松潘地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

趙軍海 張芳

(四川省地質(zhì)工程勘察院,四川成都 610072)

松潘地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

趙軍海 張芳

(四川省地質(zhì)工程勘察院,四川成都 610072)

地?zé)崮苁且环N清潔而廉價的新能源，隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的日益提高，對地?zé)崮艿拈_發(fā)和利用越來越引起人們的重視。本文針對松潘地區(qū)的地?zé)豳Y源地質(zhì)條件進(jìn)行了分析。

熱礦水 地質(zhì)條件 松潘地區(qū)

熱礦水的形成與地質(zhì)構(gòu)造、巖層的水、熱傳導(dǎo)和儲存能力密切相關(guān)。熱礦水多形成于新構(gòu)造強(qiáng)烈活動的地區(qū)，有些深斷裂可溝通地層深部熱源，有利于地下水下滲深循環(huán)加熱上升形成熱礦水，因此，熱礦水一般沿斷裂帶、巖漿活動區(qū)和褶皺軸線分布。地下水下滲深循環(huán)加熱的過程離不開承載和傳導(dǎo)的媒介——巖層，具備一定含水和儲熱條件巖層是熱礦水形成的必不可少的條件。

1 構(gòu)造條件

工作區(qū)位于我國西南隆起帶之滇藏歹字形構(gòu)造西北邊緣（圖1），構(gòu)造活動強(qiáng)烈，褶皺、斷裂發(fā)育，中、古生代地層不同程度變質(zhì)，局部有巖漿巖出露，為我國劃分的隆起帶地下熱水分布區(qū)。

受多期構(gòu)造活動強(qiáng)烈影響，工作區(qū)地層傾角普遍較陡，巖溶較發(fā)育，淺部地下水容易沿斷裂和巖溶管道向深部運(yùn)移，強(qiáng)烈擠壓形成的褶皺為深部地下水提供了良好的存儲空間。加之新構(gòu)造運(yùn)動及地震活動強(qiáng)烈，地殼內(nèi)部應(yīng)力在地表能量釋放強(qiáng)烈，為地下熱水的形成提供了有利條件。

圖1 工作區(qū)構(gòu)造位置略圖

工作區(qū)的建造歷史和變形過程大致可分為三個階段：泛揚(yáng)子海浸時期、岷江裂谷發(fā)生與建造時期、褶皺造山與推覆造山時期。工作區(qū)古生界地層層序清楚，古生物門類齊全，為一套發(fā)育完整的海陸棚—潮坪相碳酸鹽巖建造，在早二疊系及以前工作區(qū)與揚(yáng)子臺地的陸緣海是同一體；晚二疊世泛揚(yáng)子地塊產(chǎn)生了大范圍、大規(guī)模的張裂、解體過程，岷江裂谷發(fā)生，隨后沉積了厚度巨大的三疊系雜谷腦組、侏倭組和新都橋組復(fù)理石；三疊世末開始褶皺造山運(yùn)動，發(fā)生褶皺、短裂、造山，并納入松潘—甘孜褶皺造山體系，東西向的積壓使西部的西康群復(fù)理石推覆于東部摩天嶺地塊之上。自第三紀(jì)以來的新構(gòu)造運(yùn)動繼續(xù)發(fā)生新的斷陷、褶皺、抬升，形成了總厚度1000m以上的磨拉石和松散堆積物。岷江河谷階地兩岸呈不對稱分布，河床緊迫西岸，東岸地形平坦，階地發(fā)育良好，觀測資料也顯示該區(qū)仍在持續(xù)抬升，岷江兩岸不均衡抬升明顯。

