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產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究

隆起斷裂型地下熱水及地?zé)岢傻V模式分析

隆起斷裂型地下熱水形成條件及地?zé)?/a>成礦模式分析

——以貴州茶花坪溫泉為例


李強(qiáng)*，易世友，涂明江，洪運(yùn)勝，吉勒克補(bǔ)子
摘 要：以貴州茶花坪溫泉為例，結(jié)合區(qū)內(nèi)實(shí)施的DR1號(hào)地?zé)峋?/a>揭露地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)開(kāi)展地質(zhì)
測(cè)量、物探、地?zé)徙@探、測(cè)井、降壓試驗(yàn)等工作，并進(jìn)行了綜合分析研究，全面闡述了隆起斷裂型地下熱水的形成條件，分析了地?zé)?/a>成礦模式，對(duì)貴州其它相似區(qū)域地下熱水資源的勘查開(kāi)發(fā)具有一定借鑒意義。
關(guān)鍵詞：隆起斷裂型；地下熱水；形成條件；成礦模式
中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-5716(2020)04-0105-03


貴州地?zé)豳Y源豐富，分布廣泛，地下熱水類型多樣、形成條件及地?zé)?/a>成礦模式各異。本文以貴州茶花坪溫泉為例，結(jié)合區(qū)內(nèi)實(shí)施的DR1號(hào)地?zé)峋?/a>揭露地質(zhì)結(jié) 構(gòu) 特 征 ，井 深 2601m，降 深 54.5m，涌 水 量 Q 為2556.28m3 /d，井底溫度 59.2℃，井口水溫 48.5℃，通過(guò)開(kāi)展地質(zhì)測(cè)量、物探、地?zé)徙@探、測(cè)井、降壓試驗(yàn)等工作，進(jìn)行綜合分析研究，全面闡述隆起斷裂型地下熱水的形成條件，分析了地?zé)?/a>成礦模式，對(duì)貴州其它相似區(qū)域地下熱水資源的勘查開(kāi)發(fā)具有一定借鑒意義。
 
1.1 地層巖性
研究區(qū)發(fā)育地層主要為沉積巖，以石灰?guī)r、白云巖為主的碳酸鹽巖與粉砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、泥巖為主的碎屑巖旋回沉積，其地表出露地層有第四系、三疊系、志留系、奧陶系、寒武系中上統(tǒng)，下伏地層有寒武系中下統(tǒng)、震旦系。
研究區(qū)在大地構(gòu)造單元上位處鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)，為構(gòu)造應(yīng)力集中區(qū)，以北北東向、北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育為主，且多為壓扭性。褶皺受北西、南東向構(gòu)造控制，褶皺軸跡多呈北北東向展布,斷裂多發(fā)育在背斜軸部及其附近，并常受先成構(gòu)造體系牽制，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)復(fù)雜構(gòu)造形跡。
1.3 熱異常顯示特征
研究區(qū)內(nèi)地表出露溫泉1處（S1），水溫28℃，流量
地?zé)豳Y源的形成必須具備“儲(chǔ)、蓋、通、源”四個(gè)條件，必須具備一定的阻水隔熱保溫層（蓋層）和儲(chǔ)水儲(chǔ)熱層（熱儲(chǔ)層）。其次，深埋地下未出露的地層中賦存的地下水資源，在較封閉的還原環(huán)境中，地下水經(jīng)過(guò)氧
化還原作用、離子吸附作用、離子交換作用等綜合因素的影響，能量轉(zhuǎn)換致使深部地下水水溫增高，形成熱儲(chǔ)層。
 
2.1 儲(chǔ)、蓋層分析
區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)構(gòu)造為覃家坡背斜，DR1號(hào)地?zé)峋?/a>揭露顯示，井深2601m，降深54.5m，涌水量Q為2556.28m3/d，井底溫度59.2℃，井口水溫48.5℃，受疊瓦狀逆沖斷層F4、F5、F6、F7斷層影響，地層重復(fù)，僅揭露第二儲(chǔ)集單元熱 儲(chǔ) 層（∈1q -∈2-3Ls）, 埋 深 728~2601m，厚 度 達(dá)1873m，滲透系數(shù) K 為 0.0359m / d，單位涌水量 q 為0.544L/（s ·m）；保溫蓋層為寒武系下統(tǒng)金頂山組（∈1j），埋深562~728m，厚度為166m，相對(duì)較小，且在覃家坡背斜核部∈2-3Ls 白云巖已大面積暴露?？傮w上，區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)層屬于“開(kāi)放型”側(cè)向和垂向混合補(bǔ)給地?zé)釁^(qū)，地下熱水循環(huán)水文地質(zhì)條件較好。
 
