宜賓地區(qū)地?zé)豳Y源產(chǎn)出特征分析

陳晶++郭旺

摘 要：宜賓地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，現(xiàn)已勘查開發(fā)的溫泉井具有流量大、溫度高、水質(zhì)好，以含鍶、氟、偏硅酸等較多有益物質(zhì)的理療熱礦水為主等特征。該區(qū)域地?zé)崴饕l(fā)育于二疊系、三疊系的厚層石灰?guī)r地層中，為深埋藏型巖溶水，熱量主要來源于地溫梯度增溫，水質(zhì)、水溫動態(tài)變化不明顯，其分布產(chǎn)出受北東向構(gòu)造控制。針對宜賓地區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造、埋深、循環(huán)條件等情況，研究該地區(qū)地?zé)豳Y源的形成條件、分布特征、地?zé)崴a(bǔ)給、徑流、排泄條件、水化學(xué)特征等，為該區(qū)域地?zé)豳Y源開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：宜賓 熱礦泉 溫泉 深循環(huán)

中圖分類號：P314 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0027-02

地?zé)豳Y源既是礦產(chǎn)資源，又是一種重要的地下熱能資源。通過水熱活動以熱水或水汽形式出露地表或埋藏在地下，廣泛地用于理療、沐浴、取暖、育種、洗滌、烘烤和發(fā)電等，具有很高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，分析研究一個(gè)地區(qū)的地?zé)豳Y源賦存及形成情況，將更有利于合理利用和開發(fā)區(qū)域地?zé)豳Y源。該文以宜賓市為例，對研究區(qū)內(nèi)已開發(fā)的熱礦泉情況，及其地質(zhì)、構(gòu)造、埋深、循環(huán)條件等進(jìn)行論述。

1 研究區(qū)概況

宜賓市位于四川盆地南緣，距成都約212 km，地理坐標(biāo)：東經(jīng)103°36′～105°20′，北緯27°50′～29°16′，幅員面積13283 km2。全市轄兩區(qū)八縣，交通較為便利。

2 地?zé)崆闆r

蜀南竹海溫泉：位于長寧縣龍頭鎮(zhèn)，為人工揭露的熱礦泉水。水源地位于珙長背斜軸部，緊臨雙河斷裂。熱礦泉水賦存于二疊系下統(tǒng)棲霞組，巖性為深灰色中至厚層狀微晶灰?guī)r夾灰黑色泥灰?guī)r透鏡體，其上部為茅口組淺灰至深灰色中至厚層狀微晶灰?guī)r夾生物碎屑巖、泥灰?guī)r，底部灰黑色泥灰?guī)r、泥巖起著隔熱阻水作用，該熱礦泉水為深循環(huán)地下熱水排泄帶鑿井獲得，為遠(yuǎn)程補(bǔ)給，深部循環(huán)增溫的承壓水。水質(zhì)類型為Cl-Na型水。井口處水溫42 ℃。經(jīng)鑒定評價(jià)為含偏硅酸、偏硼酸的鐳、氡、硫化氫理療礦泉水。允許開采量為3223 m3/d。

宜賓市翠屏山理療熱礦泉水：位于宜賓市西郊騎龍村，為人工揭露的熱礦泉水。水源地位于宜賓背斜南西段傾末端，地面距觀斗山斷層約700 m，緊鄰華鎣山深大斷裂和岷江深大斷裂，這些構(gòu)造對溫泉起著控制作用，熱礦水含水層深埋地下2228 m以下的二疊系陽新灰?guī)r，上部二疊系上統(tǒng)龍?zhí)睹合档貙雍腿B系下統(tǒng)飛仙關(guān)砂、泥巖地層是地?zé)岷畬恿己玫母羲敯迳w層，其頂板埋深2228 m；底板為二疊系梁山組泥頁巖和志留系泥質(zhì)巖層，頂板埋深2807 m，頂、底板起到良好的隔熱保溫效果，為深部承壓水。水質(zhì)類型為Cl-Na型水。抽水井口出水溫度85 ℃。經(jīng)鑒定評價(jià)為含鋰、碘的硫化氫、偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶、溴理療熱礦水。允許開采量為1538 m3/d。

