湖北省浠水縣曹畈地?zé)崽锏責(zé)崃黧w化學(xué)特征及成因淺析

陳金國，戴 竹，石 威，白東彬

(湖北省地質(zhì)局 第三地質(zhì)大隊(duì),湖北 黃岡 438000)

湖北省浠水縣位于桐柏—大別造山帶內(nèi),夾持于揚(yáng)子地塊和華北地塊之間,是相對(duì)獨(dú)立的古老變質(zhì)巖塊。該區(qū)經(jīng)歷了長期演化,巖石具有多期變形及不同構(gòu)造體制疊加的特征,形成了構(gòu)造復(fù)雜、變質(zhì)作用強(qiáng)烈的一套巖石組合。該區(qū)經(jīng)歷了早元古代—晚元古代的劇烈構(gòu)造活動(dòng),又在中生代時(shí)再次“復(fù)活”,發(fā)育大量的巖漿活動(dòng),新生代至今仍發(fā)生了構(gòu)造活動(dòng),產(chǎn)生了一系列斷裂。中生代以來經(jīng)歷了強(qiáng)烈俯沖消減和巨量剝蝕,致使區(qū)內(nèi)地殼熱流密度和地溫梯度普遍高于湖北省內(nèi)其他古老的變質(zhì)巖區(qū),具有良好的地?zé)岢傻V地質(zhì)條件[1-5]。

曹畈地?zé)崽锸嵌鯑|地區(qū)著名的溫泉點(diǎn)之一,位于浠水縣與羅田縣交界的曹畈村—許家沖村一帶,溫泉主要出露在義水河支流界河河漫灘,地?zé)崽锏責(zé)崃黧w溫度較高,最高溫度為60.4 ℃,水質(zhì)較好,偏硅酸含量為55.25～87.9 mg/L,屬于有理療價(jià)值的熱礦水,且水量較豐富,具有良好的開發(fā)利用前景。

1 地?zé)岬刭|(zhì)條件

1.1 大地構(gòu)造位置

區(qū)域大地構(gòu)造位置屬于桐柏—大別造山帶,大別造山帶自晚古生代以來經(jīng)歷了從大洋俯沖至陸陸碰撞、從碰撞擠壓造山至伸展塌陷的構(gòu)造作用過程,由多個(gè)形成于不同深度環(huán)境的塊體組成,有著各自獨(dú)立的建造特征,變質(zhì)變形復(fù)雜,經(jīng)歷了多期次、多階段構(gòu)造運(yùn)動(dòng),多次演化后拼貼為一體的復(fù)合造山帶[6-7]。

1.2 地形地貌

區(qū)域上地勢總體呈西高東低,最高點(diǎn)位于地?zé)崽镂鱾?cè)周流尖—華桂山林場一線,周流尖海拔333 m,華桂山山頂海拔最高390 m,最低處為界河河床,其海拔約60 m。曹畈村一帶沖溝發(fā)育,呈北東向、南北向延伸,切割深度一般5～10 m左右。

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育兩種類型的地貌：構(gòu)造剝蝕低丘地形和侵蝕堆積地形,區(qū)域地貌略圖見圖1。

圖1 區(qū)域地貌略圖Fig.1 Outline of regional landform1.構(gòu)造剝蝕低丘地形；2.侵蝕堆積地形；3.地貌類型分界線；4.工作區(qū)范圍；5.地表水系；6.縣界。

1.3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造以褶皺及斷裂活動(dòng)為主,其位于北東向構(gòu)造帶、南北向擠壓帶和新華夏系構(gòu)造體系的復(fù)合部位,發(fā)育有各方向的脆性及韌脆性斷裂。其中北東向和南北向構(gòu)造形跡最為發(fā)育,從構(gòu)造組合形式來看,北東向構(gòu)造形跡在該區(qū)占主導(dǎo)地位,構(gòu)成了以北東向構(gòu)造骨架為主,受弧形構(gòu)造帶及南北向擠壓帶影響的構(gòu)造形態(tài),并決定了區(qū)內(nèi)地?zé)崽锏姆植挤秶托螒B(tài),區(qū)域構(gòu)造綱要圖見圖2。

