貴州平里河地區(qū)熱水沉積成礦

劉玉泉

(貴州有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì))

貴州平里河地區(qū)熱水沉積成礦

劉玉泉

(貴州有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì))

通過(guò)對(duì)貴州平里河地區(qū)的地?zé)崴练e成礦進(jìn)行探討，分析該地區(qū)的曹渡河支流—打貴河地?zé)崴鶎賲^(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、地?zé)岬刭|(zhì)條件以及地?zé)豳Y源的成因，估算地?zé)豳Y源量，為開(kāi)發(fā)利用該地區(qū)的地?zé)豳Y源提供參考。

地?zé)崴?沉積成礦 地?zé)岬刭|(zhì)條件 控?zé)針?gòu)造 地?zé)豳Y源

自20世紀(jì)60年代至今，關(guān)于地?zé)崴练e成礦的研究成果較多，根據(jù)貴州平里河地區(qū)相關(guān)資料，對(duì)該地區(qū)的地?zé)崴练e成礦進(jìn)行詳細(xì)分析，為該地區(qū)熱水沉積成礦的勘查工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)成礦現(xiàn)狀

勘查區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔南臺(tái)陷貴定SN向構(gòu)造變形區(qū)的中南部，區(qū)域構(gòu)造骨架以EW向排列的隔槽式褶皺為特征[1]?？辈閰^(qū)恰處于西關(guān)背斜近軸部的打貴河一帶，地?zé)釡厝c(diǎn)的形成與出露受背斜控制明顯。 斷裂構(gòu)造以近SN—NNE向的逆斷層為主，其次為NE、NW向2組扭性斷層。近SN向斷層與該區(qū)地?zé)崴纬申P(guān)系密切。

2 地?zé)崴傻V條件

(1)導(dǎo)熱構(gòu)造[2]。地?zé)崛雎队谖麝P(guān)背斜核部、南北向逆斷層F1下盤。熱源主要來(lái)自于地殼深部的熱傳導(dǎo)，F(xiàn)1斷層出露規(guī)模較大，切割較深，為區(qū)內(nèi)地下水深循環(huán)熱傳導(dǎo)提供了有利條件，西關(guān)背斜為形成封閉的熱儲(chǔ)構(gòu)造創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)我國(guó)地?zé)岱诸?，勘查區(qū)屬于隆起斷裂型成因。

(2)熱儲(chǔ)單元。根據(jù)區(qū)內(nèi)地表地層出露情況，該區(qū)分布的祥擺組、湯粑溝組等以碎屑巖為主的地層應(yīng)為相對(duì)隔熱保溫層，其下的革老河組、堯梭組、望城坡組、獨(dú)山組雞窩寨段等以碳酸鹽巖為主的地層應(yīng)為熱儲(chǔ)層，它們共同構(gòu)成一個(gè)儲(chǔ)集單元。其下的獨(dú)山組宋家橋段砂頁(yè)巖-雞泡段灰?guī)r，邦寨組砂巖-龍洞水組灰?guī)r等分別組成下部?jī)?chǔ)集單元。第I儲(chǔ)集單元熱儲(chǔ)層厚500～1 672 m，根據(jù)Eh4大地電磁深成果推斷，在打貴河下寨及中寨一帶地下200～1 700 m處存在一個(gè)相對(duì)較高的電阻率層，分析認(rèn)為該區(qū)第I儲(chǔ)熱層厚度接近最大厚度。

(3)蓋層條件。區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)構(gòu)造的隔熱蓋層為舊司組、祥擺組及湯粑溝組砂頁(yè)巖、硅質(zhì)巖、石英砂巖及灰?guī)r，厚631～1 080 m，保溫隔熱性能較好。

(4)補(bǔ)給水源。地?zé)崴a(bǔ)給水源的根本源頭是大氣降水，由于區(qū)內(nèi)存在隔水隔熱層，因此直接的補(bǔ)給水源來(lái)源較遠(yuǎn)。從大范圍來(lái)看，在勘查區(qū)以南有2股地表水流來(lái)自F1斷層西側(cè)：①通州河，流至丹平寨接近斷層F1時(shí)注入地下，地表流長(zhǎng)大于9 km，消水口標(biāo)高914 m，高于地?zé)崛隹跇?biāo)高約100 m，此后該股水源未找到出口；②通州鎮(zhèn)以南直距約5 km的翁崗河，經(jīng)翁崗?fù)蠔|至下寨(F1斷層西側(cè))注入地下，地表流長(zhǎng)約4 km，該股水流注入地下后也未找到出口。該2股地表水為區(qū)內(nèi)地下熱水的主要補(bǔ)給源，總流量在1 000 m3/d以上。

