松潘地區地熱地質條件分析

趙軍海 張芳

(四川省地質工程勘察院,四川成都 610072)

松潘地區地熱地質條件分析

趙軍海 張芳

(四川省地質工程勘察院,四川成都 610072)

地熱能是一種清潔而廉價的新能源，隨著科技的發展和人們生活水平的日益提高，對地熱能的開發和利用越來越引起人們的重視。本文針對松潘地區的地熱資源地質條件進行了分析。

熱礦水 地質條件 松潘地區

熱礦水的形成與地質構造、巖層的水、熱傳導和儲存能力密切相關。熱礦水多形成于新構造強烈活動的地區，有些深斷裂可溝通地層深部熱源，有利于地下水下滲深循環加熱上升形成熱礦水，因此，熱礦水一般沿斷裂帶、巖漿活動區和褶皺軸線分布。地下水下滲深循環加熱的過程離不開承載和傳導的媒介——巖層，具備一定含水和儲熱條件巖層是熱礦水形成的必不可少的條件。

1 構造條件

工作區位于我國西南隆起帶之滇藏歹字形構造西北邊緣（圖1），構造活動強烈，褶皺、斷裂發育，中、古生代地層不同程度變質，局部有巖漿巖出露，為我國劃分的隆起帶地下熱水分布區。

受多期構造活動強烈影響，工作區地層傾角普遍較陡，巖溶較發育，淺部地下水容易沿斷裂和巖溶管道向深部運移，強烈擠壓形成的褶皺為深部地下水提供了良好的存儲空間。加之新構造運動及地震活動強烈，地殼內部應力在地表能量釋放強烈，為地下熱水的形成提供了有利條件。

圖1 工作區構造位置略圖

工作區的建造歷史和變形過程大致可分為三個階段：泛揚子海浸時期、岷江裂谷發生與建造時期、褶皺造山與推覆造山時期。工作區古生界地層層序清楚，古生物門類齊全，為一套發育完整的海陸棚—潮坪相碳酸鹽巖建造，在早二疊系及以前工作區與揚子臺地的陸緣海是同一體；晚二疊世泛揚子地塊產生了大范圍、大規模的張裂、解體過程，岷江裂谷發生，隨后沉積了厚度巨大的三疊系雜谷腦組、侏倭組和新都橋組復理石；三疊世末開始褶皺造山運動，發生褶皺、短裂、造山，并納入松潘—甘孜褶皺造山體系，東西向的積壓使西部的西康群復理石推覆于東部摩天嶺地塊之上。自第三紀以來的新構造運動繼續發生新的斷陷、褶皺、抬升，形成了總厚度1000m以上的磨拉石和松散堆積物。岷江河谷階地兩岸呈不對稱分布，河床緊迫西岸，東岸地形平坦，階地發育良好，觀測資料也顯示該區仍在持續抬升，岷江兩岸不均衡抬升明顯。

2 巖層的水、熱傳導和存儲性能

工作區巖層的巖性由深部向地表依次為玄武巖、碳酸鹽巖、板巖及砂頁巖。玄武巖作為埋藏在地下深部的巖漿巖，是地下熱源的主要來源巖層；碳酸鹽巖一般比熱較大，是熱良導體，且具備一定含水條件和埋藏深度，是該地區的主要儲水、儲熱層；而板巖及砂頁巖，由于其滲透性弱、導水性差、熱導率較低(一般3-610-3cal/cm·s·℃)，是工作區主要阻水隔熱蓋層。具有地下熱源和儲水儲熱層，且有斷裂破碎帶、裂縫作為水熱傳導通道，更有相對阻水隔熱的蓋層予以保護，正是地下熱礦水形成和存儲的必備條件。

巖溶一般順巖層面發育，于地表接受大氣降水補給，沿巖溶通道補給深部儲水層，或通過斷裂破碎帶、裂隙越流補給。因此，儲水巖溶層、斷裂破碎帶、裂縫共同構成導水層。深部玄武巖熱量傳遞給上部灰巖、白云巖，加熱地下水，通過熱傳遞或水的對流傳導熱量。松潘地層區儲水、儲熱層主要為二疊系三道橋組、東大河組、石炭系西溝組、雪寶頂組灰巖、白云巖地層，它們以三疊系西康群板巖、砂巖、頁巖為蓋層；摩天嶺地區儲水、儲熱層主要為二疊系茅口組、棲霞組、石炭系尕海組、岷河組、略陽組和益畦組灰巖、白云巖地層，它們以二疊系龍潭組泥灰巖、板巖、頁巖及三疊系紅星巖組、羅讓溝組泥灰巖為蓋層。