屏山縣書樓鎮(zhèn)芭蕉理療熱礦泉水：位于宜賓市屏山縣書樓鎮(zhèn)芭蕉村，為人工揭露的熱礦泉水。水源地處于川南丘陵與山區(qū)過渡地帶。熱礦井構(gòu)造上處于樓東背斜南東翼，糖房灣穹窿的頂部，這些構(gòu)造對溫泉起控制作用，熱礦泉水含水層為埋深1975 m以下的二疊系陽新灰?guī)r，上部二疊系上統(tǒng)龍?zhí)睹合档貙雍腿B系下統(tǒng)飛仙關(guān)砂、泥巖地層是地?zé)岷畬恿己玫母羲敯迳w層，其頂板埋深1975 m；底板為二疊系梁山組泥頁巖和志留系泥質(zhì)巖層，頂板埋深2618 m以下，頂、底板起到良好的隔熱保溫效果。水質(zhì)類型為Cl-Na型水。抽水井口出水溫度85 ℃。經(jīng)鑒定評價(jià)為含鋰、碘的硫化氫、偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶、溴理療熱礦水。允許開采量為1512 m3/d。

3 地下熱水的形成條件

3.1 地?zé)岬膩碓?/p>

主要有：放射熱、地球轉(zhuǎn)動熱、化學(xué)反應(yīng)熱及重力分異熱等。宜賓地區(qū)以地球轉(zhuǎn)動熱和化學(xué)反應(yīng)熱為主，其中化學(xué)反應(yīng)熱的熱源是有限的，主要熱源還是地球轉(zhuǎn)動地?zé)?。地球轉(zhuǎn)動地?zé)嶂饕怯捎诘厍蜃赞D(zhuǎn)角速度的變化，引起非均質(zhì)的地殼巖層發(fā)生水平位移和擠壓而產(chǎn)生的機(jī)械熱。它嚴(yán)格控制著各種類型構(gòu)造體系的形成與分布，同時(shí)也控制著各種礦產(chǎn)和地下熱水的形成與分布。

根據(jù)四川盆地地溫梯度等值線圖（見圖1），宜賓地區(qū)的地溫梯度值在25～30 ℃/km之間，結(jié)合在川南煤礦區(qū)勘探地溫實(shí)測資料，宜賓地區(qū)地溫梯度在28 ℃/km左右，高于全省平均值。在背斜的頂部，溫度及地?zé)崽荻榷驾^兩翼高，而在向斜凹陷地方熱流密度、地?zé)崽荻容^低。特別是在挽近構(gòu)造運(yùn)動活動強(qiáng)烈地區(qū)尤為明顯，因?yàn)檫@里的斷裂及構(gòu)造破碎帶等比較發(fā)育，是地下熱水的良好通道。

3.2 區(qū)域深循環(huán)地下熱水模式

廣泛出露于川南盆周山區(qū)與云、貴高原過渡地帶的二疊系棲霞組、茅口組和三疊系嘉陵江組的碳酸鹽巖層，其巖溶發(fā)育、厚度大，質(zhì)純分布廣，巖溶海拔高，強(qiáng)烈發(fā)育，接受大氣降水補(bǔ)給充足，巖溶水十分豐富，以同層徑流為主的方式向低海拔的北部地區(qū)（南、北海拔相對高差達(dá)1000 m以上），徑流深循環(huán)增溫，在此過程中進(jìn)行水、熱交換，溶濾巖石中的有益微量元素，匯聚于北部地區(qū)（含宜賓市）儲水條件良好的封閉構(gòu)造環(huán)境中，使宜賓地區(qū)具有了豐富的地下熱水資源見圖2）。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，宜賓地區(qū)內(nèi)巖溶水的深循環(huán)模式，即地?zé)崴难h(huán)模式，具有循環(huán)深度大（1500 m以上），循環(huán)途徑復(fù)雜，補(bǔ)給區(qū)遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

3.3 地下熱水的補(bǔ)、徑、排條件

據(jù)川南二疊系、三疊系地?zé)崴男纬赡Ｊ窖芯?，如宜賓市翠屏山理療熱礦泉水等，均具有遠(yuǎn)程補(bǔ)給，深層順層循環(huán)，尤其是順古溶蝕界面運(yùn)移的特點(diǎn)。宜賓地區(qū)內(nèi)賦存的地下熱水的補(bǔ)給區(qū)，主要是在珙縣、高縣、筠連縣一帶（出露位置較高的寬緩石灰?guī)r裸露區(qū)），接受大氣降水的直接滲入或灌入補(bǔ)給；地下水主要通過同層補(bǔ)給，順層向深部徑流，二疊系、三疊系巖溶界面的沉積間段（假整合）是地下深循環(huán)的良好通道，由于處于循環(huán)帶之內(nèi)，徑流緩慢，極少見有天然排泄點(diǎn)；通過遠(yuǎn)程徑流，地下熱水在深部獲得增溫，并溶濾圍巖中礦物質(zhì)形成熱礦水，完成了地?zé)崴难a(bǔ)給、徑流過程。因此，區(qū)內(nèi)地?zé)崴Y源不同于其他礦產(chǎn)資源，它是一個(gè)由補(bǔ)給、徑流至排泄構(gòu)成的完整循環(huán)的平衡系統(tǒng)，只要不破壞補(bǔ)給量與排泄量的平衡，地?zé)崴畡t是可再生資源，具有較大的開發(fā)價(jià)值。endprint