2 巖層的水、熱傳導(dǎo)和存儲性能

工作區(qū)巖層的巖性由深部向地表依次為玄武巖、碳酸鹽巖、板巖及砂頁巖。玄武巖作為埋藏在地下深部的巖漿巖，是地下熱源的主要來源巖層；碳酸鹽巖一般比熱較大，是熱良導(dǎo)體，且具備一定含水條件和埋藏深度，是該地區(qū)的主要儲水、儲熱層；而板巖及砂頁巖，由于其滲透性弱、導(dǎo)水性差、熱導(dǎo)率較低(一般3-610-3cal/cm·s·℃)，是工作區(qū)主要阻水隔熱蓋層。具有地下熱源和儲水儲熱層，且有斷裂破碎帶、裂縫作為水熱傳導(dǎo)通道，更有相對阻水隔熱的蓋層予以保護(hù)，正是地下熱礦水形成和存儲的必備條件。

巖溶一般順巖層面發(fā)育，于地表接受大氣降水補(bǔ)給，沿巖溶通道補(bǔ)給深部儲水層，或通過斷裂破碎帶、裂隙越流補(bǔ)給。因此，儲水巖溶層、斷裂破碎帶、裂縫共同構(gòu)成導(dǎo)水層。深部玄武巖熱量傳遞給上部灰?guī)r、白云巖，加熱地下水，通過熱傳遞或水的對流傳導(dǎo)熱量。松潘地層區(qū)儲水、儲熱層主要為二疊系三道橋組、東大河組、石炭系西溝組、雪寶頂組灰?guī)r、白云巖地層，它們以三疊系西康群板巖、砂巖、頁巖為蓋層；摩天嶺地區(qū)儲水、儲熱層主要為二疊系茅口組、棲霞組、石炭系尕海組、岷河組、略陽組和益畦組灰?guī)r、白云巖地層，它們以二疊系龍?zhí)督M泥灰?guī)r、板巖、頁巖及三疊系紅星巖組、羅讓溝組泥灰?guī)r為蓋層。

工作區(qū)作為儲水、儲熱層的碳酸鹽巖分布廣闊，主要分布于岷江兩側(cè)山脊和斜坡地帶，海拔高程一般大于3500m，構(gòu)造發(fā)育強(qiáng)烈，巖體破碎，地層傾角一般較陡，部分地段直立甚至倒轉(zhuǎn)，是典型的高寒巖溶區(qū)，巖溶較發(fā)育，包括三疊系末期褶皺造山與推覆構(gòu)造以后發(fā)育形成的巖溶和三疊系以前形成的古巖溶。

松潘地區(qū)巖溶主要發(fā)育于二疊系三道橋組、東大河組、石炭系西溝組、雪寶頂組灰?guī)r、白云巖地層中。西溝組是該區(qū)主要碳酸鹽巖地層，出露范圍廣，主要分布于岷江推覆構(gòu)造帶前緣，為厚層塊狀灰?guī)r，局部白云巖，底部夾亮晶灰?guī)r，生物碎屑灰?guī)r，頂部為碎屑灰?guī)r夾鮞狀灰?guī)r，是穩(wěn)定開闊的臺地邊緣相和淺海陸棚相沉積，巖相穩(wěn)定，厚度巨大，方解石含量高，巖溶發(fā)育較強(qiáng)烈。

古巖溶對于地下熱水的調(diào)查具有重要意義，工作區(qū)古巖溶見于岷江推覆構(gòu)造帶三疊系西康群與古生界的接觸面。西康群超覆于古生界之上，主要呈假整合接觸關(guān)系，古生界三道橋組、西溝組碳酸鹽巖出露地表遭受一段時期溶蝕后再沉積三疊系西康群砂巖、板巖，接觸面常有一定的起伏，并見古溶蝕殼或底礫巖、鋁土層或粘土層。川主寺鎮(zhèn)黑斯南溝石炭系西溝組灰?guī)r表面古巖溶被三疊系“黑斯組”含砂泥質(zhì)板巖所填充；葫蘆溝三道橋組灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r與菠茨溝組呈假整合接觸，接觸面為黃褐色粘土和鋁土質(zhì)板巖。

