云南大理州洱源盆地溫泉分布特征及成因分析

房艷國，李茂華，付調金，邵玉冰，董建輝

(長江三峽勘測研究院有限公司(武漢)，湖北武漢 430074)

云南省地熱資源非常豐富，從地質構造上看，滇西地區具有溫熱泉數量多、單泉流量大、溫度高、天然熱流量大等特征。云南地區自西向東分布有騰沖—高黎貢山高溫地熱帶、保山—孟連中低溫地熱帶、臨滄—景洪高溫地熱帶、蘭坪—普洱低溫地熱帶及劍川—下關—金平高溫地熱帶［1］。洱源盆地位于劍川—下關—金平高溫地熱帶內，在洱源盆地內及周緣呈帶狀分布有大量溫(熱)泉，相對集中分布在洱源牛街—三營區、洱源—煉城區、下山口—西湖區三個條帶區內(圖1)。

1 地熱溫泉分布特征

1.1 牛街—三營

區內熱泉(井)分布范圍北至牛街鄉練渡村文化展示館，南至三營街火焰山，東至牛街盆地東側緣，條帶南北長約3.5 km，東西寬約0.8 km。帶內共調查18個熱泉(井)點，其中熱泉點7個，熱井11個;熱泉地表量測水溫一般60～75℃，最高80℃;熱水井井深20 m內，井口量測水溫62～72℃，井深20～80 m，井口量測水溫72～86℃，井內地下熱水水溫有隨井深增加而升高的趨勢。

1.2 洱源—煉城

區內熱泉(井)分布范圍北至洱源縣江干，南東至洱源縣煉城村，西至洱源盆地西側緣鳳羽河西側溫泉澡塘，整體呈北西向條帶狀展布，條帶長約5 km，寬0.5～1.5 km。帶內共調查13個熱泉(井)點，其中熱泉點2個，熱井11個;泉水點地表量測水溫一般65℃;井深20 m內，井口量測水溫63～70℃，井深60～250 m，井口量測水溫46～65℃，大理地熱田抽水井井深達300 m，出水口量測水溫達88℃。井內地下熱水水溫有隨井深增加而升高的趨勢。

1.3 下山口—西湖溫水村

區內熱泉(井)分布范圍北至G214里程K2291+500公路外側彌苴河左岸，經下山口、坡頭村，向南至洱源縣右所鎮溫水村南，北東至大麗高速下山口隧洞東側一帶(大麗高速下山口隧洞開挖過程中玄武巖地層中遇到地熱水)，西至右所盆地西側緣，整體呈近南北向條帶狀展布，條帶長約10 km，寬約1.8 km。帶內共調查30個熱泉(井)點，熱泉點1個，熱井27個;熱泉(井)集中分布在下山口、坡頭村、溫水村一帶，其中下山口共調查22個熱泉(井)點，坡頭村3個熱井，溫水村3個熱井;隨著地下水開采量急增，地下水水位有所下降。熱泉點位于G214里程K2291+500處，地表量測水溫88℃;下山口一帶熱水井井深多在20 m內，井內水溫36～60℃，坡頭村一帶井深6～8 m，井內水溫41～45℃，溫水村一帶井深4～5 m。下山口南至坡頭村北、坡頭村南至溫水村北地帶為農田及地表水域，無水井及溫(熱)泉露頭，該地段靠近右所盆地西側緣，地勢低洼處，在雨季有少量溫泉溢出。

圖1 洱源盆地及周緣溫泉分布圖Fig.1 Distribution map of Eryuan basin and periphery spring

2 地熱水化學特征

根據實地調查、取樣分析并參考1∶20萬蘭坪幅水文地質普查報告書［2］，各地熱區內的水化學特征稍有差異。

2.1 牛街—三營

區內熱泉(井)共調查18個點，調查發現帶內熱水井鉆孔成井時，大多井口地下熱水自涌，深井孔內噴射出水柱，水柱高10余米;熱水井井內有大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體，井壁可見大量的乳黃色鈣華;天然泉水點主要分布在該條帶東側盆地邊緣一帶及牛街鄉練渡村歷史文化展示館等地，均為上升泉，泉水點流量多＜0.1 L/s，流量受季節變化影響不明顯，泉口多形成凹潭，大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體，泉口周圍多見鈣華。根據地熱水化學成分試驗成果(表1)可知，該帶內地下熱水水質類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，pH 值6.0、7.4，氟含量5 ～8 mg/L。據蘭坪幅 20 萬水文地質普查報告，帶內水氡含量為5.85埃曼/L。

