四川省南江縣地?zé)岬刭|(zhì)特征研究

劉邦顯，曾 敏，廖 雨

(重慶市地勘局南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，重慶 401121)

四川省南江縣地?zé)岬刭|(zhì)特征研究

劉邦顯，曾 敏，廖 雨

(重慶市地勘局南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，重慶 401121)

從地?zé)崴男纬?、熱儲?gòu)造、地?zé)崴难a(bǔ)徑排特征及川北地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件對比分析等方面分析了四川省南江縣的地?zé)岬刭|(zhì)特征，結(jié)果表明:南江縣地?zé)崴男纬煞绞綖橐源髿饨邓疄檠a(bǔ)給源，以地?zé)崽荻燃盎瘜W(xué)熱、機(jī)械熱、放射熱等方式增溫，以巖溶管道及裂隙作為水及熱的傳遞通道，順層作縱向徑流，在地表減壓最大地段出露或人工鉆井揭露排出地表形成地?zé)崴?南江縣地?zé)岬刭|(zhì)條件較為優(yōu)越，通過鉆井揭露，在合適的深度如2 150 m可獲取較理想的地?zé)崴?，具有較好的地?zé)崴_發(fā)利用前景。

地?zé)岬刭|(zhì);熱儲構(gòu)造;地?zé)崴?補(bǔ)徑排;四川

四川省南江縣位于四川省東北邊緣、米倉山南麓，縣境內(nèi)生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、風(fēng)景秀麗，森林覆蓋率高，有“光霧山國家重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)”、“米倉山國家森林公園”及神門洞、皇柏林、小巫峽、斷渠公園等景點(diǎn)，旅游資源十分豐富?？h境內(nèi)米倉山山脈為東西走向的高隆起地質(zhì)構(gòu)造帶，其延伸長、地層出露較齊全、熱儲構(gòu)造完整，具備勘探開發(fā)醫(yī)療熱礦水資源的條件，南江縣內(nèi)目前未勘探開發(fā)醫(yī)療熱礦水資源資源，周邊地區(qū)開發(fā)醫(yī)療熱礦水資源也很少，若在地?zé)釛l件較好的地段成功勘探出醫(yī)療熱礦水資源，將開啟南江縣醫(yī)療熱礦水旅游大門，具有很好的開發(fā)潛力和巨大的市場空間。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

四川南江縣位于米倉山推覆構(gòu)造帶的次一級構(gòu)造單元米倉山南緣滑脫帶及四川盆地接壤地帶。米倉山推覆構(gòu)造帶為印支期以來的一大型復(fù)式背斜，其東側(cè)為大巴山推覆構(gòu)造帶，西側(cè)為龍門山構(gòu)造帶及松潘—甘孜造山帶，北側(cè)為秦嶺造山帶，南側(cè)為四川盆地?？傮w呈東西偏北北東向，局部呈向北凸起的弧形，東西走向長約180 km，南北展布寬約70 km。

1.2 地層巖性

區(qū)域地層出露較齊全，除泥盆系、石炭系、志留系上統(tǒng)缺失外，元古界至第四系均有出露。在南江縣北部有晉寧期巖漿巖侵入，超基性、基性至中性、酸性及堿性基巖均有出露，主要為花崗巖、閃長巖、石英閃長巖、輝長巖等。元古界變質(zhì)巖系以接觸變質(zhì)、區(qū)域變質(zhì)為主，其巖性為巖石板巖、片巖、混合巖、角巖、大理巖及其他輕微變質(zhì)的粉砂巖、結(jié)晶灰?guī)r、白云巖等。古生界為一套濱?！獪\海相碳酸鹽巖及碎屑巖。

1.3 地貌特征

南江縣境內(nèi)地勢北高南低，北部屬于大巴山—米倉山山區(qū)中深切割的中山地形，山脊線呈北東東向大致平行排列，由北而南依次減低，海拔在1 300～2 000 m，相對高差700～1 200 m，最高點(diǎn)為光霧山，海拔2 507.6 m，溝谷切割，谷坡陡峻，以凸坡為主。南部為淺至中切割的中低山地形，溝谷縱橫，山體零碎，形態(tài)不一，溪溝縱橫，山水相依，最低點(diǎn)海拔370 m(鳳儀鄉(xiāng)桑樹壩村)。