圖2 曹畈地?zé)崽飬^(qū)域構(gòu)造綱要圖Fig.2 Regional structure outline of Caofan geothermal field1.倒轉(zhuǎn)背斜；2.倒轉(zhuǎn)背斜;3.倒轉(zhuǎn)向斜;4.壓扭性斷裂;5.沖斷裂;6.擠壓破碎帶；7.壓扭性斷裂;8.性質(zhì)不明斷裂;9.推測斷裂;10.片麻巖產(chǎn)狀;11.斷裂及其編號(hào)。

1.4 地?zé)崽锏刭|(zhì)構(gòu)造

地?zé)崽镂挥诜郊覜_北東向倒轉(zhuǎn)背斜南東翼傾伏端,受北東向構(gòu)造帶及南北向擠壓帶的影響,地?zé)崽镏饕芸赜跀嗔褬?gòu)造,以北東向、近南北向兩個(gè)方向的斷裂最為發(fā)育。通過對(duì)局部斷裂形跡出露地段進(jìn)行追索及不同走向節(jié)理裂隙發(fā)育情況的統(tǒng)計(jì),結(jié)合物探成果資料,推斷地?zé)崽镏饕l(fā)育北東向F1、F3及近南北向F2、F4四條斷裂。其中,北東向F1為地?zé)崽镏饕目責(zé)釋?dǎo)熱構(gòu)造,其表現(xiàn)為張扭性,F2斷裂具備一定的導(dǎo)熱性能,以走滑性質(zhì)為主,兼具壓扭性質(zhì),并不具備阻水隔熱作用,具體斷裂構(gòu)造分布見圖3。

圖3 曹畈地?zé)崽飻嗔褬?gòu)造分布圖Fig.3 Distribution of fault structure in Caofan geothermal field1.實(shí)測/推測斷層及編號(hào)；2.正斷層及產(chǎn)狀；3.平移斷層及產(chǎn)狀;4.鉆孔涌水量(m3/d)[降深(m)](水溫(℃))。

1.5 地?zé)崽锼牡刭|(zhì)條件

曹畈地?zé)崽镆粠钭冑|(zhì)巖區(qū)受到多期次的構(gòu)造活動(dòng)影響,變質(zhì)巖地層和侵入巖中裂隙密集產(chǎn)出,由于地殼長期抬升,地形切割較深,構(gòu)造剝蝕及風(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈。義水河及其支流界河兩側(cè)斷續(xù)堆積了較厚的松散堆積物,其孔隙較大、連通性好,底板高程一般低于河水水位,有利于大氣降水和地表徑流入滲,在Ⅰ級(jí)階地與河漫灘形成孔隙含水層。但因分布范圍較小,連續(xù)性差,使地下水儲(chǔ)存和富集具較大的局限性。

研究區(qū)內(nèi)地下水由于巖性組成、構(gòu)造發(fā)育程度、地下水賦存條件和含水介質(zhì)孔隙性質(zhì)的差異,形成了不同類型的地下水,同時(shí)也形成了各自的水文地質(zhì)特征[8-10]。按分類標(biāo)準(zhǔn)可劃分為三類：松散巖類孔隙水、基巖裂隙水及構(gòu)造裂隙水,詳見表1。

