四川地?zé)豳Y源類(lèi)型、分布及成因模式

羅 敏，任 蕊，袁 偉

（四川省地質(zhì)工程勘察院，成都 610072）

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四川地?zé)豳Y源類(lèi)型、分布及成因模式

羅 敏，任 蕊，袁 偉

（四川省地質(zhì)工程勘察院，成都 610072）

摘要：從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及地?zé)岬刭|(zhì)背景出發(fā)，將四川省的地?zé)豳Y源歸屬為隆起山地型和沉積盆地型。對(duì)這兩大類(lèi)型地?zé)豳Y源的地質(zhì)構(gòu)造條件、分布、產(chǎn)出特征進(jìn)行分析，總結(jié)出四川地?zé)豳Y源分布和產(chǎn)出主要受構(gòu)造和地形地貌控制的規(guī)律。通過(guò)兩大類(lèi)型地?zé)豳Y源典型區(qū)進(jìn)行成因模式分析，為地?zé)豳Y源合理開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地?zé)?；?lèi)型；成因模式；四川

我國(guó)西南部位于歐亞板塊內(nèi)部及印度板塊與歐亞板塊的碰撞邊界，在強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，呈現(xiàn)高熱流異常[1]。四川處于這樣的地質(zhì)構(gòu)造和熱背景區(qū)域，全省有三大構(gòu)造體系：西部青藏川滇歹字型構(gòu)造頭部至中部的轉(zhuǎn)折部位；北部一系列疊置的弧形構(gòu)造；東部新華夏和華夏系。其間的界線為北東向龍門(mén)山斷裂帶、北西向鮮水河斷裂帶和南北向安寧河斷裂帶，它們?cè)跒o定以南交匯成“Y”字型（圖1）。

印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)使區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育，并伴有大規(guī)模中酸性巖漿侵入，尤其是四川西部，出現(xiàn)若干南北向巖漿巖帶，反映了南北向斷裂處于引張狀態(tài)，這是四川熱水形成與分布的主要構(gòu)造線方向[2]，具有產(chǎn)生強(qiáng)烈水熱活動(dòng)和孕育高溫水熱系統(tǒng)必要的地質(zhì)構(gòu)造條件和熱背景。

圖1　四川省地質(zhì)構(gòu)造圖

1　四川地?zé)豳Y源類(lèi)型及特征

地?zé)豳Y源類(lèi)型按熱儲(chǔ)介質(zhì)、構(gòu)造成因、水熱傳輸方式可劃分成不同的類(lèi)型。王貴玲研究員在綜合分析已有地?zé)豳Y源分類(lèi)的基礎(chǔ)上，將我國(guó)地?zé)豳Y源分為沉積盆地地?zé)豳Y源、隆起山地地?zé)豳Y源、淺層地溫能和干熱巖四大類(lèi)型[3]。根據(jù)四川所處的地質(zhì)構(gòu)造和地?zé)岬刭|(zhì)背景分析，地?zé)崴饕纱髿饨邓ㄟ^(guò)巖石的斷裂裂隙系統(tǒng)循環(huán)至地下深處，受不同類(lèi)型熱源加熱后，在靜水壓力和熱動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，回升至地表形成溫、熱泉或埋藏在一定深度形成熱水層的水熱系統(tǒng)[4]?？蓪⑺拇ㄊ〉?zé)豳Y源類(lèi)型歸屬為隆起山地地?zé)豳Y源和沉積盆地地?zé)豳Y源兩大類(lèi)型。

1.1隆起山地地?zé)豳Y源

根據(jù)所處的地質(zhì)構(gòu)造背景、溫泉出露溫度、密集度等，可次分為板緣非火山型和板內(nèi)深循環(huán)型[5]。

1）板緣非火山型：甘孜州的西北部處于歐亞、印度兩大板塊邊界陸-陸碰撞接觸帶內(nèi)，分布著金沙江、德格-鄉(xiāng)城、甘孜-理塘等主干斷裂帶，這三條斷裂帶均屬于板緣高溫地?zé)釒?，巖石圈斷裂切割深度已達(dá)上地幔，深部巖漿活動(dòng)劇烈。主要的構(gòu)造形跡呈北北西、北西方向展布，晚近以來(lái)，這些斷裂仍處在活動(dòng)狀態(tài)，地應(yīng)力集中、地震頻繁，是地球深部熱載體源向上溢出的窗口，也是地下水進(jìn)行水熱活動(dòng)的良好通道。

