廣東省龍門縣永漢地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件及成因分析

李立峰 唐安安

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三五隊）

廣東省龍門縣地?zé)豳Y源豐富，查明其形成機理，對可持續(xù)開發(fā)利用地?zé)崃黧w，合理劃分地?zé)豳Y源開采區(qū)及充分發(fā)揮地?zé)醿?yōu)越性、經(jīng)濟可行性、地域發(fā)展性都具有重要的意義［1］。但總體上地?zé)岬刭|(zhì)研究程度較低，對地?zé)崽锍梢蛘J識不足。本研究以永漢地?zé)崽餅槔?，通過地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、地球物理勘查、地?zé)徙@探、測溫等工作手段，對地?zé)崽锏牡責(zé)岬刭|(zhì)條件加以分析，總結(jié)了地?zé)崽锏某梢?，為龍門縣這類地?zé)崽锏难芯刻峁﹨⒖肌?/p>

1 區(qū)域地質(zhì)背景

永漢地?zé)崽锎蟮貥?gòu)造位置處于橫跨全省的東西向佛崗—豐良深斷裂帶中段南側(cè)，該斷裂帶是橫亙廣東中部的一條構(gòu)造巖漿活動帶，總體上走向近東西，以傾向北為主，主要為壓性［2］，省內(nèi)斷續(xù)延長近600 km，寬為20~70 km，主要由東西向的燕山期侵入巖、噴出巖和同方向不同時期的褶皺、斷裂、隆起帶、沉降帶所組成，常伴有北西、北東、南北向的扭、張性斷裂等配套構(gòu)造。

地?zé)崽锞嚯x佛崗—豐良深大斷裂帶約15 km，次一級北東向構(gòu)造發(fā)育，地層主要有寒武系、泥盆系、石炭系、第四系，總體上呈一北東向傾伏向斜，軸部為石炭系，兩翼為泥盆系，整體上傾向南西，永漢地?zé)崽镂挥谙蛐睎|翼。

2 熱異常區(qū)空間分布

永漢地?zé)崽镉?個熱異常區(qū)，分別位于永漢鎮(zhèn)馬星村和隔陂村，均位于北東向向斜一翼（圖1），2個熱異常區(qū)之間為帽子峰組砂巖，裂隙不發(fā)育、導(dǎo)熱性較差，是天然隔熱層，2個熱異常區(qū)之間沒有斷裂相互連通。

根據(jù)長期水位觀測數(shù)據(jù)，在開采期，馬星熱異常區(qū)地?zé)崃黧w水位持續(xù)下降，并且形成季節(jié)性降落漏斗，降落漏斗中心與邊界水位標(biāo)高差值達到33~50 m，而隔陂熱異常區(qū)地?zé)崃黧w水位波動穩(wěn)定，兩熱異常區(qū)地?zé)崃黧w水位變化規(guī)律具有明顯差異。此外，馬星和隔陂分別錯峰實施群井降壓試驗，馬星抽水對隔陂水位無明顯影響。

綜上可知，馬星和隔陂2個熱異常區(qū)水力聯(lián)系不明顯，本此研究暫將永漢地?zé)崽飫澏?個勘查區(qū)：隔陂勘查區(qū)和馬星勘查區(qū)。

3 熱儲特征

3.1 巖性特征

根據(jù)鉆孔揭露，馬星勘查區(qū)熱儲巖性主要為泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r。巖石呈灰白、灰、灰黑色，泥晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造。

隔陂勘查區(qū)熱儲巖性主要為石炭系石磴子組（C1sh）灰?guī)r。巖石呈灰黑色，泥晶結(jié)構(gòu)、生物碎屑結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。

巖石質(zhì)硬性脆，在構(gòu)造及地下水的作用下，容易產(chǎn)生破碎，形成裂隙及溶蝕現(xiàn)象。因此，在斷裂帶及附近裂隙、溶蝕溝槽及溶洞等較發(fā)育，為地下熱礦水的循環(huán)、運移及儲存提供了通道及有利的空間。

3.2 構(gòu)造特征

工作區(qū)存在6條北東向斷裂F1-3、F1-4、F1-5、F1-6、F1-7、F1-8，一條北西向斷裂F2-1。

（1）F1-3斷層位于隔陂勘查區(qū)西部，走向北東47°。根據(jù)物探資料，F(xiàn)1-3斷裂切割深度大，可能切割進入下部花崗巖體。

（2）F1-4斷層位于隔陂勘查區(qū)東部，為一隱伏斷裂，物探推測長度大于2.1 km，走向北東，北東段傾向北西270°，南西段有反傾現(xiàn)象，傾向南東120°，總體傾角72°。