表1 地下水類型及富水性劃分表Table 1 Classification of groundwater types and water abundance

2 地?zé)崃黧w化學(xué)特征

2.1 地?zé)崃黧w化學(xué)組分特征

2.1.1地?zé)崃黧w一般水化學(xué)特征

曹畈地?zé)崽锏責(zé)崃黧w屬中高溫中性硫酸鈣鈉型水,地下熱水與冷泉水、河水對(duì)比分析詳見表2。

從表2可以看出,冷泉水、河水中的鉀、鈉、鈣、硫酸鹽、溶解性總固體、可溶性SiO2、偏硅酸等的含量均明顯小于地?zé)崃黧w,而鎂、重碳酸鹽的含量明顯高于地?zé)崃黧w,其中鈉、鈣、硫酸鹽、溶解性總固體含量差距更為明顯,說明鈉、鈣、硫酸鹽及溶解性總固體是地?zé)崃黧w的重要指標(biāo),而重碳酸鹽則為地表水及冷泉水的重要指標(biāo)。雖然地?zé)崃黧w中的溶解性總固體含量遠(yuǎn)高于冷泉水及河水,但其含量均<3 g/L,屬于弱礦化水,除由于受大量淺部地下水入滲的影響外,也說明地?zé)崃黧w的循環(huán)徑流條件是良好的。另外,冷泉水及河水中，除特征離子含量小于地?zé)崃黧w外,污染性指標(biāo)如硝酸鹽、亞硝酸鹽、耗氧量等的含量均比地?zé)崃黧w高。

表2 地?zé)崽锏叵聼崴c冷泉水、河水水質(zhì)全分析對(duì)比表Table 2 Comparison table of underground hot water,cold spring water and river water quality in geothermal field

2.1.2地?zé)崃黧w微量元素特征

本次分析測試項(xiàng)目有砷、鉻、汞、硒、鋰、鉻、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、鍺、鎘、鉛、鋁、鋇、鐵、錳、鍶、釩19項(xiàng)指標(biāo),各微量元素含量見表3。

表3 地?zé)崃黧w微量元素含量統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistical table of trace element content in geothermal fluid

由表3可知，地?zé)崃黧w中微量元素中除鋰、鍶含量稍高外,其它微量元素含量甚微,均在分析精度之內(nèi),毒理性元素的含量值均低于限量標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3地?zé)崃黧w的氣體成分特征

通過對(duì)地?zé)崽锏責(zé)峋皽厝c(diǎn)實(shí)地觀察,溫泉點(diǎn)及地?zé)峋诰呙芭莠F(xiàn)象,溢出氣體含微量的H2S,能聞到輕微的硫磺味,冷卻后基本消失。

2.1.4地?zé)崃黧w放射性

地?zé)崃黧w中放射性元素含量較低,其中226Ra含量為0.03～0.035 Bq/L,Rn含量為8.55 Bq/L。

2.2 地?zé)崃黧w化學(xué)組分動(dòng)態(tài)變化

2.3 地?zé)崃黧w同位素地球化學(xué)特征

曹畈地?zé)崽锿凰胤治鼋Y(jié)果見表4。

表4 曹畈地?zé)崽铴腄、δ18O、T(3H)分析結(jié)果表Table 4 Analysis results of δD,δ18O and T(3H) in Caofan geothermal field

由表4可知,曹畈地?zé)崽锏責(zé)崃黧wδD值和δ18O值均在大氣降水的氫氧同位素含量波動(dòng)范圍中(δD=+10‰～-400‰,δ18O=0～-60‰),且其δ18O值相對(duì)較大?？死赘?1961)根據(jù)對(duì)全世界降雨同位素?cái)?shù)據(jù)分析,得出經(jīng)驗(yàn)公式：δD=8δ18O+10‰。據(jù)1984年三里畈溫泉的初勘雨水樣同位素分析數(shù)據(jù),雨水中的δD(SMOW)‰、δ18O(SMOW)‰分別為-49.98、-7.74[11],曹畈地?zé)崃黧w中的δD和δ18O較當(dāng)?shù)卮髿饨邓?地?zé)崃黧wδD-δ18O含量分布見圖4。

圖4 地?zé)崃黧wδD-δ18O含量分布圖Fig.4 Distribution of δD-δ18O content in geothermal fluid1.地?zé)崃黧w；2.地表水；3.民井井水(冷水)；4.雨水。