地?zé)犸@示受斷裂構(gòu)造控制作用明顯，溫、熱泉集中分布，出露多，溫度高，尤以巴塘、理塘、鄉(xiāng)城、德格等縣的溫泉數(shù)量最多，分布最為密集[6]。地下熱水溫度一般40～90℃，多數(shù)在60℃以上，如理塘縣奔戈鄉(xiāng)卡輝溫泉，水溫86℃、巴塘措拉熱坑溫泉，呈沸騰狀產(chǎn)出，水溫達(dá)90℃。

2）板內(nèi)深循環(huán)型：主要分布于四川盆地以西、西南地區(qū)，由印度與歐亞兩大板塊交接帶以東的影響帶，縱貫川西南的康滇地軸區(qū)。該帶位于板塊內(nèi)部，由于直接與板緣地?zé)釒嗯?，挽近時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)仍較強(qiáng)烈，溫泉分布廣泛[1]。川西的鮮水河斷裂帶處在板塊碰撞接觸影響地帶，該斷裂帶是四川省現(xiàn)今活動(dòng)最為強(qiáng)烈的一個(gè)構(gòu)造帶，為一大型韌性平移剪切帶，斷裂帶上有強(qiáng)烈的擠壓破碎現(xiàn)象，構(gòu)造裂隙強(qiáng)烈發(fā)育[6]，為地下水運(yùn)移提供良好的通道。地下熱水沿?cái)嗔褞Х植加跔t霍，道孚，康定等地。川西南的康滇地軸區(qū)，自古生代以來(lái)一直處于隆起狀態(tài)，以南北向構(gòu)造為主，兩側(cè)陷褶帶構(gòu)造形變強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育，巖漿巖和碳酸鹽巖分布較廣。以安寧河斷裂為首的各類(lèi)斷裂多數(shù)處于活動(dòng)狀態(tài)[4]。地下熱水分布瀘定、石棉、喜德、普格、紅格、金河、甘洛等地[7]。

地表水熱顯示主要有溫泉、熱泉、冒汽洞、鈣華等，一般溫度25～60℃，局部最高溫度達(dá)到80℃以上，如道孚縣葛卡鄉(xiāng)龍普溝溫泉，水溫42℃；康定的榆林宮灌頂溫泉，水溫81℃；寧南縣的碧跡河溫泉，水溫51℃等。

1.2沉積盆地型地?zé)豳Y源

四川盆地是一個(gè)大型壓性拗陷盆地，屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的次一級(jí)構(gòu)造單元。盆地的基底為前震旦系的變質(zhì)巖系，基底之上，不僅有十分發(fā)育的海相震旦系、古生界和中、下三疊系，而且從晚三疊系起，又沉積了巨厚的陸相沉積[8]。據(jù)黃尚瑤分析，在地殼沉降或拗陷盆地中，如果有巨厚的中、新生界沉積蓋層，并且蓋層下面有基巖巖溶裂隙或階梯狀斷裂發(fā)育，則易形成沉積巖內(nèi)地下熱水自流盆地。事實(shí)上，經(jīng)鉆探揭露，四川盆地深部賦存有豐富的地?zé)崴?、熱礦水和熱鹵水，這些地下熱水均屬沉積盆地型地?zé)豳Y源[1]。根據(jù)四川盆地的區(qū)域構(gòu)造格局，將沉積盆地型地?zé)豳Y源次分為斷陷盆地型和拗陷盆地型[5]。