工作區作為儲水、儲熱層的碳酸鹽巖分布廣闊，主要分布于岷江兩側山脊和斜坡地帶，海拔高程一般大于3500m，構造發育強烈，巖體破碎，地層傾角一般較陡，部分地段直立甚至倒轉，是典型的高寒巖溶區，巖溶較發育，包括三疊系末期褶皺造山與推覆構造以后發育形成的巖溶和三疊系以前形成的古巖溶。

松潘地區巖溶主要發育于二疊系三道橋組、東大河組、石炭系西溝組、雪寶頂組灰巖、白云巖地層中。西溝組是該區主要碳酸鹽巖地層，出露范圍廣，主要分布于岷江推覆構造帶前緣，為厚層塊狀灰巖，局部白云巖，底部夾亮晶灰巖，生物碎屑灰巖，頂部為碎屑灰巖夾鮞狀灰巖，是穩定開闊的臺地邊緣相和淺海陸棚相沉積，巖相穩定，厚度巨大，方解石含量高，巖溶發育較強烈。

古巖溶對于地下熱水的調查具有重要意義，工作區古巖溶見于岷江推覆構造帶三疊系西康群與古生界的接觸面。西康群超覆于古生界之上，主要呈假整合接觸關系，古生界三道橋組、西溝組碳酸鹽巖出露地表遭受一段時期溶蝕后再沉積三疊系西康群砂巖、板巖，接觸面常有一定的起伏，并見古溶蝕殼或底礫巖、鋁土層或粘土層。川主寺鎮黑斯南溝石炭系西溝組灰巖表面古巖溶被三疊系“黑斯組”含砂泥質板巖所填充；葫蘆溝三道橋組灰巖、角礫狀灰巖與菠茨溝組呈假整合接觸，接觸面為黃褐色粘土和鋁土質板巖。

3 地震活動

地震活動區地熱容易釋放，地震對熱礦水的形成具有重要意義。工作區地處岷江斷裂帶和中國南北地震帶，松潘—龍門山地震區，屬地震烈度Ⅷ度區，地震活動頻繁。境內4．0級以上地震頻繁，有記載的地震震級大于4．7級的地震有52次。

4 水文地質特征

4.1 補給

工作區內岷江推覆構造帶熱礦水補給主要為大氣降水，補給區位于岷江主河道與羊洞河(東北河)分水嶺一帶，海拔高程一般3600-4400m，褶皺、斷裂發育，主要為香蠟臺斷裂及其邊幕褶皺，分布地層主要為二疊系及石炭系雪寶頂組碳酸鹽巖，其次為三疊系砂板巖，接受大氣降水補給，沿巖層面、巖溶管道或斷裂破碎帶滲入地下深部，補給西溝組灰巖，三疊系砂板巖地下水也可能少量越流補給深部地下水。構造帶內扎依溝向斜為一相對獨立的水文地質單元，補給區位于香蠟臺分水嶺一帶，通過香蠟臺斷裂帶導水補給深部石炭系地層。摩天嶺地塊熱礦水的補給區主要位于岷江與涪江分水嶺及其以西斜坡地帶，海拔高程一般3600-4500m，紅星巖海拔最高5010m，出露大量二疊系和石炭系灰巖、白云巖，受大氣降水補給。

4.2 徑流

岷江推覆構造帶的香蠟臺推覆體、哈拉隆推覆體和達波俄推覆體深部地下水在水頭壓力作用下向東徑流，古溶蝕面是地下水的主要徑流通道和存儲空間，并在推覆構造帶前緣受阻。扎依溝向斜深部石炭系地層的地下水向東徑流，在塔瑪—黃勝關斷裂帶受阻。摩天嶺地塊接受大氣降水補給后，順層面裂隙或溶洞向深部徑流，徑流方向總體向西，于岷江推覆構造帶前緣受阻。

4.3 排泄

摩天嶺地塊地下水的天然排泄點僅見于岷江大橋下的H2S泉。

5 結語

(1)玄武巖是該地區地下熱源的主要來源巖層；碳酸鹽巖是熱良導體，也是該地區的主要儲水、儲熱層；而板巖及砂頁巖，是工作區主要阻水隔熱蓋層。

(2)工作區地層傾角普遍較陡，巖溶較發育，淺部地下水容易沿斷裂和巖溶管道向深部運移，強烈擠壓形成的褶皺為深部地下水提供了良好的存儲空間。

(3)具有地下熱源和儲水儲熱層，且有斷裂破碎帶、裂縫作為水熱傳導通道，更有相對阻水隔熱的蓋層予以保護，正是地下熱礦水形成和存儲的必備條件。

(4)新構造運動及地震活動強烈，地殼內部應力在地表能量釋放強烈，為地下熱水的形成提供了有利條件。

[1]《地熱資源地質勘查規范》.GB 11615-89.

[2]《天然礦泉水地質勘探規范》.GB/T 13727-92.

[3]《四川省地熱資源潛力調查》.2000年.

[4]《松潘縣漳臘盆地地熱調查評價報告》.2003年.