地?zé)崃黧w中T(3H)含量均<5 TU,而雨水和地表水一般>5 TU。一方面是因?yàn)?0世紀(jì)80年代以后,核能相關(guān)機(jī)構(gòu)的控制,全世界核試驗(yàn)明顯減少；另一方面,T(3H)的半衰期是12.48年,經(jīng)過衰變,其含量也會(huì)減少。主要由以上兩點(diǎn)原因造成了地?zé)崃黧wT(3H)降低,ZK2中T(3H)含量<1TU,說明其地?zé)崃黧w形成的時(shí)代更早,循環(huán)徑流的速率更慢。

3 地?zé)崽锍梢驕\析

浠水縣曹畈地?zé)崽锱c羅田縣三里畈地?zé)崽镏本€距離約10 km,具有相似的地?zé)岬刭|(zhì)條件,兩者斷裂系統(tǒng)基本一致,均為晚期近南北向斷裂切割早期北東向深大斷裂,溫泉出露點(diǎn)均位于斷裂交匯部位附近,且兩者地溫異常區(qū)均圍繞北東向斷裂呈橢圓狀展布。因此,認(rèn)為兩者在成因模式上具有相似性,以三里畈地?zé)崽锍梢蚰Ｐ蜑橹笇?dǎo),分析總結(jié)曹畈地?zé)崽锍梢蚓唧w如下。

3.1 熱源

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)資料綜合分析,曹畈地?zé)崽餆嵩纯赡軄碜詢蓚€(gè)方面：一方面是地下水沿大型斷裂進(jìn)行深循環(huán)獲取的增溫,即地溫梯度增溫；二方面是侵入巖中U、Th、K等放射性核元素衰變釋放的能量致使巖石和流體的溫度增加。地?zé)崽镏苓吋皡^(qū)域上存在大量的早侏羅世片麻狀二長花崗巖,表明地?zé)崽锷畈靠赡艽嬖陔[伏的侵入巖體,侵入巖不僅給地?zé)崽飵砹艘欢ǖ臒崮躘12],同時(shí),這些侵入巖為高結(jié)晶巖體,巖石致密程度較好、導(dǎo)熱率高,導(dǎo)致地?zé)崽锏販靥荻让黠@高于其他變質(zhì)地層區(qū)。

3.2 熱儲(chǔ)

熱儲(chǔ)巖性為晚太古代方家沖片麻巖及早元古代大別巖群變粒巖—大理巖巖組,受構(gòu)造影響,巖石發(fā)育斷層破碎帶及裂隙帶,主要分布于界河以南,許家沖河以西。

地?zé)崃黧w富集帶為斷裂破碎帶,靠近北東向F1主控?cái)嗔哑扑閹У牡囟?，地?zé)崃黧w水量豐富、溫度較高,遠(yuǎn)離F1斷裂破碎帶的地段，則地?zé)崃黧w水量減少、溫度降低。因此,地?zé)崽餆醿?chǔ)賦水性決定于構(gòu)造發(fā)育情況及巖石裂隙發(fā)育程度。

3.3 熱儲(chǔ)蓋層

地?zé)崽餆醿?chǔ)蓋層按標(biāo)準(zhǔn)可劃分為兩部分：一是第四系全新統(tǒng)松散堆積物；二是弱含冷水的強(qiáng)風(fēng)化基巖或裂隙不發(fā)育的新鮮基巖。上覆松散堆積物及強(qiáng)風(fēng)化基巖對(duì)下伏熱儲(chǔ)的影響各地不一,部分地段雖保溫隔熱,但因厚度較小、分布范圍有限,其所起的作用不具全局意義。由于熱儲(chǔ)體的主要部分為河漫灘或階地中部的堆積層覆蓋,其充水條件較好,對(duì)熱儲(chǔ)體有一定的散熱和降溫作用。因此,從整體上看,曹畈地?zé)崽飳儆陂_放型地?zé)崽?其上覆的松散堆積層及強(qiáng)風(fēng)化層并不具嚴(yán)格的保溫隔熱意義。