3.4 地下熱水與構(gòu)造的關(guān)系

地下熱水的形成嚴(yán)格受構(gòu)造條件的控制，宜賓地區(qū)內(nèi)大部分溫泉都出露在強(qiáng)烈褶皺的背、向斜軸部和翼部，并與不同力學(xué)性質(zhì)的斷裂構(gòu)造有著一定的關(guān)系，斷裂常常是地下熱水出露地表的主要通道。如高縣來復(fù)渡哨包溫泉就與佛界山斷裂有著直接的關(guān)系。另據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料：華鎣山深大斷裂與峨眉-宜賓深大斷裂相交于區(qū)內(nèi)，切穿志留系、二疊系、三疊系等地層，而斷裂構(gòu)造往往形成地下熱水的導(dǎo)流通道，并使之獲得一部分的構(gòu)造熱。區(qū)內(nèi)地下熱水的形成與深部構(gòu)造尤其是東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造有著密切的關(guān)系。

3.5 地?zé)豳Y源的分布特征

宜賓地區(qū)主要屬于北東-南西向褶皺構(gòu)造區(qū)，區(qū)內(nèi)宜賓背斜、南廣背斜、龍頭山向斜均呈北東-南西向相間，受華鎣山深大斷裂和峨眉-岷江深大斷裂制約后，西南端傾伏，向北東逐漸收斂。因此在宜賓背斜和南廣背斜的軸部或翼部，褶皺強(qiáng)烈，地下熱水資源相對較為豐富。宜賓地區(qū)內(nèi)三疊系、二疊系碳酸鹽巖埋藏深度達(dá)（約大于）1500 m，該類地層中賦存的地下水屬較深埋藏型巖溶水，故相應(yīng)產(chǎn)生的地下熱水也屬于深循環(huán)帶中的地?zé)崴?，由于上覆地層較厚，地下水一般具有承壓性，但一般不會以天然泉或泉群的方式向地表排泄，必須以人工鉆鑿井（孔）方式揭露。

3.6 水化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)地下熱水屬于深循環(huán)帶中的深埋藏型地下熱水，地下熱水徑流緩慢，經(jīng)過遠(yuǎn)距離的補(bǔ)給、徑流及地下水交替使用后，水化學(xué)成分復(fù)雜，一般以CL-、HCO3-和Na+、Ca+含量較高，主要水質(zhì)類型多屬于CL-Na和HCO3-·Na、Ca型，礦化度一般略高，部分大于1 g/L，pH值一般7～8，部分地?zé)崴羞€含有大量的微量元素和氣體成份，其中以鍶、氟、偏硅酸等含量較高，大部分均達(dá)到或超過理療礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 地下熱水的動態(tài)特征

區(qū)內(nèi)地下熱水動態(tài)較一般巖溶泉穩(wěn)定，其中以水溫和水質(zhì)變化較小，流量的變化幅度相對較大。據(jù)區(qū)內(nèi)已有溫泉的長觀資料，流量與大氣降水有一定的關(guān)系，主要表現(xiàn)在兩者峰值的大致同步上，由于屬埋藏型地下熱水，相應(yīng)降水規(guī)律有一個(gè)較長的滯后期。據(jù)部分長觀資料，水溫變化幅度2～7 ℃，水溫不受氣溫變化的影響，分析資料表明，溫泉水質(zhì)類型基本上沒有變化。

4 結(jié)論

根據(jù)區(qū)內(nèi)地下熱水的賦存規(guī)律及地質(zhì)環(huán)境條件，對宜賓地區(qū)地?zé)豳Y源的勘查及開發(fā)利用應(yīng)該以二疊系棲霞組、茅口組碳酸鹽巖溶水為重點(diǎn)。通過系統(tǒng)分析，在區(qū)內(nèi)宜賓背斜、南廣背斜的軸部或翼部是深循環(huán)地下熱水的可能富集部位。主要由二疊系下統(tǒng)棲霞組、茅口組巖溶水在封閉的深埋狀態(tài)下以橫向順層運(yùn)移方式為主，經(jīng)2000 m以上的神循環(huán)形成地下熱水，因此熱水一般具有高溫、高壓、高礦化的特點(diǎn)。由于上部蓋層厚度大，目的含水層埋藏深超過2000 m，地表一般不會有溫泉出露，區(qū)內(nèi)地下熱水屬深埋藏地下熱水，可以通過人工鉆鑿井（孔）的方式進(jìn)行開采，極有可能獲得豐富的地下熱水資源。

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