江西省石城地?zé)崽锍傻V機(jī)制分析

■儲(chǔ)小東　周偉

（1南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院　江蘇　南京　210046；2江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站　江西　南昌　350000；3江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九〇二地質(zhì)大隊(duì)　江西　新余　338000）

江西省石城地?zé)崽锍傻V機(jī)制分析

■儲(chǔ)小東1,2周偉3

（1南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院江蘇南京210046；2江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站江西南昌350000；3江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九〇二地質(zhì)大隊(duì)江西新余338000）

江西省石城地?zé)崽镂挥谑强h東，熱田區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，斷裂構(gòu)造發(fā)育，現(xiàn)代水熱活動(dòng)強(qiáng)烈，開發(fā)前景可觀。但本區(qū)地?zé)豳Y源分布規(guī)律、成因研究程度較淺，地?zé)豳Y源勘查盲目性、風(fēng)險(xiǎn)性大。

石城地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)特征成因機(jī)制分析。

1　前言

地?zé)崽镂挥谑强h東，屬中低溫深斷裂對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)[1]。熱田區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，斷裂發(fā)育，現(xiàn)代水熱活動(dòng)異常強(qiáng)烈，具有可觀的開發(fā)前景[2]。但是研究區(qū)的地?zé)豳Y源的分布規(guī)律、成因等研究程度較淺[3-4]。

為摸清石城地?zé)崽锏責(zé)豳Y源分布規(guī)律，初步查明地?zé)崽锍梢?，本文通過系統(tǒng)的論述熱田地質(zhì)環(huán)境背景、熱儲(chǔ)流體化學(xué)特征、地溫場(chǎng)與大地?zé)崃魈卣鞯?，把握熱田成因機(jī)制，建立地?zé)岣拍钅Ｐ汀?/p>

2　區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于南嶺褶皺帶、武夷褶皺帶與贛粵褶皺帶復(fù)合部位[5]。加里東階段，本區(qū)以強(qiáng)烈的基底褶皺變形為主，形成了一系列緊密線形褶皺。在之后的蓋層發(fā)育階段，本區(qū)轉(zhuǎn)為強(qiáng)烈的斷裂作用，形成一系列規(guī)模不等的斷陷盆地和斷裂隆起。區(qū)域震旦系變質(zhì)巖廣泛分布，東側(cè)有三疊系、侏羅系地層分布，沿北東向構(gòu)造有大量巖漿巖侵入；南部順構(gòu)造線廣泛分布有白堊系地層。

3　地?zé)崽锏刭|(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)大面積分布白堊系紅色碎屑巖，不整合覆蓋于震旦系和前震旦系淺變質(zhì)碎屑巖之上。因白堊系地層（K）膠結(jié)緊密，且含有相當(dāng)厚度（約200m）的泥巖,是良好的隔水保溫層。地層由南華紀(jì)萬源巖組（Nh1w）、震旦紀(jì)洪山組（Nh2Z1h）、白堊系下統(tǒng)火把山群（K1h）、白堊系上統(tǒng)贛州組（K2g）、第四系（Q）組成。區(qū)域水文地質(zhì)特征見表1。

區(qū)內(nèi)熱水均沿安遠(yuǎn)—橫江斷裂帶西側(cè)多期構(gòu)造復(fù)合疊加部位及山間盆地周圍的河流湖泊岸邊出露。在水文網(wǎng)強(qiáng)烈切割地區(qū)，溫泉沿河谷分布，區(qū)內(nèi)泉點(diǎn)均位于河谷沖溝邊緣。

表1　區(qū)域水文地質(zhì)特征表

4　地?zé)崽餆崃黧w特征

熱水為無色、無臭、無味、透明，部份泉水有H2S氣味，導(dǎo)電性較好。

地?zé)崴栯x子均以Na+、Ca2+為主，其次為Mg2+、K+離子，這四種離子總量占陽離子總含量的99%左右，陰離子以HCO3-、SO42-、F-為主，HCO3-、SO42-占組分的95%以上。熱水中含有Sr、SiO2、HBO2等組分，具良好的醫(yī)療價(jià)值。