1）斷陷盆地型：屬于板內(nèi)裂谷型盆地，四川盆地西緣，龍門(mén)山斷裂帶以東的山前地區(qū)，沿廣元-綿陽(yáng)-峨眉一線，受龍門(mén)山斷裂帶影響，有明顯的不均一斷裂活動(dòng)。該類(lèi)熱水主要接受龍門(mén)山高山區(qū)的降水補(bǔ)給，沿龍門(mén)山斷裂帶的次生斷裂、破碎帶或構(gòu)造裂隙向深部徑流，熱源主要為正常的區(qū)域大地?zé)崃髁浚叵聼崴驏|部的盆地中運(yùn)移途中，受阻于盆地深部裂縫不發(fā)育的緩傾區(qū)而滯留，成為含多種元素的地?zé)崴甗9]，局部有水熱對(duì)流特征。根據(jù)目前的資料，該類(lèi)地?zé)峄緹o(wú)地表熱顯示，地下熱水多被鉆孔揭露。因此，水溫取決于熱儲(chǔ)層的埋藏深度，如廣元市劍門(mén)關(guān)天賜溫泉，井深2 227m，水溫59℃；綿竹釀春池溫泉，井深1 888m，水溫39℃；峨眉山七里坪溫泉，井深2 516m，水溫44℃。

2）拗陷盆地型：屬于板內(nèi)克拉通型盆地，無(wú)明顯的構(gòu)造變動(dòng)。主要分布在中新生代沉降的四川盆地內(nèi)部、華鎣山以西的川東、川東南地區(qū)，如達(dá)州、宜賓等地。盆地中的地下水，根據(jù)目前的資料，地表一般沒(méi)有熱顯示，地下熱水通過(guò)鉆孔揭露。熱儲(chǔ)層為三疊系碳酸鹽巖，成層性較好。表層為厚度數(shù)百至數(shù)千米的侏羅系、白堊系碎屑巖所覆蓋，熱源主要來(lái)自正常的地溫增熱。由于地下熱水被穩(wěn)定隔水層所隔，長(zhǎng)期處于封閉狀態(tài)，多形成高礦化度的熱鹽鹵水，如自貢市大安區(qū)燊海井，井深1 001m，水溫37℃，礦化度208mg/L，并含K、Br、I等元素；遂寧市蓬基井，井深3 201m，水溫62℃，礦化度199mg/L[10]。

盆地邊緣的地下熱水，主要分布于川東的達(dá)州、廣安；川南的宜賓長(zhǎng)寧、筠連、珙縣和瀘州瀘縣一帶，地下熱水的出露受盆地邊緣強(qiáng)烈褶皺和斷裂有關(guān)[11]，熱源除了來(lái)自地?zé)嵩鰷赝?，還與構(gòu)造作用熱有關(guān)。熱儲(chǔ)層主要為寒武系、奧陶系、二疊系及三疊系碳酸鹽巖地層，水溫取決于熱儲(chǔ)層的埋藏深度及地溫梯度[4]，表現(xiàn)出傳導(dǎo)型地?zé)崽卣鱗8]。如宜賓蜀南竹海，水溫38℃。

圖2　奔戈鄉(xiāng)卡輝溫泉產(chǎn)出的構(gòu)造簡(jiǎn)圖

2　地?zé)豳Y源分布及生成規(guī)律

四川地?zé)豳Y源豐富，分布廣泛，且高、中、低溫兼有，分布呈現(xiàn)出不同構(gòu)造帶、不同程度、不同溫度分區(qū)的特點(diǎn)。省內(nèi)70%以上溫泉分布于龍門(mén)山-峨眉山-大涼山以西的川西地區(qū)，以中、高溫溫泉為主，其余溫泉主要分布于盆地中及盆地邊緣山區(qū)，以中、低溫溫泉?？偟膩?lái)說(shuō)，地下熱水分布表現(xiàn)以下兩點(diǎn)規(guī)律：

2.1受構(gòu)造斷裂帶控制作用明顯

四川目前已發(fā)現(xiàn)的溫泉，與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系非常密切，這一特征對(duì)于隆起山地型地?zé)豳Y源表現(xiàn)尤為明顯，川西及川西南地區(qū)的溫泉多沿金沙江、德格-鄉(xiāng)城、甘孜-理塘、鮮水河及安寧河等幾大主干斷裂帶分布。但溫泉出露的位置，并不都是在主干斷裂上，大多在大斷裂與次級(jí)斷裂相交處；或是在張性、張扭性的斷裂及節(jié)理處，或是近代還有較強(qiáng)活動(dòng)性的構(gòu)造復(fù)合位置上，這些地方巖石較破碎，常常是地下熱水在其中運(yùn)移和深部熱水上涌的有利場(chǎng)所。

