(jù)萬(wàn)年山地?zé)崽锏販靥荻?、多年平均大氣溫度、常溫帶深度及熱?chǔ)溫度,可估算地?zé)崽餆醿?chǔ)埋深。其計(jì)算公式如下:

(2)

式中:Z為熱儲(chǔ)埋深(m);T為熱儲(chǔ)溫度(℃),取95.3℃;G為地?zé)崽荻?℃/100 m),取ZK1孔地?zé)崽荻?.29℃/100 m;T0為多年平均氣溫(℃),取?？悼h城關(guān)鎮(zhèn)年平均氣溫16.0℃;Z0為常溫帶平均深度(m),取12 m。

計(jì)算得地?zé)崃黧w循環(huán)徑流深度最大可達(dá)2 422 m。

4 地?zé)岢刹啬Ｊ窖芯?/h2>

4.1 地?zé)岢刹貤l件

地?zé)崃黧w的成生條件較苛刻,影響因素繁多,但必須具備“源”、“通”、“儲(chǔ)”、“蓋”、“滯”五個(gè)基本條件。

4.1.1熱源

熱源主要為大地?zé)崃髋c?？怠峒疑綌嗔褱贤ǖ纳畈繜釋?duì)流。大地?zé)崃鳛橹饕獰嵩?一部分來(lái)自深部巖石中放射性元素衰變釋放的地殼熱流,一部分為上地幔熱流,供熱方式為熱傳導(dǎo)。地?zé)崽锬衔鞑垦a(bǔ)給區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給,沿深大斷裂附近發(fā)育的巖溶裂隙進(jìn)行深部徑流,徑流循環(huán)深度達(dá)2 422 m。徑流區(qū)具有較厚的相對(duì)隔熱保護(hù)層,地下水在徑流過(guò)程中遇深部熱源加熱且不致過(guò)量散失,高溫、高壓水(汽)沿?cái)嗔褟搅鞯降刭|(zhì)條件適宜的地段形成地?zé)崽铩?/p>

4.1.2通道

研究區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育,該地?zé)崽镏饕鼙？怠峒疑綌嗔芽刂?該斷裂為張性陡傾右行走滑正斷層,傾角70°～80°。物探測(cè)量成果顯示該斷裂切割深度大,致使震旦系—寒武系的碳酸鹽巖較破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育,為地下水運(yùn)移和地?zé)崃黧w的富集提供了良好的通道。?？怠峒疑綌嗔褳槿f(wàn)年山地?zé)崽镏饕膶?dǎo)水、導(dǎo)熱構(gòu)造。

4.1.3熱儲(chǔ)層

根據(jù)萬(wàn)年山地區(qū)地?zé)崃黧w的產(chǎn)出特征,結(jié)合地?zé)徙@孔揭露,筆者認(rèn)為萬(wàn)年山地區(qū)地?zé)崃黧w主要賦存于寒武系婁山關(guān)組—天河板組及牛蹄塘組頂部的碳酸鹽巖巖溶裂隙中,空間上分布于NW向?？怠峒疑綌嗔褬?gòu)造及其兩側(cè)影響帶中。斷裂破碎帶中地?zé)崃黧w在垂向上進(jìn)行對(duì)流型熱交換,水量豐沛,水溫較高。沿?cái)嗔哑扑閹蓚?cè)地?zé)崮芤詡鲗?dǎo)形式向周邊擴(kuò)散。

4.1.4蓋層

志留系頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖,寒武系石牌組頁(yè)巖、粉砂巖等透水性差,有效阻隔了淺部低溫地下水下滲,其下伏地層中地?zé)崃黧w溫度均有明顯升高,為地?zé)崃黧w的保溫及地表水的混合起到了良好的保護(hù)作用。

4.1.5滯水條件

保康—漆家山斷裂上盤(pán)為一復(fù)式向斜構(gòu)造,發(fā)育巨厚的志留系頁(yè)巖蓋層,加熱后的地?zé)崃黧w受?？怠峒疑綌嗔焉媳P(pán)厚度巨大的志留系頁(yè)巖蓋層阻隔,滯留于下盤(pán)沿張性斷裂帶附近順層發(fā)育的巖溶裂隙中,形成承壓含水層。

4.2 地?zé)岢刹啬Ｊ?/h3>

根據(jù)研究區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件,建立了地?zé)崽锍梢蚰Ｐ?圖8)。

圖8 保康縣萬(wàn)年山地?zé)崽锍梢蚰Ｐ?/p>

地?zé)崽镅a(bǔ)徑排條件:?？悼h萬(wàn)年山地?zé)崽镂挥谏褶r(nóng)架穹窿東部邊緣,其補(bǔ)給區(qū)處于地?zé)崽锬衔鱾?cè)的偏頭山一帶,當(dāng)大氣降水進(jìn)入裸露地表的震旦系碳酸鹽巖地層后下滲,在重力作用下,于碳酸鹽巖徑流系統(tǒng)中向NE進(jìn)行深循環(huán),在運(yùn)移過(guò)程中吸收了大地?zé)崃魉尫诺臒崮芏饾u增溫,當(dāng)徑流至城關(guān)鎮(zhèn)萬(wàn)年山附近時(shí),受保康—漆家山斷裂上盤(pán)厚度巨大的志留系頁(yè)巖蓋層阻隔,滯留于下盤(pán)沿張性斷裂帶附近順層發(fā)育的巖溶裂隙中,形成地?zé)崽铩?/p>

綜上所述,?？悼h萬(wàn)年山地?zé)崽餅椤皞?cè)向徑流補(bǔ)給—層狀熱儲(chǔ)+帶狀熱儲(chǔ)—大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)供熱”模式,即層狀熱儲(chǔ)—張扭性斷裂帶導(dǎo)水的深層循環(huán)地?zé)崃黧w資源成因類型。

5 結(jié)論

(1) 廣域電磁法測(cè)量效果與剖面布設(shè)方向存在一定的關(guān)系,當(dāng)測(cè)線與地層走向小角度斜交時(shí),可能造成地層解譯困難,因此在布設(shè)剖面時(shí)除了考慮主要構(gòu)造方向外,還應(yīng)充分考慮研究區(qū)地層總體走向。

(3) 萬(wàn)年山地?zé)崽飳贁嗔焉钛h(huán)型地?zé)崽?其熱源主要為幔源熱、深部巖石放射性元素衰變釋放的地殼熱流及深大斷裂摩擦生熱。南西部的神農(nóng)架穹隆一帶是補(bǔ)給區(qū),?？怠峒疑綌嗔咽巧畈繜崃肯蛏喜康貙觽鲗?dǎo)的良好通道,震旦系—寒武系的碳酸鹽巖地層為熱儲(chǔ)主要發(fā)育層位,志留系巨厚頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖是良好的隔熱蓋層。

(4) 對(duì)萬(wàn)年山地?zé)崽锏陌l(fā)育規(guī)律與成因機(jī)制進(jìn)行綜合研究,可為今后在鄂西地區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展地?zé)豳Y源勘查和研究提供借鑒。

致謝：感謝湖北省地質(zhì)局陳武、湖北省地質(zhì)局武漢水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)劉紅衛(wèi)教授級(jí)高級(jí)工程師、湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊(duì)彭建輝教授級(jí)高級(jí)工程師以及湖北省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)羅洪教授級(jí)高級(jí)工程師等專家對(duì)本次勘查工作的精心指導(dǎo)與幫助。