3.4 地下熱水補(bǔ)徑排條件

地下水的形成受控于多種因素,其中,地質(zhì)構(gòu)造為主控因素,地形地貌、地層巖性、氣象水文亦具有一定影響。大氣降水為區(qū)內(nèi)地下熱水的主要補(bǔ)給來源,從鉆孔揭露情況來看,地?zé)崃黧w主要貯存于斷裂破碎帶的孔隙、裂隙中,屬于條帶狀熱儲(chǔ)裂隙型地?zé)崽?斷裂破碎帶是地?zé)崃黧w補(bǔ)給、徑流、排泄的唯一途徑。構(gòu)造裂隙水因其具備遠(yuǎn)源補(bǔ)給、深循環(huán)、徑流途徑長的特點(diǎn),多以承壓水的形式存在,其動(dòng)態(tài)相對(duì)穩(wěn)定,降水量能小幅影響水位,且其影響具顯著的滯后。

3.4.1地?zé)崃黧w的補(bǔ)給

受“高程效應(yīng)”影響,曹畈地?zé)崽锏牡責(zé)崃黧w中的δD和δ18O較雨水略低。根據(jù)下列公式,可以初步計(jì)算地?zé)崃黧w的補(bǔ)給區(qū)海拔。

H=(δs-δp)/K+h

(1)

式中：H為同位素補(bǔ)給區(qū)海拔(m)；h為取樣點(diǎn)高程(m),選用地?zé)崽锲骄叱?7 m；δs為地?zé)崃黧w同位素組成,選用地?zé)崃黧w平均值δD=-62.7‰、δ18O=-8.46‰；δp為大氣降水的同位素組成,選用羅田縣三里畈地?zé)崽锎髿饨邓骄郸腄=-49.98‰、δ18O=-7.74‰；K為同位素高度梯度(n‰/100 m),根據(jù)羅田縣湯河地?zé)崽锟尚行钥辈?、三里畈地?zé)崽锍醪娇辈鞂?duì)同位素梯度的分析經(jīng)驗(yàn)值,選用KD=-2.7‰/100 m、K18O=-0.46‰/100 m。

經(jīng)計(jì)算,地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的補(bǔ)給區(qū)海拔采用D值計(jì)算為538 m,采用18O值計(jì)算為224 m。由此可知,地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的補(bǔ)給區(qū)海拔在224～538 m之間。

3.4.2地?zé)崃黧w的徑流

地?zé)嵫h(huán)徑流最深處熱儲(chǔ)溫度的估算。據(jù)地?zé)崽锎瓜虻販靥荻?、地下水常溫帶埋深、多年平均氣溫、地?zé)嵝纬蓷l件和地下熱水化學(xué)特征,選擇二氧化硅地球化學(xué)溫標(biāo)估算熱儲(chǔ)溫度及地?zé)崽锏責(zé)嵫h(huán)深度。

(2)

式中：C為地?zé)崃黧w中可溶性SiO2含量,mg/L。

利用ZK1—ZK5號(hào)孔水質(zhì)分析結(jié)果中的SiO2值計(jì)算各孔地下深部的地?zé)釡囟?計(jì)算的結(jié)果分別為122.22 ℃、114.00 ℃、138.09 ℃、135.84 ℃、138.12 ℃,取其平均值129.65 ℃為SiO2地球化學(xué)溫標(biāo)估算熱儲(chǔ)溫度。

熱儲(chǔ)埋深(地?zé)崃黧w循環(huán)徑流深度)的估算。根據(jù)本區(qū)地溫梯度、恒溫層平均溫度、恒溫層深度和熱儲(chǔ)溫度,來估算地?zé)崽餆醿?chǔ)埋深。計(jì)算公式如下：

(3)

式中：Z為熱儲(chǔ)埋深(m)；T為熱儲(chǔ)溫度(℃),取SiO2溫標(biāo)計(jì)算值為129.65 ℃；G為地?zé)崽荻?℃/100 m)；根據(jù)5個(gè)鉆孔資料,取地?zé)嵩鰷氐钠骄? ℃/100 m；T0為多年平均氣溫(℃),據(jù)縣志取16.4 ℃；Z0為常溫帶平均深度(m),根據(jù)跟鉆測溫測量結(jié)果取平均值20 m。則Z=(129.65-16.4)×100/8+20=1 435.63 m,地?zé)崽锏臒醿?chǔ)埋深約1 435.63 m,即地?zé)崃黧w循環(huán)徑流深度最大可達(dá)1 435.63 m,是深部低密度高溫度流體上升與淺部高密度低溫度流體混合,并與巖石化學(xué)成分達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)的最大深度。

