貴州省開陽縣雙流鎮(zhèn)用沙地熱水找礦前景淺析

周茂林，斯恩智，侯江勇

（貴州省地礦局117地質(zhì)大隊，貴州貴陽 550018）

1 調(diào)查區(qū)地熱地質(zhì)條件

調(diào)查區(qū)位于揚子陸塊—上揚子地塊—黔北隆起區(qū)—鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)［1］，調(diào)查區(qū)區(qū)內(nèi)有洋水背斜經(jīng)過，走向大致南西—北東向，背斜軸兩翼發(fā)育有一定數(shù)量的斷層，斷層受背斜控制，走向與背斜軸走向基本一致，位于調(diào)查區(qū)內(nèi)的斷層主要有F2、F3及F4斷層。根據(jù)1∶20 萬息烽幅區(qū)域地質(zhì)資料［2］，F(xiàn)2、F3為正斷層，傾向南東，傾角36°～45°，F(xiàn)2斷層在半邊街附近與F3斷層相交，F(xiàn)3調(diào)查為區(qū)域內(nèi)深大斷層，斷距約100m。F4調(diào)查為逆斷層，傾向南東，傾角50°，斷距大于100m。

區(qū)內(nèi)出露地層較全，從二疊系陽新統(tǒng)茅口組至南華系上統(tǒng)南沱組均有出露，其間部分地層缺失（具體見圖1）。含碳酸鹽巖巖溶水地層主要有二疊系棲霞—茅口組、寒武系婁山關(guān)—石冷水—高臺組、寒武系清虛洞組及震旦系燈影組，巖性主要為灰?guī)r、白云巖等，含水介質(zhì)主要為裂隙溶洞、溶洞管道及溶孔溶隙等［3］，富水性中等至強；含基巖裂隙水地層主要有寒武系金鼎山—明心寺—牛蹄塘組、南華系南沱—澄江組等，巖性主要為砂頁巖、變質(zhì)巖等，含水介質(zhì)為風化裂隙，富水性弱。

調(diào)查區(qū)周邊有多處地熱溫泉存在，調(diào)查區(qū)以北約30km 有著名的息烽溫泉，南西部約10km 處為白馬峪溫泉，此外，位于調(diào)查區(qū)北部外圍約1km處洋橋附近有自流溫泉出露，據(jù)開陽幅1∶5萬區(qū)域水文地質(zhì)資料，流量為6.3L/s，水溫為23°C，調(diào)查區(qū)外圍南西部約3km處熱水地區(qū)有自流溫泉出露，流量為10.7L/s，水溫為22.5°C。

以上人工溫泉及天然出露溫泉總體地熱地質(zhì)條件與調(diào)查區(qū)基本一致，天然溫泉多分布于靠近背斜軸的核部位置，以上升泉的形式出露于地表，人工溫泉多位于背斜軸南東翼的寒武系婁山關(guān)—石冷水—高臺組地層中。根據(jù)已有資料及綜合分析研究，區(qū)域內(nèi)受洋水背斜控制的北東向深大斷裂(F3)控制著深部熱流向上傳導和集中，形成高異常熱流帶，也控制著調(diào)查區(qū)地熱異常區(qū)的形成與分布、地下熱水的賦存。

2 地熱水控熱條件

F3斷層位于洋水背斜的南東翼，靠近背斜核部，受背斜影響，斷層走向北東，傾向南東，傾角36°，為一區(qū)域性深大斷裂（見圖2），調(diào)查區(qū)內(nèi)走向長度約11km，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該斷層為正斷層，地層斷距約100m。斷層切錯于震旦系燈影—洋水組、南華系南沱—澄江組、甚至下伏青白口系清水江組地層中。因其規(guī)模大、傾角較陡、切割深，且多期活動，可能使深部軟流層沿深斷裂帶隆起，使地熱集中于斷裂帶［4］；另外由于構(gòu)造地應(yīng)力的作用，帶內(nèi)近似垂直于地面的斷裂面、節(jié)理裂隙面、片理、劈理面密集，斷裂帶在特定的巖石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造條件下，因熱傳導各向異性的熱效應(yīng)，沿斷裂帶垂直向上的導熱性能優(yōu)于其他方向，使底部及周圍上行的傳導熱流向斷裂帶，并集中向上傳導。因此，F(xiàn)3深大斷裂控制著深部的溫度場，傳熱機制以傳導熱為主。

