瑞金市安子山地?zé)崴Y源形成機(jī)理分析

左承鑫, 鄒國(guó)瑤, 段文兵

(江西省勘察設(shè)計(jì)研究院，江西 南昌 330000)

研究區(qū)內(nèi)以往地?zé)峥辈楣ぷ鞒潭认鄬?duì)較低，僅對(duì)溫泉的基本情況進(jìn)行了調(diào)查描述，并作了簡(jiǎn)要成因分析。2016年7月始江西省勘察設(shè)計(jì)研究院在安子山地區(qū)開展野外地表調(diào)查、物探、地?zé)徙@探等工作，查明地?zé)岬刭|(zhì)條件、溫泉成因和地?zé)崴x存與運(yùn)移條件，同時(shí)通過開展抽水試驗(yàn)、孔內(nèi)測(cè)溫、采樣、室內(nèi)測(cè)試等，評(píng)價(jià)地?zé)崴刹少Y源量和質(zhì)量以及開發(fā)利用前景，為地?zé)崴Y源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

研究區(qū)出露的主要地層有第四系全新統(tǒng)聯(lián)圩組、更新統(tǒng)蓮塘組，白堊系上統(tǒng)圭峰群河口組、贛州群周田組，寒武系下統(tǒng)牛河角組，震旦系上統(tǒng)老虎塘組、壩里組等。

1.2 巖漿巖

巖漿巖主要分布于研究區(qū)西南一帶，屬珠蘭埠巖體，呈復(fù)式巖體產(chǎn)出。巖性主要為晚三疊紀(jì)富城超單元花崗巖類。

1.3 構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育三條斷裂，即走向北北東斷裂(F1)、走向北東東斷裂(F2)和走向北北西的斷裂(F3)。

(1)北北東向斷裂(F1)。F1斷裂在區(qū)內(nèi)呈舒緩波狀(S形)展布，斷裂以硅化破碎帶形式產(chǎn)出，在地貌上發(fā)育斷層崖及斷層三角面。斷裂經(jīng)多期次活動(dòng)，總體表現(xiàn)為上盤下降，下盤上升，力學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜。

(2)北東東斷裂(F2)。F2斷裂位于研究區(qū)西北角，斷層兩側(cè)地層表現(xiàn)為破碎。該斷層為一基底斷層，斷層面呈舒緩波狀，斷層延伸約4 km。

(3)北北西斷裂(F3)。F3斷裂位于研究區(qū)西部，斷層走向北北西，表現(xiàn)為硅化破碎帶，巖性以紫紅-灰白色硅質(zhì)角礫巖為主，斷層面平直，發(fā)育斷層崖。

2 研究區(qū)地?zé)崴鲌?chǎng)分布特征

2.1 地?zé)崴鲌?chǎng)分布特征

地?zé)釁^(qū)深部的熱一方面通過巖石的熱傳導(dǎo)，另一方面依賴于載熱的地下水的運(yùn)動(dòng)將熱量傳輸至地表。由于熱源與深斷裂有密切的聯(lián)系，斷裂帶有良好的含水性，載熱的地下水易于沿?cái)嗔焉仙?，因此，地?zé)釁^(qū)地?zé)崴鲌?chǎng)的分布特征主要取決于儲(chǔ)熱斷裂的形態(tài)和地?zé)崴倪\(yùn)動(dòng)途徑。

(1)平面分布特征。研究區(qū)內(nèi)共施工4個(gè)鉆孔，除ZK04鉆孔外其他鉆孔均自流，4個(gè)鉆孔均揭露了北北東向斷裂帶F1。以孔深200 m孔溫等值線圖(圖1)為例，本地?zé)釁^(qū)地?zé)崴鲌?chǎng)在平面上的分布主要具有以下特征：①地?zé)崴鲌?chǎng)在平面上的分布主要受北北東向斷裂F1的控制，等溫線基本呈北北東向走勢(shì)，沿F1斷裂走向延長(zhǎng)；②本次施工的4個(gè)鉆孔均揭露了北北東向斷裂帶F1，流場(chǎng)在平面上的分布受到地溫梯度的影響，孔深越深，孔口水溫越高；③沿F1斷裂傾向方向，溫度先降低后升高，分析認(rèn)為這與紅層厚度和F1斷裂傾向發(fā)生變化有關(guān)；④地?zé)崴鲌?chǎng)的平面分布特征反映和驗(yàn)證了F1斷裂的產(chǎn)狀，其延伸方向即為斷裂的走向。