3.5 地?zé)崽锍梢驕\析

曹畈地?zé)崽飳贁嗔褬?gòu)造型地?zé)崽?地?zé)崃黧w沿主控?cái)嗔哑扑閹Ъ捌淞严稁蛏线\(yùn)移,以溫泉的形式在地形條件有利且裂隙貫通性較好地段出露地表,其成因可以大致分為以下四點(diǎn)。

(1) 地?zé)崽镌跇?gòu)造位置上處于北東向構(gòu)造帶,受區(qū)域褶皺及斷裂構(gòu)造影響,區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育,溫泉出露點(diǎn)及地?zé)岙惓^(qū)均分布于北東向F1斷裂附近,說明F1控制了熱水的賦存分布,是地?zé)崽镏饕目責(zé)釋?dǎo)熱構(gòu)造,F2主要起到了擴(kuò)大斷裂破碎帶規(guī)模、暢通地?zé)崃黧w運(yùn)移通道的作用,斷裂破碎帶孔隙、裂隙是地?zé)崃黧w補(bǔ)給、徑流、排泄的唯一途徑。

(2) 根據(jù)推算,地?zé)崽锏責(zé)崃黧w補(bǔ)給高程應(yīng)在224～538 m之間,地?zé)崽锉睎|及南西向均分布高程多為200 m以上的低丘—低山,受北東向構(gòu)造帶的影響,生成了一系列北東向張扭性斷裂,地下水通過這些斷裂和裂隙帶,向深部循環(huán)遠(yuǎn)源補(bǔ)給地?zé)崽铩?/p>

(3) 根據(jù)混合溫標(biāo)估算熱儲(chǔ)的溫度為129.65 ℃,地?zé)崽餆釀?dòng)力平衡深度為1 435.63 m。北東向F1斷裂為深大斷裂,切割較深,地下水沿F1斷裂進(jìn)行深部循環(huán)、逕流,高壓水(氣)沿?cái)嗔褟搅鞯降刭|(zhì)環(huán)境條件適宜的地段后經(jīng)長期的機(jī)械侵蝕及熱水水化學(xué)作用,熱水排泄通道得以拓展和貫通,從而形成一定規(guī)模的熱水儲(chǔ)存空間。

(4) 地?zé)崽锏責(zé)岙惓^(qū)海拔高程為60 m左右,地形較為平坦,自新生代第四紀(jì)以來,在地表徑流的侵蝕作用下,斷裂帶附近巖石侵蝕作用強(qiáng)烈,為地?zé)崃黧w排泄創(chuàng)造了條件。由于地?zé)崽锔浇詾榈谒南蹈采w,一定程度上抑制不了地?zé)崃黧w在淺部的運(yùn)移和擴(kuò)散,其分布范圍基本是以溫泉出露點(diǎn)為中心,受地形制約的裂隙水的分布范圍。事實(shí)表明,地形地質(zhì)條件亦是控制地?zé)崽锏責(zé)崃黧w溢出地表的重要因素。

綜上所述,地?zé)崽锞哂羞h(yuǎn)源補(bǔ)給、遠(yuǎn)程徑流、深層循環(huán)的特點(diǎn),地下水通過與深部熱源溝通升溫形成地?zé)崃黧w,在地形有利及裂隙連通性較好地段,地?zé)崃黧w通過斷裂破碎帶或裂隙帶向上運(yùn)移形成上升溫泉,地?zé)崽锏刭|(zhì)剖面見圖5。

圖5 曹畈地?zé)崽锏刭|(zhì)剖面圖Fig.5 Geological section of Caofan Geothermal field1.地?zé)釓搅鞣较颍?.溫泉；3.晚太古代方家沖片麻巖；4.早元古代大別山巖群變粒巖—大理巖巖組；5.斷裂；6.推測斷裂；7.斷裂破碎帶；8.圍巖接觸集水帶；9.地下水徑流方向。