3 地?zé)崴刭|(zhì)特征

3.1 地?zé)針?gòu)造分析

區(qū)域構(gòu)造骨架為近SN向的隔槽式褶皺和斷層。褶皺由緊密的復(fù)向斜和寬緩的復(fù)背斜相間排列。工作區(qū)處于西關(guān)背斜近軸部的打貴河一帶，地?zé)釡厝c(diǎn)的形成與出露受背斜控制明顯。斷裂構(gòu)造以近SN—NNE向的逆斷層為主，其次為NE、NW向2組扭性斷層。地?zé)崛雎队谖麝P(guān)背斜核部、SN向F1斷層上盤。熱源主要來(lái)自于地殼深部的熱傳導(dǎo)，F(xiàn)1逆斷層出露規(guī)模較大，切割較深，為該區(qū)的地下水深循環(huán)熱傳導(dǎo)提供了有利條件，西關(guān)背斜為形成封閉的熱儲(chǔ)構(gòu)造創(chuàng)造了有利條件。地殼深部的熱能沿?cái)嗔褞а杆傧蛏厢尫?，其傳?dǎo)上來(lái)的高地?zé)崮芘c潛水含水層的熱水發(fā)生了熱能量交換，引起水體膨脹并沿?cái)嗔褞蛏嫌砍龅乇硇纬芍小蜏責(zé)崛?/p>

3.2 低溫溫泉的形成機(jī)制

(1)熱源。區(qū)內(nèi)填圖資料和區(qū)域地質(zhì)資料顯示，工作區(qū)處于西關(guān)背斜近軸部的打貴河一帶，地?zé)釡厝c(diǎn)的形成與出露受背斜控制明顯。F1斷層為晚近紀(jì)區(qū)域性活動(dòng)深大斷裂。熱量來(lái)源于深部較均一的熱流在向地殼淺部傳輸過(guò)程中進(jìn)行再分配。在導(dǎo)熱的深大斷裂近于SN向F1斷裂的作用下，地下熱水在一定的深度范圍內(nèi)以對(duì)流的形式存在，熱傳遞以傳導(dǎo)和對(duì)流的形式同時(shí)出現(xiàn)，與F1斷裂伴生的近EW向的F2斷裂聯(lián)通了深部熱源與熱儲(chǔ)層，構(gòu)成了熱能儲(chǔ)存和運(yùn)移的空間及通道，使深部熱水在相對(duì)較淺的部位集中。

(2)輸熱通道。區(qū)內(nèi)發(fā)育的一條區(qū)域性大斷裂切穿了石炭系的所有地層及部分泥盆系地層，為地下熱水循環(huán)提供了良好的通道，其中F1斷裂的輸熱效果最為明顯，該斷裂的存在有利于熱流上移及地下水深循環(huán)。因此，該區(qū)溫?zé)崴疄樯钛h(huán)熱水型。

(3)熱儲(chǔ)層。根據(jù)區(qū)內(nèi)地表地層出露情況，區(qū)內(nèi)分布的祥擺組(C1x)、湯粑溝組(C1t)等以碎屑巖為主的相對(duì)隔熱保溫層部分被剝蝕，無(wú)法對(duì)其下的革老河組(D3g)至獨(dú)山組雞窩寨段(D2djw)等以碳酸鹽巖為主的地層起到隔熱保溫的效果。而其下的獨(dú)山組宋家橋段碎屑巖度較大，對(duì)下伏巖層含水層雞泡段封閉良好，具有良好的保溫隔水性能，為相對(duì)隔熱保溫層。

4 地?zé)崴练e成礦鉆孔施工

對(duì)平里河地區(qū)曹渡河水系的上游支流打貴河地?zé)崴Y源進(jìn)行深井鉆探，目的是獲得該地區(qū)地?zé)豳Y源的地質(zhì)特征，查明該地區(qū)熱儲(chǔ)、蓋層、導(dǎo)水及控?zé)針?gòu)造的情況，并獲得該地區(qū)一定深度內(nèi)地?zé)崴乃疁亍⑺考八|(zhì)等水文地質(zhì)資料。通過(guò)地溫測(cè)量，提取了地下深部地溫的溫度異常,計(jì)算出該地區(qū)的地溫梯度，預(yù)測(cè)成井后底部的溫度，在以測(cè)區(qū)為中心進(jìn)行井中地溫測(cè)量和地面測(cè)線測(cè)量。地面測(cè)量時(shí)首先采用洛陽(yáng)鏟打孔，然后放進(jìn)探頭進(jìn)行讀數(shù)，至讀數(shù)穩(wěn)定,讀取儀器上的溫度值。與此同時(shí)，利用瞬變、直流電測(cè)深、地震勘探方法查明區(qū)內(nèi)的隱伏斷裂構(gòu)造、地層屬性及厚度、斷層斷距及產(chǎn)狀，分析可知，該區(qū)具有地?zé)醾鲗?dǎo)、對(duì)流、熱儲(chǔ)水條件和運(yùn)移良好通道等地?zé)豳Y源賦存條件。地溫測(cè)量提供了異常位置，為地?zé)崴目碧绞┕ぬ峁┝松畈康厍蛭锢硇畔ⅰ?/p>