2.2 洱源—煉城

區內熱泉(井)帶內共調查13個點，調查發現帶內熱水井鉆孔成井時，大多井口地下熱水自涌，說明具有弱承壓性，熱水井井內多有大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體，井壁可見大量的乳黃色鈣華及氣磺，據云南省地質局水文地質大隊資料，早期洱源九臺一帶溫泉年產硝1.5 t;洱源大理地熱國就位于該地熱區內，井深300 m，水溫達88℃;天然泉水點主要分布在洱源縣老城區寧湖路一帶，均為上升泉，泉水點流量＜0.1 L/s，流量受季節變化影響不明顯，泉口多形成凹潭，有大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體。根據地熱水水化學成分試驗成果(表2)可知，該帶內地下熱水水質類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，中性，氟含量5～8 mg/L。據蘭坪幅20萬水文地質普查報告，帶內水氡含量為1.75～3.5埃曼/L。

表1 牛街—三營區地熱水水化學成分試驗成果表Table1 Test results of chemical constituents of geothermal water of Niujie-Sanying area 單位:mg/L

表2 洱源—煉城區地熱水水化學成分試驗成果表Table 2 Test results of chemical constituents of geothermal water of Eryuan-Liancheng area 單位:mg/L

2.3 下山口—西湖溫水村

區內共調查30個熱泉(井)點。熱泉點位于G214西側沖溝左岸處，出水口改造成水池(普陀泉)，有大量氣泡冒出，弱刺激性氣味;下山口一帶熱水井井深多在20 m內，井內有少量氣泡冒出，弱刺激性氣味，井壁多見乳黃色鈣華;溫水村一帶井深4～5 m，井內水量及水位較低，有少量氣泡冒出，弱刺激性氣味。普陀泉水質分析顯示，帶內地熱水為弱堿性，富含偏硅酸、鍶、鋰、偏硼酸、鈣等多種元素。

3 成因分析

地下熱水的形成、富集和排泄嚴格受地質構造的控制，構造體系決定熱水的空間分帶性，次級構造形跡、巖漿巖界面以及不同方向和力學性質斷裂結構面的交匯部位制約著熱水的成生和運移，淺表巖體成分及富水程度對地熱水出露及其化學組分具有一定的影響。洱源盆地位于揚子準地臺、松潘—甘孜褶皺系與三江褶皺系的交界部位，周圍深大活動斷裂發育。洱源盆地位于鶴慶—洱源斷裂與金沙江斷裂帶及洱海深大斷裂結合部位(圖1)，屬斷陷盆地。盆地邊界均有斷裂控制，盆地內隱伏有多條斷裂。

3.1 牛街—三營帶

該地下熱水帶位于南北向、北東向及近東西向多種構造體系的復合部位。溫(熱)泉及熱水井基本沿著近南北向隱伏斷裂(f4)展布，斷裂東側山地下伏基巖，巖性主要為泥盆系下統灰巖，中等巖溶發育程度，富含巖溶地下水;沿斷裂可見喜山期苦橄玄武巖分布，玄武巖中裂隙發育，中等賦水。根據該帶內地下水水化學類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，出水口多有硫化氫氣體溢出，水中含氟等特征，初步分析地熱水的補給來源主要為東側淺部巖溶地下水與深部地下水。熱源主要由巖漿余熱擴散、放射性元素蛻變熱(氡是放射性元素鈾、鐳等衰變的結果)、正常地熱增溫及斷裂活動摩擦生熱等熱源［3］。斷裂破碎帶及旁側霹靂裂隙為地下熱水上升運移提供了良好的通道，地下熱水補給、循環、排泄見圖2。

圖2 牛街—三營帶地熱水成因示意圖Fig.2 Schematic diagram of origin of geothermal water of Niujie-Sanying zone

3.2 洱源—煉城帶

洱源—煉城帶分布在洱源盆地西部，斷裂構造以北西向為主，規模較大的為洱源盆地西側緣斷裂及盆地中隱伏f1斷裂，溫(熱)泉及熱水井基本沿著兩條斷裂之間分布(圖1)。其間下伏基巖為泥盆系青山組灰巖，灰巖中等巖溶發育，富含巖溶水;斷裂f1東側下伏基巖為二疊系峨眉山玄武巖，裂隙發育，中等賦水;盆地西側山地為前寒武系蒼山群片巖、變粒巖等，裂隙較發育，地下水較豐富。根據該帶內地下水水化學類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，出水口多有硫化氫氣體溢出，水中含氟(具深循環強淋濾水化學特征)等特征，初步分析地熱水的補給來源主要為淺部巖溶地下水與深部循環水。熱源主要由巖漿余熱擴散、放射性元素蛻變熱(氡是放射性元素鈾、鐳等衰變的結果)［4］、正常地熱增溫等來源。斷裂破碎帶及旁側霹靂裂隙為地下熱水上升運移提供了良好的通道，地下熱水補給、循環、排泄見圖3。