沉積盆地型地?zé)豳Y源，在川東和川東南地區(qū)的臺(tái)坳區(qū)，有少量溫泉分布，多出露于蓋層褶皺較強(qiáng)、斷裂和構(gòu)造裂隙比較發(fā)育、具有較好水熱活動(dòng)條件的背斜軸部，或褶皺折轉(zhuǎn)端和交接部位。如宜賓蜀南溫泉，出露于珙縣大背斜南翼（靠近核部），水溫45℃。

2.2受地貌控制多出露于河谷地段

河流是當(dāng)?shù)厍懈钭钌钭畹偷那治g面，也是地下熱水隔熱蓋層最薄、地下熱水最低、最易外泄的出口，所以很大部分溫泉都在河谷地區(qū)出露[6]。

川西和川西南發(fā)育了金沙江及其支流無(wú)量河、雅礱江、鮮水河、大渡河和安寧河等大河，這些河道多受構(gòu)造控制，與斷層走向一致，構(gòu)造條件和地形條件一致形成溫泉出露的優(yōu)越條件。如理塘縣奔戈鄉(xiāng)一帶的溫泉，沿?zé)o量河階地邊緣呈泉群產(chǎn)出，水溫最高達(dá)86℃。

川東和川東南發(fā)育有長(zhǎng)江和嘉陵江，為區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準(zhǔn)面。該區(qū)的沉積盆地型地?zé)豳Y源，在背斜或巖溶槽谷地區(qū)，被河流橫向切穿熱儲(chǔ)層后出露溫泉。溫泉多數(shù)產(chǎn)于橫切背斜軸的河床上，僅個(gè)別出露于溶蝕槽谷中。如廣安市鄰水響水村溫泉，出露于御臨河右岸河谷，水溫31℃。

3　典型地區(qū)地?zé)嵝纬蓷l件及模式分析

3.1隆起山地型—以理塘卡輝溫泉為例

卡輝溫泉，位于理塘縣奔戈鄉(xiāng)卡輝村，有兩處泉群（Q40、Q41溫泉）。

1）產(chǎn)出特征：Q40溫泉，出露高程3 952m，泉群，約10處泉眼，泉口分布大面積泉華。泉水具承壓性，無(wú)色、透明、微咸、具臭雞蛋味，連續(xù)冒泡。水溫72～86℃，pH 值8.7～8.8，總流量19.5L/s。Q41溫泉，出露高程4 003m，泉群，約6處泉眼，泉口下方有泉華分布。為上升泉，泉水無(wú)色、透明、微咸、具臭雞蛋味，間歇性冒泡。水溫82℃，pH值8.5，總流量14.0L/s。兩處泉群出露位置近，產(chǎn)出特征相似，具有相同的成因模式。

2）控制條件：分析卡輝溫泉所處的地?zé)岜尘皸l件，其成因主要受構(gòu)造和地貌控制。

構(gòu)造上，溫泉產(chǎn)出于理塘-馬巖斷層與納沃?jǐn)鄬拥闹g的帽合山背斜東翼（圖2）。理塘-馬巖斷層是甘孜-理塘斷裂帶的主干斷裂；納沃?jǐn)鄬樱瑢俚境腔⌒螛?gòu)造帶，兩斷層均為左行扭動(dòng)的壓性斷層。斷層之間構(gòu)造破碎帶和構(gòu)造巖十分發(fā)育，為地下水深循環(huán)和運(yùn)移提供良好通道。

地貌上，溫泉出露于無(wú)量河西側(cè)Ⅱ、Ⅲ級(jí)階地后緣，階地由河流沖積層組成，厚度幾米至數(shù)十米。低地勢(shì)優(yōu)勢(shì)有利于溫泉的上升和出露。