2.2 通道分析
“通”則指區(qū)域性大斷裂及其次生斷裂帶溝通深部熱源，區(qū)內(nèi)發(fā)育的北北東向石盆沖斷層（F5、F6）和北東向白巖山斷層（F7）具有規(guī)模較大、切割深、延伸遠(yuǎn)等特征，同時(shí)平面上，石盆沖斷層南端交接于挽近期活動(dòng)斷裂—德江納雍走滑斷裂束，白巖山斷層北東端又與石
2.3 熱源、水源分析
區(qū)內(nèi)熱源主要來(lái)自于地幔熱傳導(dǎo)。石盆沖斷層（F5、F6）、白巖山斷層（F7）深部溝通熱源，沿深大斷裂帶向地下深部下滲并賦存于儲(chǔ)熱含水層中的大氣降水與來(lái)自于地幔熱傳導(dǎo)的熱源匯合，并在與圍巖相互作用中溶濾、溶解了巖石和氣體中的化學(xué)組分而成為有開(kāi)發(fā)價(jià)值的地?zé)崴?/a>。對(duì)于無(wú)特殊熱源的中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)，地下水深循環(huán)是形成地?zé)嵯到y(tǒng)的主要因素，要求具備地下水得以進(jìn)行的地質(zhì)構(gòu)造條件（即斷裂通道）外，充足的水源是關(guān)鍵，研究區(qū)地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源補(bǔ)給區(qū)為覃家坡背斜核部大面積出露的寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群（∈2-3Ls）碳酸鹽巖分布區(qū)，而背斜核部應(yīng)力集中，斷裂和構(gòu)造裂隙發(fā)育，有利于大氣降水入滲補(bǔ)給，因此研究區(qū)地下熱水系統(tǒng)的補(bǔ)給水源較為充足。

3 地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源成礦模式
 
研究區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)是一個(gè)完整的“褶皺隆起斷裂對(duì)流型”地?zé)嵯到y(tǒng)，大氣降水沿覃家坡背斜核部碳酸鹽巖分布區(qū)斷裂、構(gòu)造裂隙，由北西向南東進(jìn)行深循環(huán)，地下水向深部下滲賦存于第二儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層清虛洞組（∈1q）至婁山關(guān)群（∈2-3Ls）灰?guī)r、白云巖中，區(qū)內(nèi)發(fā)育的區(qū)域性大斷裂（石盆沖斷層F5、F6、白巖山斷層F7）將上地幔熱流溝通向上導(dǎo)熱，同時(shí)地下水不斷吸收沿深大斷裂從地殼深部向上傳輸?shù)?a href="http://www.rijz.cn/t/熱流.html" >熱流，被加溫增熱的地?zé)崃黧w上涌，因體積膨脹（密度變?。┒a(chǎn)生浮力向上運(yùn)動(dòng)，上部的低溫流體因密度大在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)地?zé)崴?/a>深循環(huán)系統(tǒng)(圖1)，因此地?zé)豳Y源主要富集于受石盆沖斷層（F5、F6）和白巖山斷層（F7）影響的上盤(pán)第二儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層破碎帶。
 
地下熱水成礦模式
 
4 結(jié)語(yǔ)
（1）研究區(qū)地下熱水資源主要富集于北東向斷裂破碎帶與第二儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層的交織復(fù)合部位，地?zé)岢傻V模式為典型的“褶皺隆起斷裂對(duì)流型”。
（2）研究區(qū)地下熱水的補(bǔ)給條件良好，具有側(cè)向和垂向混合補(bǔ)給的特點(diǎn)，為典型的深循環(huán)水文地質(zhì)特征，地下熱水資源的保障程度較高。
（3）在貴州其它類似區(qū)域，結(jié)合區(qū)域地?zé)岢傻V地質(zhì)條件，采用地質(zhì)測(cè)量、綜合物探方法和深井鉆探施工工藝優(yōu)化組合應(yīng)用方案，探尋褶皺隆起和深大斷裂破碎帶的構(gòu)造交織復(fù)合部位為最佳地?zé)崴?/a>找礦方向。
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