（3）F1-5斷層位于馬星勘查區(qū)西部，走向北東，傾向北西300°，傾角76°~81°。

（4）F1-6斷層位于馬星勘查區(qū)東部，走向北東，傾向南東125°，傾角73°~85°。

（5）F1-7斷層位于隔陂勘查區(qū)中心部位，走向約30°，傾向北西。在F1-7斷層底部灰?guī)r中見2層溶洞，溶洞高度分別為2.10和5.16 m，含裂隙溶洞水，為主要熱儲層，是隔陂勘查區(qū)主要的導(dǎo)水、導(dǎo)熱構(gòu)造。

（6）F1-8斷層走向約35°，傾向約215°，傾角約75°，斷裂帶部位溶洞發(fā)育，含熱礦水，為馬星勘查區(qū)導(dǎo)水、導(dǎo)熱構(gòu)造之一。

（7）F2-1斷層位于馬星勘查區(qū)北東部，走向北西，傾向北東40°，傾角65°，為一張扭性斜滑斷層，周邊未見地溫異常。

綜上可知，熱儲賦存于F1-7、F1-8斷裂構(gòu)造帶及其伴生斷裂和灰?guī)r溶洞裂隙中，斷裂后期活動為拉張活動，在構(gòu)造應(yīng)力作用下灰?guī)r產(chǎn)生脆性破壞，張性裂隙（溶洞）發(fā)育，同期花崗巖體沿裂隙上涌入侵。熱儲層的巖石均有明顯的構(gòu)造特征，顯示斷裂對熱儲的控制作用。

3.3 熱儲形態(tài)特征

3.3.1 隔陂勘查區(qū)

隔陂勘查區(qū)地?zé)崃黧w主要賦存于石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1s h）灰?guī)r的裂隙溶洞中，為斷裂帶控?zé)岬牧严度芏葱蜔醿?，熱異常沿北東向斷裂F1-7呈帶狀分布。深部地?zé)崃黧w沿F1-7斷裂運移上升至淺部后與常溫巖溶水混合，并沿F1-7斷裂兩側(cè)賦存于巖溶洞隙中形成熱儲。熱水運移至淺部溶洞后往北西和南東兩側(cè)擴散，并與常溫水混合之后賦存于巖溶洞隙和卵石層中。由于卵石層廣泛分布，部分地段受地?zé)崃黧w擴散至卵石層，且熱儲與卵石層之間缺乏穩(wěn)定的隔水層，熱儲反映出本熱儲為開啟型（開放式）的熱儲特征。

西側(cè)隱伏測水組透水性差、隔熱效果好的砂頁巖，堵塞熱礦水向西擴展；東側(cè)帽子峰組和石磴子組的接觸界線是熱礦水的東墻；南、北側(cè)較完整的巖石是熱水帶的南墻和北墻。

3.3.2 馬星勘查區(qū)

馬星勘查區(qū)地?zé)崃黧w主要賦存于泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r的裂隙溶洞中，為斷裂帶控?zé)岬牧严度芏葱蜔醿?，熱異常沿斷裂F1-8呈帶狀分布。馬星勘查區(qū)地溫異常范圍嚴格受巖溶發(fā)育程度控制，深部地?zé)崃黧w沿F1-8斷裂上升至淺部后與常溫巖溶水混合擴散形成熱儲。由于熱儲與第四系之間缺少一層穩(wěn)定、連續(xù)的隔水層，熱儲產(chǎn)量、水位受周邊機井開采波動變化，反映出本熱儲為開放式人工開采型的熱儲特征。

裂隙不發(fā)育的帽子峰組和春灣組砂頁巖起到了阻礙熱礦水向東、西擴散的作用，周邊機井無明顯熱異常現(xiàn)象，說明砂頁巖隔水、隔熱效果良好；南、北側(cè)較完整的巖石阻礙熱水帶往南、北擴散。