3 地震活動

地震活動區(qū)地?zé)崛菀揍尫?，地震對熱礦水的形成具有重要意義。工作區(qū)地處岷江斷裂帶和中國南北地震帶，松潘—龍門山地震區(qū)，屬地震烈度Ⅷ度區(qū)，地震活動頻繁。境內(nèi)4．0級以上地震頻繁，有記載的地震震級大于4．7級的地震有52次。

4 水文地質(zhì)特征

4.1 補(bǔ)給

工作區(qū)內(nèi)岷江推覆構(gòu)造帶熱礦水補(bǔ)給主要為大氣降水，補(bǔ)給區(qū)位于岷江主河道與羊洞河(東北河)分水嶺一帶，海拔高程一般3600-4400m，褶皺、斷裂發(fā)育，主要為香蠟臺斷裂及其邊幕褶皺，分布地層主要為二疊系及石炭系雪寶頂組碳酸鹽巖，其次為三疊系砂板巖，接受大氣降水補(bǔ)給，沿巖層面、巖溶管道或斷裂破碎帶滲入地下深部，補(bǔ)給西溝組灰?guī)r，三疊系砂板巖地下水也可能少量越流補(bǔ)給深部地下水。構(gòu)造帶內(nèi)扎依溝向斜為一相對獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，補(bǔ)給區(qū)位于香蠟臺分水嶺一帶，通過香蠟臺斷裂帶導(dǎo)水補(bǔ)給深部石炭系地層。摩天嶺地塊熱礦水的補(bǔ)給區(qū)主要位于岷江與涪江分水嶺及其以西斜坡地帶，海拔高程一般3600-4500m，紅星巖海拔最高5010m，出露大量二疊系和石炭系灰?guī)r、白云巖，受大氣降水補(bǔ)給。

4.2 徑流

岷江推覆構(gòu)造帶的香蠟臺推覆體、哈拉隆推覆體和達(dá)波俄推覆體深部地下水在水頭壓力作用下向東徑流，古溶蝕面是地下水的主要徑流通道和存儲空間，并在推覆構(gòu)造帶前緣受阻。扎依溝向斜深部石炭系地層的地下水向東徑流，在塔瑪—黃勝關(guān)斷裂帶受阻。摩天嶺地塊接受大氣降水補(bǔ)給后，順層面裂隙或溶洞向深部徑流，徑流方向總體向西，于岷江推覆構(gòu)造帶前緣受阻。

4.3 排泄

摩天嶺地塊地下水的天然排泄點(diǎn)僅見于岷江大橋下的H2S泉。

5 結(jié)語

(1)玄武巖是該地區(qū)地下熱源的主要來源巖層；碳酸鹽巖是熱良導(dǎo)體，也是該地區(qū)的主要儲水、儲熱層；而板巖及砂頁巖，是工作區(qū)主要阻水隔熱蓋層。

(2)工作區(qū)地層傾角普遍較陡，巖溶較發(fā)育，淺部地下水容易沿斷裂和巖溶管道向深部運(yùn)移，強(qiáng)烈擠壓形成的褶皺為深部地下水提供了良好的存儲空間。

(3)具有地下熱源和儲水儲熱層，且有斷裂破碎帶、裂縫作為水熱傳導(dǎo)通道，更有相對阻水隔熱的蓋層予以保護(hù)，正是地下熱礦水形成和存儲的必備條件。

(4)新構(gòu)造運(yùn)動及地震活動強(qiáng)烈，地殼內(nèi)部應(yīng)力在地表能量釋放強(qiáng)烈，為地下熱水的形成提供了有利條件。

[1]《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》.GB 11615-89.

[2]《天然礦泉水地質(zhì)勘探規(guī)范》.GB/T 13727-92.

[3]《四川省地?zé)豳Y源潛力調(diào)查》.2000年.

[4]《松潘縣漳臘盆地地?zé)嵴{(diào)查評價報告》.2003年.