1.4 水文地質(zhì)特征

根據(jù)南江縣地層巖性分布特點(diǎn)，淺層地下水類型有碳酸鹽巖溶水、碎屑巖類孔隙裂隙水、基巖裂隙水、松散堆積層空隙水四類。碳酸鹽巖溶水主要賦存于志留系下統(tǒng)小河壩組、二疊系中統(tǒng)棲霞組、茅口組、上統(tǒng)吳家坪組、大隆組、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組、銅街子組、嘉陵江組，中統(tǒng)雷口坡組碳酸鹽巖地層中，水化學(xué)類型為HCO3－Ca型;碎屑巖類孔隙裂隙水主要分布于三疊系上統(tǒng)須家河組(T3xj)及侏羅系下統(tǒng)白田壩(J1b)、中統(tǒng)千佛巖組(J2q)、沙溪廟組(J2s)的砂巖、粉砂巖、泥巖孔隙裂隙中，水化學(xué)類型多為 HCO3－Ca·Mg型或HCO3－Ca·Na;基巖裂隙水主要賦存于侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組(J2s)、上統(tǒng)遂寧組(J3s)砂泥巖互層的砂巖裂隙中，泉流量0.01 ～0.5 L/s，水化學(xué)類型多為 HCO3－ Ca·Na，礦化度 0.1～0.3 g/L;松散堆積層孔隙水零星分布于橫向切割河谷底部、河漫灘的上更新統(tǒng)(Q3)沖積層組成，水化學(xué)類型多為HCO3－ Ca·Mg，礦化度 0.2 ～0.3 g/L。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

2.1 地?zé)崴男纬?/h3>

地?zé)崴男纬墒窃谔囟ǖ牡責(zé)岬刭|(zhì)環(huán)境中形成的。南江縣的地?zé)崴饕詽B入溶濾水為主，由米倉山推覆構(gòu)造大型復(fù)式背斜南翼出露的三疊系中下統(tǒng)碳酸鹽巖形成的巖溶洼地、巖溶漏斗、落水洞、溝谷及低緩巖溶斜坡等巖溶地貌，匯聚大氣降水補(bǔ)給，向地層深處(由淺向深)滲透(橫向徑流為主)，隨地?zé)嵩鰷丶盎瘜W(xué)熱、機(jī)械熱、放射熱等增加水溫。深部地?zé)崴槍?作縱向)徑流，然后在地表減壓最大地段出露或人工鉆井揭露排出地表形成地?zé)崴?/p>

1)熱源

據(jù)四川盆地基底構(gòu)造圖，工作區(qū)基底為弱～無磁性的元古界變質(zhì)巖系，基底古老，沉積蓋層厚，晚近期無巖槳活動。因此本區(qū)地?zé)嶂饕傻責(zé)嵩鰷厮?，即熱儲的溫度受埋深控制?/p>

2)熱傳遞通道

南江縣所在的米倉山大型復(fù)式背斜南翼即米倉山南緣滑脫帶，有大面積的碳酸鹽巖出露，巖溶及裂隙均較發(fā)育，地下深處的熱源增溫層與淺部地層中的巖溶管道緊密相連，相互溝通，形成熱傳遞通道。

2.2 熱儲構(gòu)造

1)熱儲層

由三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組及銅街子組的碳酸鹽巖地層構(gòu)成，厚約1000m。主要熱儲層為嘉陵江組上段，次要熱儲層為雷口坡組、嘉陵江組下段及銅街子組地層。

2)熱儲蓋層

由三疊系上統(tǒng)須家河組碎屑巖層(第一蓋層，厚約204 m)及侏羅系紅色碎屑巖地層(第二蓋層，厚數(shù)百米至千余米)共同組成。該區(qū)熱儲蓋層厚度較大，孔隙度、熱導(dǎo)率低、滲透率小，不具備越流條件，可有效控制地?zé)崴虻乇硪缌鬟\(yùn)移，形成良好的熱儲蓋層。