石城地?zé)崽锼疁刈兓容^小，為34～59℃，，PH值為6.97～8.3，F(xiàn)-含量普遍偏高，最大值為14.8mg/L。SO42-表現(xiàn)出明顯的空間特征，以北西向斷裂為界，總體呈現(xiàn)出南高北低的特征。

本文根據(jù)測(cè)定的地?zé)崃黧w化學(xué)組分濃度，計(jì)算深層熱儲(chǔ)層溫度，有效預(yù)測(cè)地?zé)崽锏臐摿?。[7]

5　地?zé)崽锍梢驒C(jī)制分析

綜上，本文得出以下認(rèn)識(shí)：

（1）熱儲(chǔ)層：石城地?zé)崽飻嗔褬?gòu)造非常發(fā)育，斷裂控制了熱田范圍，是石城地?zé)崽锏臒醿?chǔ)層，地?zé)崽锸滓匾目刂埔蛩亍?/p>

（2）熱源：熱儲(chǔ)水化學(xué)類型主要為SO42-～Na+·Ca2+型，該水化學(xué)類型主要與殼內(nèi)巖漿密切相關(guān)；同時(shí)，熱水中含有F、HBO2、SiO2等元素，同樣反映出地?zé)崴c巖漿巖密切相關(guān)。

（3）熱通道：熱田內(nèi)斷裂具有多其次多旋回運(yùn)動(dòng)特征，斷裂帶兩側(cè)巖石破碎、裂隙網(wǎng)絡(luò)發(fā)育，成為深部熱源向上傳輸?shù)闹饕ǖ?。斷裂?gòu)造切割深規(guī)模大，能夠溝通地殼深部，為地下水深循環(huán)并在此過程中吸收熱量，起到了導(dǎo)熱導(dǎo)水的作用。

（4）熱傳遞：石城熱田是混合型流體，其補(bǔ)徑途徑長，循環(huán)深度深，在下部封存加熱，流體被加熱后順斷裂上升，上升過程中與近地表冷水混合而成。

（5）循環(huán)深度：

按公式對(duì)石城地?zé)崽锼h(huán)深度予以計(jì)算：

H=（tH-tB）/T+h[8]

式中：

H—循環(huán)深度（m）；

T—地溫梯度（℃/100m）；

tH—熱儲(chǔ)溫度（℃）；

tB—恒溫層溫度（℃）；

T—取當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁?2℃；

h—恒溫層深度。

區(qū)內(nèi)鉆孔平均地溫梯度為3.9℃/hm；深部熱儲(chǔ)溫度tH為93.35℃；恒溫層溫度加2℃為20.3℃；恒溫層深度h取平均厚度20m。由此可得石城地?zé)崽镅h(huán)深度為1893m。

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[2]方寶明.山東省地?zé)豳Y源綜合信息遠(yuǎn)景預(yù)測(cè) [D].吉林:吉林大學(xué),2006

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[4]田廷山,李明朗,白冶.中國地?zé)豳Y源及開發(fā)利用 [M].中國環(huán)境科學(xué)出版社,2006:1-14.

[5]徐有華,贛南螢石礦成礦地質(zhì)條件及成礦預(yù)測(cè)研究 [D],北京:中國地質(zhì)大學(xué)（北京）,2008.

[6]江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江西省區(qū)域地質(zhì)志.北京:地質(zhì)出版社,1984.

[7]Wang,Y,Ma,T,Luo,Z.Geostatistical and geochemical analysis of surface water leakage into groundwater on a regional scale:a case study in the Liulin karst system,northwestern China[J].Journal of Hydrology,2001,246(1):223-234.

[8]王大純.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) [M].地質(zhì)出版社,1986.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-47-1