圖1 孔深200 m孔溫等值線圖

總體上，本地?zé)釁^(qū)地?zé)崴鲌?chǎng)在平面上展現(xiàn)為主要沿北北東向斷裂F1走向條帶狀延伸的流場(chǎng)。

(2)垂向分布特征。地?zé)釁^(qū)內(nèi)地?zé)崴鲌?chǎng)垂向分布曲線的形態(tài)隨地?zé)釁^(qū)內(nèi)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件不同而異。根據(jù)各個(gè)鉆孔的孔底測(cè)溫資料，繪制了本地?zé)釁^(qū)鉆孔孔底溫度變化曲線圖(圖2)。從圖2可以看出，鉆孔孔底溫度變化曲線大致分為以下三個(gè)階段：①在遇到熱儲(chǔ)層之前，孔底溫度變化曲線特征表現(xiàn)為隨著鉆孔深度加深，其孔溫呈遞增趨勢(shì)；②鉆遇熱儲(chǔ)層時(shí)，孔內(nèi)溫度具有突變，如ZK02孔277 m，ZK03孔577.4 m，ZK04孔456.35 m、646.87 m等處均有不同程度的溫度突變；③揭穿熱儲(chǔ)層后，孔溫不再隨鉆孔深度的加深而增加，地溫梯度趨近于零。結(jié)合地質(zhì)資料分析可知，鉆孔中水溫突然增高的部位多為節(jié)理發(fā)育或斷層通過的位置，故該地?zé)崽镏饕軘嗔褬?gòu)造的控制。

圖2 鉆孔孔底測(cè)溫曲線圖

2.2 熱儲(chǔ)蓋層與通道

熱儲(chǔ)蓋層主要為白堊系周田組、茅店組紅層，巖性以泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖為主，其裂隙不發(fā)育，富水性、透水性較差，因此，白堊系紅層是本區(qū)較好的熱儲(chǔ)蓋層。根據(jù)本次勘查鉆探的簡(jiǎn)易水文數(shù)據(jù)，可以了解本區(qū)的地?zé)崴Y源與斷裂的關(guān)系，判別控?zé)針?gòu)造和導(dǎo)水構(gòu)造。F1斷裂既是本地?zé)釁^(qū)的控?zé)釋?dǎo)水構(gòu)造，也是地?zé)崴仙ǖ?。F1斷裂經(jīng)多次構(gòu)造活動(dòng)，從力學(xué)性質(zhì)上來(lái)看，張性斷裂優(yōu)于壓性斷裂，而先壓后張的斷裂最利于地下水的富集，且F1斷裂的多期次活動(dòng)使得原本的膠結(jié)變?nèi)?，巖體破碎，構(gòu)造裂隙發(fā)育，能夠?yàn)榈責(zé)崴\(yùn)移和賦存提供良好的通道及存儲(chǔ)場(chǎng)所。

3 研究區(qū)地?zé)崴纬蓹C(jī)理分析

瑞金市安子山溫泉的形成主要受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、地層巖性等條件的控制。勘查區(qū)地處華南板塊北東部，武夷山隆起帶西側(cè)，會(huì)昌斷陷盆地內(nèi)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，花崗巖大范圍侵入震旦系變質(zhì)巖之中。北北東向F1斷裂系尋烏—瑞金深大斷裂與武夷山環(huán)狀斷裂復(fù)合斷裂，該斷裂具規(guī)模大、延伸遠(yuǎn)、切割深、發(fā)育硅化破碎帶、裂隙發(fā)育等特點(diǎn)，具備了大氣降水通過斷裂裂隙和破碎帶滲入地下，并深部徑流同圍巖熱交換后形成地?zé)崴臈l件。因此，地?zé)崴饕獊?lái)源于深部大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)供熱，熱源為大地?zé)崃鳌?/p>

安子山斷裂帶F1規(guī)模大，影響深遠(yuǎn)，尤其斷裂后期活動(dòng)為直接溝通深部熱源提供了條件。F1斷裂既是本地?zé)釁^(qū)的導(dǎo)水構(gòu)造，也是地?zé)崴仙ǖ?，淺部地下水通過旁側(cè)裂隙匯至斷裂帶，沿?cái)嗔褞蛏畈康叵逻\(yùn)移，直接溝通深部熱源，最終形成地下熱水，自深部向淺部排泄，以泉形式排出地表或擴(kuò)散到別處。

本區(qū)熱儲(chǔ)蓋層主要為白堊系周田組、茅店組紅層，巖性以泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖為主，紅層是本區(qū)較好的熱儲(chǔ)蓋層。大氣降雨是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給源?；鶐r裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給及局部第四系孔隙水的垂向補(bǔ)給是本區(qū)地?zé)崴闹饕a(bǔ)給源。

從形成模式上來(lái)看，安子山地?zé)釁^(qū)地?zé)崴Y源類型為“斷裂對(duì)流型”，表現(xiàn)形式為通過對(duì)流(控導(dǎo)熱構(gòu)造中地?zé)崴南鄬?duì)運(yùn)動(dòng))與擴(kuò)散等傳播方式，將深部地?zé)崮軅鬏斨恋乇頊\部，并在地表及淺表形成地溫異常場(chǎng)。

4 結(jié)論

(1)安子山地?zé)釁^(qū)熱水賦存于北北東向斷裂F1及沿?cái)嗔蚜严?、圍巖接觸面發(fā)育的裂隙之中，接受大氣降水的補(bǔ)給，最終以溫泉的形式排泄。

(2)地?zé)崴男纬墒艽髿饨涤耆霛B補(bǔ)給至第四系孔隙水和基巖裂隙水，匯集至地形低洼處，通過旁側(cè)裂隙側(cè)向補(bǔ)給至北北東向斷裂帶F1，直接溝通深部熱源，自深部向淺部排泄，以泉和鉆孔自流形式排出地表或擴(kuò)散到別處。