3)熱儲下部隔水層

主要由三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組碎屑巖夾碳酸鹽巖組成，頂部為一層厚約15～20 m的紫紅色、紫灰色泥巖、頁巖，總厚度近700 m。這類隔水巖層，隔斷了熱儲層中地?zé)崴蛳聺B漏，有利于地?zé)崴膮R集。

上述三部分地層共同構(gòu)成了米倉山復(fù)式背斜的熱儲構(gòu)造，地?zé)崴饕癫卦诒承币聿?，埋深?shù)百米至千余米。

2.3 地?zé)崴难a(bǔ)徑排特征

工作區(qū)地?zé)崴饕纱髿饨邓a(bǔ)給，經(jīng)深部循環(huán)地?zé)嵩鰷囟?。米倉山復(fù)式背斜核部碳酸鹽巖形成的巖溶地貌如洼地、落水洞等接受大氣降水補(bǔ)給形成淺層地下水，部分淺層地下水在區(qū)域構(gòu)造及動水壓力作用下，通過巖溶管道及裂隙向下滲透形成深層地下水，水溫受地溫梯度的影響逐漸增高。地?zé)崴趶搅魍局信c圍巖發(fā)生溶濾作用，成為具有特殊化學(xué)成份及多種微量元素的地?zé)崴５責(zé)崴饕乇承币聿繜醿又械目v橫裂隙向下滲透運(yùn)移，沿深部巖溶通道及構(gòu)造走向作縱向徑流，在地表減壓地段涌出地表形成溫泉或經(jīng)人工揭露形成鉆井溫泉。

圖1 川北地區(qū)溫泉分布示意圖

2.4 川北地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件對比分析

四川北部區(qū)域已成功勘探多口地?zé)崴@井，如位于米倉山構(gòu)造與龍門山構(gòu)造結(jié)合部東南翼的廣元地區(qū)，主要有川北溫泉、劍閣溫泉、劍閣清江湖溫泉、昭化溫泉、盤龍溫泉、工農(nóng)溫泉等;位于龍門山構(gòu)造帶的綿陽市安縣有羅浮山溫泉;上述鉆井溫泉的熱儲層均為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組，鉆井深度1 800～2 700 m，出水量多在2 000 m3/d以上，水溫40℃ ～50℃，水質(zhì)中偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶等達(dá)理療熱礦水濃度或命名標(biāo)準(zhǔn)(見表1、圖1)。位于米倉山構(gòu)造南緣滑脫帶的旺蒼縣高陽鎮(zhèn)溫泉村有鹿亭溫泉，為上世紀(jì)七十年代勘探石油成井，溫泉自流量171.84 m3/d，水溫42℃，水化學(xué)類型為SO4－Ca·Mg型，為含鍶、偏硅酸的氟、氡理療熱礦水，該鉆井溫泉的熱儲層為寒武系。

經(jīng)調(diào)查訪問，南江縣目前未發(fā)現(xiàn)天然溫泉，也無地?zé)崴@井。但工作區(qū)所在米倉山構(gòu)造、勘探三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1j)碳酸鹽巖熱儲層，其地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、熱儲構(gòu)造及熱儲層、含水性特征、補(bǔ)徑排條件等地?zé)岬刭|(zhì)條件與川北地區(qū)非常相似。上述成功開采的川北鉆井溫泉表明南江縣也具備地?zé)岬刭|(zhì)條件，為南江縣勘探地?zé)崴Y源提供了理論支持和技術(shù)保障。