圖3　理塘卡輝溫泉成因模式

3）成因模式：結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造條件和產(chǎn)出特征，分析卡輝溫泉的成因模式。地下水主要接受大氣降水的滲入補(bǔ)給，沿?cái)鄬悠扑閹?、?gòu)造節(jié)理裂隙下滲，向深部運(yùn)移，運(yùn)移過(guò)程接受地溫加熱，同時(shí)在深部遇印支期花崗巖，接受花崗巖余熱和放射性熱源加熱。沿花崗巖與圍巖的接觸面繼續(xù)運(yùn)移，在區(qū)域水動(dòng)力作用下，沿著有利的深大斷裂所形成的通道上升，上升到地層淺部時(shí)，可能與淺層松散巖類(lèi)孔隙冷水混合，使溫度有所降低，在適宜地方出露地表，形成溫泉（圖3）。

3.2沉積盆地型—以安縣羅浮山溫泉為例

羅浮山溫泉，位于綿陽(yáng)安縣桑棗鎮(zhèn)，是人工鉆鑿的地?zé)峋?/p>

1）地?zé)峋卣鳎旱責(zé)峋诟叱?19m，井深2 414m，可開(kāi)采量2 071m3/d，井口水溫45.5℃，pH值6.9～7.5，礦化度15.37～15.79g/L，水質(zhì)類(lèi)型為Cl-Na型水，有六項(xiàng)界線指標(biāo)達(dá)到《醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的命名濃度，還有兩項(xiàng)達(dá)到礦水濃度，硫化氫含量高達(dá)517～585mg/L。

2）控制條件：區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上，羅浮山溫泉處于龍門(mén)山前山褶皺逆沖斷層帶與盆地舒緩褶皺的交接部位，井口位于盆地舒緩褶皺區(qū)榮華寺背斜的南西傾末端，如圖4。地表出露侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3sn）和中統(tǒng)沙溪廟組（J2s），往下依次下伏下沙溪廟組（J2x）、白田壩組（J2b）、三疊系須家河組（T3x）、小塘子組（T3t）、馬鞍塘組（T3n）、雷口坡組（T2l）。

圖4　羅浮山溫泉地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖

3）成因模式：羅浮山溫泉以三疊系雷口坡組（T2l）為熱儲(chǔ)層，上覆侏羅系和三疊系的砂巖、泥巖、頁(yè)巖形成厚約1 411m的蓋層。北西側(cè)的江油-灌縣大斷裂產(chǎn)出于碳酸鹽巖地層中，下盤(pán)斷裂破碎帶發(fā)育，為大氣降水、地表水的滲入提供良好通道條件。地下水接收補(bǔ)給后，向深部運(yùn)移，進(jìn)入深部的雷口坡組含水層，運(yùn)移途中不斷吸收地?zé)崮苁沟叵滤疁厣撸瑫r(shí)進(jìn)行交換、溶濾、吸附等物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定化學(xué)特征的地下熱水（圖5）。

圖5　羅浮山溫泉成因模式圖

4　結(jié)束語(yǔ)

地?zé)崮茏鳛橐环N清潔能源越來(lái)越受到全社會(huì)的關(guān)注，四川地?zé)豳Y源豐富，但目前的資料顯示，這些地?zé)豳Y源并沒(méi)有得到合理規(guī)劃及充分利用，造成很多地下熱水白白流失。對(duì)地?zé)豳Y源的分布、類(lèi)型、成因以及評(píng)價(jià)等方面的研究，有利于地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃，為地?zé)豳Y源合理開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

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Type,Distribution and Genesis of Geothermal Resource in Sichuan

LUO Min REN Rui YUAN Wei
(Sichuan Institute of Geological Engineering Investigation,Chengdu 610072)

Abstract:Geothermal resource in Sichuan may be divided into bulge mountain and sedimentary basin types based on geological structure and geological setting.They are controlled by feature and landform.This paper makes an approach to genetic models for the two types.

Key words:geotherm; type; genetic model; Sichuan

作者簡(jiǎn)介：羅敏(1985-)，女，四川安縣人，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等方面研究

收稿日期：2015-02-25

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.010

中圖分類(lèi)號(hào)：P618

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0995（2016）01-0047-04