根據(jù)1∶10 000地?zé)崴牡刭|(zhì)調(diào)查，該地區(qū)的面積為24 km2。重點(diǎn)勘查F1斷層的出露位置、產(chǎn)出

特征、水熱蝕變特征和各地層巖性的分布與產(chǎn)狀。在地球化學(xué)勘查中，應(yīng)做好2個(gè)方面的工作：①地?zé)峄綔y(cè)量，測(cè)量區(qū)域面積為24 km2，按500 m×500 m網(wǎng)度采取土壤B層樣品，分析汞、砷、銻、鉍等元素，研究地?zé)岙惓５姆秶头植继卣?；②地球化學(xué)測(cè)量，測(cè)量區(qū)域面積為26 km2(包括測(cè)區(qū)以南2股河水消水口一帶)，系統(tǒng)采集地表水樣、地下水樣和地?zé)崛畼舆M(jìn)行化驗(yàn)分析，平均按2點(diǎn)/km2計(jì)，約采樣54件。

地?zé)岬厍蛭锢砜辈槊娣e為24 km2，所使用的方法包括高精度磁測(cè)、大地電磁測(cè)深和RaA測(cè)氡，研究此處是否存在隱伏的巖漿巖體，隱伏斷裂構(gòu)造，地?zé)岙惓７秶a(chǎn)出形態(tài)以及熱儲(chǔ)基底起伏情況。其中高精度磁測(cè)和RaA測(cè)氡按1∶2.5萬(wàn)進(jìn)行施測(cè)；大地電磁測(cè)深按500 m×500 m網(wǎng)度布置，共測(cè)15條線，每條測(cè)線布置9個(gè)測(cè)點(diǎn)(155#、160#、165#測(cè)線中間 1 km加密)，共189個(gè)測(cè)點(diǎn)。大致圈定了地?zé)岙惓７秶?、熱?chǔ)體空間分布、熱儲(chǔ)體基底起伏及隱伏斷裂的空間展布情況，大致查明了一定深度范圍內(nèi)是否存在隱伏火成巖體。

對(duì)打貴河溫泉附近的160#、165#測(cè)線進(jìn)行了可控源音頻大地電磁測(cè)深工作，2條測(cè)線相互平行，測(cè)線方位90°，2條測(cè)線分別長(zhǎng)4 km，線距250 m，點(diǎn)距500 m。由于165#測(cè)線恰好經(jīng)過(guò)溫泉出露點(diǎn)，所以對(duì)該2條測(cè)線的中間段進(jìn)行了50 m點(diǎn)距的加密測(cè)量，其中160#測(cè)線加密段為1 950～2 550 m，165#測(cè)線加密段為1 850～2 650 m，共實(shí)測(cè)測(cè)深點(diǎn)98個(gè)。通過(guò)平里河地區(qū)地?zé)崴Y源勘查，布置探采結(jié)合井一個(gè)，預(yù)期在打貴河一帶可探獲一個(gè)小型中—低溫地?zé)崽?，可提?00 m3/d，40～50 ℃的地?zé)崴疄楫?dāng)?shù)鼐用袷褂谩?/p>

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)1∶10 000水文工程地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，獲得水文點(diǎn)53個(gè)，大致了解了勘查區(qū)主要含水層和隔水層的巖性、分布、厚度以及區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)條件。通過(guò)分析區(qū)內(nèi)地?zé)崴傻V條件、地質(zhì)特征，并介紹了鉆孔施工情況，為該地區(qū)尋找地?zé)崴峁﹨⒖肌?/p>

[1] 趙振華，涂光熾.中國(guó)超大型礦床[M].北京: 科學(xué)出版社，2003.

[2] 肖榮閣，張漢城，陳卉泉，等.熱水沉積巖及礦物巖石標(biāo)志[J].地學(xué)前緣，2001(4)：379-385.

2015-04-27)

劉玉泉(1979—)，男，工程師，558000 貴州省黔南面依族苗族自治州都勻市。