4 平面地溫場特征

通過系統(tǒng)測溫，繪制了地?zé)崽?0 m埋深等溫線圖（圖2）。

馬星、隔陂勘查區(qū)主要受斷裂構(gòu)造及巖性等因素控制，熱異常范圍及溫度變化與斷裂構(gòu)造和巖性密切相關(guān)。根據(jù)地?zé)崽?0 m埋深等溫線圖特征，馬星勘查區(qū)地溫場形態(tài)呈橢圓形，長軸方向北東向，沿F1-5、F1-6、F1-8斷裂走向延伸，30 m埋深30℃的熱異常范圍面積為0.25 km2。地溫場在30 m埋深平面上的特征：往南東、北西方向溫度遞減較快，往北東和南西遞減較慢，高溫中心區(qū)沿F1-8斷裂展布。

隔陂地溫場形態(tài)呈不規(guī)則長軸型，長軸方向北東向，沿F1-3、F1-4斷裂走向延伸，30℃等溫線圈定面積為0.32 km2。地?zé)崽镒訸K4探采井熱中心往北方向降溫較快，平均溫度遞減率為0.14℃/m；往西方向受地表常溫水控制，平均溫度遞減率為0.08℃/m；往東方向受F1-4斷裂控制，降溫較快，平均溫度遞減率為0.12℃/m。

5 地?zé)崽锍梢蚍治?/h2>

5.1 熱源

研究表明，廣東省天然溫泉明顯受深大斷裂和巖漿侵入活動控制，并沿巖漿侵入體、深大斷裂或其次級斷裂出露和分布［3］。近現(xiàn)代火山及近代巖漿的侵入活動等與巖漿有關(guān)的熱源是地?zé)豳Y源最理想、最重要的熱源［4］?；葜菔懈鞯?zé)崽锏男纬擅鞔_受早白堊紀、晚侏羅紀侵入巖影響，主要巖性為黑云母花崗巖［5］。佛岡—豐良深斷裂帶是我省最為重要的一條東西向構(gòu)造巖漿巖帶，控制著以燕山期花崗巖為主體的大量巖體的展布，工作區(qū)外北西方向約1.5 km左右出露的南昆山花崗巖體，為該構(gòu)造巖漿巖帶的一部分，屬早白堊世侵入巖（K1γ）。較新的巖體地下深處蘊藏著巨大的熱源，地下水沿著深大斷裂帶進行深循環(huán)，將深部的巖漿余熱及放射性元素蛻變熱等熱能運移至淺部形成地?zé)崽铩?/p>

根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)資料及對地?zé)岬恼J識水平，隔陂勘查區(qū)和馬星勘查區(qū)的熱源主要來自于溝通深部熱源的斷裂帶的熱對流，其次為早白堊世（K1γ）巖漿活動產(chǎn)生的巖漿余熱、巖體中所含的放射性元素蛻變所釋放的熱能。

5.2 地?zé)崃黧w通道

地?zé)崽镂挥趨^(qū)域性佛岡—豐良深斷裂南側(cè)，工作區(qū)北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，容易形成連通性較好的斷裂破碎帶和裂隙溶洞發(fā)育帶，為本地?zé)崽锷畈康責(zé)崃黧w的循環(huán)和運移提供了良好的通道及空間，形成對流型熱水系統(tǒng)。據(jù)現(xiàn)有資料，區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的連通性較好的斷裂破碎帶和裂隙溶洞發(fā)育帶，是本地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的主要通道。

6 結(jié) 論

（1）永漢地?zé)崽锏責(zé)崃黧w主要賦存于灰?guī)r的構(gòu)造巖溶裂隙發(fā)育帶中，屬裂隙溶洞型熱儲，主要受北東向斷裂構(gòu)造及灰?guī)r分布范圍等因素控制，熱異常范圍及溫度變化與斷裂構(gòu)造和巖性密切相關(guān)，熱儲形態(tài)呈北東向帶狀展布。

（2）永漢地?zé)崽镂挥诜饘S良深斷裂帶的南側(cè)，區(qū)域上由佛岡—豐良深斷裂帶或其次一級的東西向構(gòu)造控?zé)?，區(qū)內(nèi)次一級北東向斷裂為本區(qū)導(dǎo)熱、導(dǎo)水構(gòu)造。熱源主要來自于溝通深部熱源的現(xiàn)在活動斷裂帶的熱對流，其次為巖漿余熱、斷裂構(gòu)造摩擦熱及放射性元素蛻變所釋放的熱能。地?zé)崃黧w通道主要是近北東向斷裂構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的連通性較好的斷裂破碎帶和裂隙溶洞發(fā)育帶。