3.3 下山口—西湖溫水村帶

洱源—煉城帶分布在大理縣城北西右所盆地的西側緣，溫泉及地熱水井總體沿蒼山山前斷裂(紅河斷裂北段西支)北段展布，在下山口一帶為該斷裂與洱海深大斷裂(紅河斷裂北段東支)相交，此兩條斷裂均為全新世活動深大斷裂，深切至地幔。右所盆地西側山地及下山口一帶均為二疊系峨眉山組玄武巖組，巖體中裂隙發育，中等賦水。根據帶內地熱水具弱堿性，富含偏硅酸、鍶、鋰、偏硼酸、鈣等多種元素特征，初步分析地熱水補給來源主要為盆地西側山體淺部裂隙型地下水與深部地下水，其熱源主要有巖漿余熱擴散、正常地熱增溫［5］及斷裂活動摩擦生熱等。斷裂破碎帶及旁側霹靂裂隙為地下熱水上升運移提供了良好的通道，地下熱水補給、循環、排泄見圖4。

圖3 洱源—煉城帶地熱水成因示意圖Fig.3 Schematic diagram of origin of geothermal water of Eryuan-Liancheng zone

4 結語

(1)洱源盆地位于劍川—下關—金平高溫地熱帶內，在洱源盆地內及周緣呈帶狀分布有大量溫(熱)泉，相對集中分布在洱源牛街—三營區、洱源—煉城區、下山口—西湖區三個條帶區內。

(2)牛街—三營區內地表量測熱泉(井)水溫一般60～75℃，最高86℃;洱源—煉城區內地表量測熱泉(井)點水溫一般63～70℃，最高88℃;下山口—西湖溫水村帶區內熱泉(井)內水溫一般36～60℃，最高為88℃;各帶井內地下熱水水溫有隨井深增加而升高的趨勢。

(3)牛街—三營區內地下熱水水質類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，接近中性水，氟含量5～8 mg/L;洱源—煉城區內地下熱水水質類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，中性，氟含量5～8 mg/L;下山口—西湖溫水村區內地熱水為弱堿性，富含偏硅酸、鍶、鋰、偏硼酸、鈣等多種元素。洱源盆地內地熱水水化學類型及水質特征與下山口—溫水村一帶地熱水有所差異。

圖4 下山口—西湖溫水村帶地熱水成因示意圖Fig.4 Schematic diagram of origin of geothermal water of Xiashankou-Xihu

(4)大氣降水、淺表巖溶水、基巖裂隙水及深部循環地下水為各溫泉帶的補給來源，各溫泉系為深部循環高溫地下水沿斷裂破碎帶運移上升，與淺部地下水混合后，沿破碎帶溢出地表而成。

(5)根據各帶內溫泉水化學成分特征，初步分析牛街—三營區及洱源—煉城區熱源主要由巖漿余熱擴散、放射性元素蛻變熱(氡是放射性元素鈾、鐳等衰變的結果)、正常地熱增溫及斷裂活動摩擦生熱等熱源來源;下山口—西湖溫水村區熱源主要由巖漿余熱擴散、正常地熱增溫等來源。

［1］ 熊家鏞，王義昭，張遠志，等.云南省區域地質志［R］.昆明:云南省地質礦產局區調隊，1987.

［2］ 侯璞云，王永臣，院柱，等.蘭坪幅1∶20萬區域水文地質普查報告［R］.劍川:中國人民解放軍○○九三九部隊，1978.

［3］ 方麗萍，丁建博.云南地熱資源的成因分析及開發利用［J］.水文地質與工程地質，1997，12(1):15 －18.

［4］ 歐陽珽.中國地熱異常及溫泉成因［C］//中國科學院地球物理研究所40周年所慶論文集.北京:科學出版社，1990.

［5］ 苗慧帥.云南省下關溫泉和安寧溫泉的特征及成因研究［D］.北京:中國地質大學(北京)，2009.