4 地?zé)崽锍梢蚰Ｐ?/h2>

在區(qū)域巖性為古老變質(zhì)地層、巖漿巖的背景下,斷裂破碎帶的孔隙和裂隙是地?zé)崃黧w補(bǔ)給、徑流、排泄的唯一通道。北東向的F1斷裂為地?zé)崽镒钪匾目責(zé)釋?dǎo)熱構(gòu)造,其性質(zhì)表現(xiàn)為張扭性。在地?zé)崽锏叵滤a(bǔ)給區(qū),地下水溫度低、密度大、勢能大,地表水主要通過F1斷裂破碎帶側(cè)向向深部運(yùn)移,在此過程中地?zé)崃黧w溫度逐漸升高、密度逐漸降低、礦化度逐漸升高；近南北向F2斷裂表現(xiàn)為擠壓作用,以走滑性質(zhì)為主,兼具壓扭性質(zhì),主要起到了擴(kuò)大斷裂交匯部位破碎帶規(guī)模、暢通地下水運(yùn)移通道的作用,具備一定的導(dǎo)熱性能,F2與F1交匯部位地勢低、巖石節(jié)理裂隙發(fā)育且連通性較好,為地下水向上運(yùn)移創(chuàng)造了條件。地?zé)崽锍梢蚰Ｐ鸵妶D6。

圖6 曹畈地?zé)崽锍梢蚰Ｐ蛨DFig.6 Genetic model of Caofan geothermal field

5 結(jié)語

(1) 地?zé)崽镂挥诒睎|向構(gòu)造帶的方家沖倒轉(zhuǎn)背斜南東翼傾伏端,受北東向構(gòu)造帶及南北向擠壓帶的影響,地?zé)崽飿?gòu)造以斷裂為主。北東向F1為地?zé)崽镏饕目責(zé)釋?dǎo)熱構(gòu)造,主要表現(xiàn)為張扭性,近南北向F2具備一定的導(dǎo)熱性能,以走滑性質(zhì)為主,兼具壓扭性質(zhì),并不具備阻水隔熱作用。

(2) 據(jù)SiO2地球化學(xué)溫標(biāo)估算,地?zé)崽餆醿?chǔ)溫度為129.65 ℃,熱動(dòng)力平衡深度為1 435.63 m。地?zé)崽餃\部(埋深500 m以內(nèi))溫度一般<60 ℃,這與熱儲(chǔ)上覆第四系松散堆積層及強(qiáng)風(fēng)化層保溫隔熱性能較差、水熱系統(tǒng)為敞開型有關(guān)。

(3) 地?zé)崽餆醿?chǔ)巖性為晚太古代方家沖片麻巖及早元古代大別山巖群變粒巖—大理巖巖組,受構(gòu)造影響,巖石發(fā)育斷層破碎帶及裂隙帶。地?zé)崃黧w主要賦存于斷裂破碎帶孔隙和裂隙中,屬于條帶狀熱儲(chǔ)裂隙型地?zé)崽?斷裂破碎帶孔隙和裂隙是地?zé)崃黧w補(bǔ)給、匯集、徑流、排泄的唯一途徑。

(5) 結(jié)合曹畈地?zé)崽飪?yōu)越的地理位置、地?zé)豳Y源條件及區(qū)域上地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀,建議其開發(fā)利用以溫泉地產(chǎn)開發(fā)為主,搭配其他溫泉旅游項(xiàng)目,進(jìn)一步擴(kuò)大其經(jīng)濟(jì)效益。先期開采量控制在2 500 m3/d以內(nèi),并對(duì)其水溫、水量、水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測,以驗(yàn)證地?zé)崃黧w可開采量。隨著地?zé)豳Y源開采量需求的增加,可沿F2向北東及南西向進(jìn)行下一步勘查工作,以保障地?zé)豳Y源需求。