調(diào)查區(qū)熱儲類型為構(gòu)造型熱儲，地下水通過斷層或斷層破碎帶進行循環(huán)對流，在徑流過程中不斷吸收圍巖的熱量，同時還有部分地下熱水補充，成為地熱井的主要熱源。因此，調(diào)查區(qū)地熱的來源主要為通過傳導和對流來自深部的大地熱流。

3 地熱水文地質(zhì)特征

3.1 含水熱儲層、隔水保溫蓋層情況與特征

根據(jù)區(qū)域地層巖性與水文地質(zhì)條件分析，區(qū)域上有上震旦系燈影組地熱水第一熱儲層。也是貴州目前在開發(fā)利用地熱水的熱儲層；熱儲層本身含水性較好，保溫蓋層結(jié)構(gòu)好，形成地熱水的地質(zhì)條件良好。

調(diào)查區(qū)主要為震旦系燈影組地層內(nèi)的熱儲層，厚度約300m。巖性主要為灰至灰白色中厚層狀白云巖，巖層中節(jié)理、裂隙較發(fā)育，且隨著深度的增加，結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度逐漸減弱，含水介質(zhì)為溶孔孔隙，含水均勻，富水性中等。其熱儲層厚度較大，含水較豐富。

隔水保溫蓋層發(fā)育并保存完好，蓋層主要為寒武系金鼎山—明心寺—牛蹄塘組地層，厚度約600m。地層巖性主要為粉砂質(zhì)粘土巖、粘土巖及炭質(zhì)粘土巖等，巖石中節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，含水介質(zhì)多為表層風化裂隙，富水性弱。是良好的隔水保溫蓋層。現(xiàn)將調(diào)查區(qū)地熱水儲、蓋層水文地質(zhì)特征列入表1。

3.2 地熱水循環(huán)與富集

一般來說，地熱水的循環(huán)與地下水的循環(huán)具有一致性，其循環(huán)運行是一個區(qū)域性的循環(huán)系統(tǒng)，地熱水的補、徑、排也是在區(qū)域水文地質(zhì)單元內(nèi)完成的。所不同的是地熱水是經(jīng)過地下熱源加熱后的地下水，地熱水的形成與富集需具備以下地質(zhì)條件：①有地下熱源存在；②具有未遭破壞的含、隔水層配套組合；③具有良好水源補給條件。

調(diào)查區(qū)內(nèi)熱源為大地深部的熱流，熱儲類型為構(gòu)造型熱儲，通過垂直向上傳導和對流熱量；含水層、相對隔水層配套組合良好，且未遭到任何破壞；調(diào)查區(qū)年降雨量豐沛（1258mm），地下水補給來源主要為大氣降水，區(qū)內(nèi)地下水具有良好的補給條件；調(diào)查區(qū)距離開陽縣城約14km，距離省會貴陽約60km，交通便利，區(qū)位優(yōu)勢明顯。綜上所述，調(diào)查區(qū)具有較好的地熱水找礦及發(fā)展前景。

表1 調(diào)查區(qū)地熱水儲、蓋層水文地質(zhì)特征

4 下步工作建議

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及結(jié)合已有資料分析，區(qū)內(nèi)具有較好的地熱成井條件，下步工作建議如下：

（1）開展調(diào)查區(qū)內(nèi)1∶1萬地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪，初步確定重點靶區(qū)；

（2）對其開展地球物理探查，查清F3斷層深部的具體情況及燈影組的含水情況；

（3）綜合確定地熱鉆探孔位，編制地熱井實施方案；

（4）對確定的孔位，進行鉆探驗證，對上部冷水層做止水處理，終孔后做抽水實驗及取樣分析。

5 結(jié)論

（1）調(diào)查區(qū)周邊地熱資源相對豐富，地熱地質(zhì)條件基本一致，形成地熱的地質(zhì)條件良好。

（2）F3深大斷裂控制著深部的溫度場，傳熱機制以傳導熱為主，熱儲類型為構(gòu)造型熱儲，地熱的來源主要為通過傳導和對流來自深部的大地熱流。

（3）調(diào)查區(qū)熱儲層厚度較大，含水較豐富；保溫蓋層厚度大，富水性弱，隔水性相對較好。

（4）調(diào)查區(qū)地熱水循環(huán)和富集條件良好，區(qū)位優(yōu)勢明顯，具有較好的地熱水找礦及發(fā)展前景。

（5）下部工作建議采用地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查與物探測量相結(jié)合的方法，綜合確定地熱井孔位，并做鉆探驗證。