2.5 地?zé)崴|(zhì)特征

地?zé)崴乃瘜W(xué)組分受圍巖礦物及化學(xué)成份控制。據(jù)巖礦測試，組成嘉陵江組地層巖石的主要礦物成分有方解石、白云石，其次是硬石膏、黃鐵礦、巖鹽、石英、天青石等次要礦物。據(jù)巖石光譜全項(xiàng)掃描分析，嘉陵江組地層巖石中含微量元素有 Fe、Cu、Mn、Li、Ba、B、Sr、Mo、V、Zn、Hg、P、Co、Ni、Ti、Th、Ra、U 等，其中以 B、Sr、Fe、Mn、Ti、Co 等含量相對較高，這些組分的存在為地?zé)崴幕瘜W(xué)成份提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。通常白云石、方解石、硬石膏、巖鹽可通過溶解作用進(jìn)行分解，其離子組分進(jìn)入地?zé)崴?，?gòu)成了地?zé)崴械幕窘M分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3－、SO42－、Cl－等)。Sr、B、Li等可通過礦物的溶解或通過溶濾水而獲得。

表1 川北地區(qū)已勘探地?zé)峋?溫泉)一覽表

3 結(jié)語

(1)南江縣地?zé)崴幱诿讉}山大型復(fù)式背斜南翼嘉陵江熱儲構(gòu)造，以大氣降水為補(bǔ)給源，隨地?zé)崽荻燃盎瘜W(xué)熱、機(jī)械熱、放射熱等增溫，以巖溶管道及裂隙作為水及熱的傳遞通道，順層作縱向徑流，在地表減壓最大地段出露或人工鉆井揭露排出地表形成地?zé)崴?/p>

(2)南江縣熱儲層主要為三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組、銅街子組碳酸鹽巖地層，厚約1 000 m。熱儲蓋層為三疊系上統(tǒng)須家河組碎屑巖及侏羅系紅色碎屑巖地層，熱儲下部隔水巖層為三疊系統(tǒng)下飛仙關(guān)組碎屑巖夾碳酸鹽巖地層。

(3)南江縣地?zé)岬刭|(zhì)條件較為優(yōu)越，通過鉆井揭露，在合適的深度如2 150 m可獲取較理想的地?zé)崴哂休^好的開發(fā)利用前景。但由于工作區(qū)地層平緩、熱顯示不明顯等不利因素，且深部地?zé)岬刭|(zhì)條件復(fù)雜多變，地質(zhì)風(fēng)險依然存在。

［1］中國人民解放軍建字七三0部隊(duì).1:20萬區(qū)域水文地質(zhì)普查報告(南江幅)［R］.1976.

［2］重慶南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì).四川省巴中市南江縣馬躍溪醫(yī)療熱礦水資源勘查可行性論證報告［R］.2014.

［3］賀華，郭東興.商城縣湯泉池溫泉地質(zhì)條件分析［J］.地下水.2014，36(4):220 －221.

［4］徐林.遼寧省大石橋市水源地地?zé)岬刭|(zhì)特征研究［J］.地下水.2013，35(3):154 －155.

［5］胡靜，涂良權(quán)，劉會平.河南省九龍山湯池溫泉地?zé)岬刭|(zhì)特征及成因機(jī)制［J］.地質(zhì)科技情報.2012，31(4):86－89.

Study on geothermal geology of Nanjiang County in Sichuan

LIU Bang － xian，ZENG Min，LIAO Yu
(Nanjiang Hydrogeological＆ Engineering Geology Brigade， Chongqing Geology and Mineral Exploration Bureau.Chongqing 401121)

This paper analyzes the features of geothermal geology in Nanjiang County from the aspects of origin，thermal reservoir structure，geothermal water recharge runoff discharge characteristics and comparative analysis of geothermal geology of North Sichuan area.The results show that:the way of geothermal water to precipitate water as recharge source，the increase in water temperature as geothermal gradient，chemical thermal，mechanical，thermal radiation heat.In Karst conduit and fracture as the channel water and heat transfer，bedding longitudinal runoff，in the largest section exposed surface decompression or artificial drilling revealed formation of geothermal water discharge surface.Geothermal geological condition is superior，through drilling revealed，in the proper depth such as 2150m can obtain ideal hot water，has a good prospect of development and utilization of geothermal water.

Geothermal geology;thermal reservoir structure;Geothermal water and recharge runoff discharge

2015－03－26

劉邦顯(1981－)，男，貴州桐梓人，工程師，主要從事巖溶水文地質(zhì)與地?zé)豳Y源勘查研究工作。

P641.5

A

1004－1184(2015)04－0016－03