淺層地溫測量在新疆塔什庫爾干縣地熱資源勘查中的應用

■徐繼軍

（新疆地礦局第二水文工程地質大隊 新疆昌吉 831100）

淺層地溫測量在新疆塔什庫爾干縣地熱資源勘查中的應用

■徐繼軍

（新疆地礦局第二水文工程地質大隊 新疆昌吉 831100）

淺層地溫是由地層深部的熱儲由斷層破碎帶和裂隙發育帶傳導至地層表面的導熱異常表現，是儲存在地球內部的可再生能源。通過對新疆塔什庫爾干縣提孜那甫鄉曲曼村一帶（研究區）開展淺層地溫測量工作，為確定隱伏斷裂構造提供依據。本文主要采用地表淺層測溫及冬季河流水體測溫，論述了深部隱伏斷裂和淺層地溫的相互關系，對尋找隱伏斷裂位置和深部地熱異常具有較好的導向意義。

地熱資源淺層地溫測量測溫異常隱伏斷裂

1 研究區基本情況

新疆塔什庫爾干縣位于我國西部邊陲帕米爾高原腹地，該縣常規能源缺乏，而地熱資源卻較為豐富。研究表明，塔身庫爾干縣谷地熱儲具有斷裂構造控制的帶狀發育特征，為斷裂裂隙熱儲類型。斷裂構造的分析研究是尋找地熱資源的重點和難點。塔身庫爾干縣谷地主干斷裂為塔什庫爾干斷裂，南北向展布，北東向次級斷裂發育。新生代以來這些斷裂活動強烈，區域抬升運動顯著，碎屑沉積發育，大部分地帶斷裂隱伏于第四系之下。為查明這些隱伏斷裂的展布特征，先后進行了多項地球物理和地球化學研究工作，其中淺層地溫測量是一種非常重要的方法。為系統研究研究區地熱分布特征，在該區域開展了2m深網狀淺層地溫測量方法及冬季河流溫度的觀察及測量，該項分析成果為推斷斷裂部位發揮了重要作用。為此，筆者認為有必要對淺層測溫工作進行必要總結，期待與同行們一同討論、研究，進而為該技術方法在地熱資源勘查中得到有效利用提供基礎資料。

2 研究區構造概況

研究區位于塔什庫爾干谷地北段、塔什庫爾干縣提孜那甫鄉曲曼村一帶，構造上處于塔什庫爾干斷裂帶內，位于斷裂向北和向西分叉的復合部位。塔什庫爾干斷裂是帕米爾構造區中東部一條活動斷裂，該斷裂控制著塔什庫爾干谷地的形成及演化。研究區內塔什庫爾干斷裂出露為2-3排南北走向、斷面東傾的正-走滑斷層，展布在谷地西部山區及山前冰磧丘陵地帶。塔什庫爾干斷裂活動強烈，其次級斷裂發育，這些次級斷層呈北東向隱伏于谷地內第四系碎屑沉積之下，整體形成以近南北向斷裂為主、北東向次級斷裂發育的斷裂裂隙系統。

3 研究區地層概況

研究區及其外圍地帶發育有元古界、新近系、第四系以及喜山期侵入巖。元古界（Pt）為一套變質巖，巖性主要為片巖、片麻巖，大理巖和石英巖。變質巖地層整體南西傾，整體呈灰黑色-灰綠色出露于研究區北、東兩側的基巖山區，是區域基底的主要組成巖性。新近系（N）為上新世泥巖、砂巖和礫巖。該套巖性具有水平和波狀層理，僅在曲曼村以北一帶小范圍出露，其余地帶則隱伏與第四系之下。第四系巖性均為砂礫石堆積，發育在塔什庫爾干谷地內部。按照成因類型可劃分為晚更新世冰水堆積（Q3gfl），全新世殘坡積、洪積角礫石層（Q4edl+pl），沖、洪積卵礫石層（Q4apl）和沖積卵礫石層（Q4al）。冰水堆積和沖洪積物質來源于研究區西側花崗巖山區；殘坡積和洪水堆積來源于其西北部托爾推其山變質巖區；沖積堆積發育在塔什庫爾干河現代河床及河漫灘地帶，物質來源復雜。喜山期侵入巖包括花崗巖和正長巖（γ63、ε63），發育在谷地西側基巖山區，以辛滾溝為界，其北側為花崗巖，南側為正長巖。

4 研究測溫工作方法

4.1 冬季地表河流溫度測量方法

研究區周邊的塔什庫爾干河從南至北常年徑流，塔什庫爾干河流量小、流速緩慢、溫度一般較為均衡。為真實的掌握該河流段的溫度信息，驗證該河流段的溫度異常，在冬季對塔什庫爾干河流的上游至下游水溫進行了檢測，本次測量時，沿河流的流向對河水溫度監測采取數據，觀察點距為100米，對河流的水溫進行溫度對比，以期找出地表河水溫度的異常段。

4.2 淺層地溫測量方法

塔縣凍土深度最高為1.86m，地表凍土深度以下不受自然環境的干擾，對研究區全面布設網格狀2米深探井工作，以全面控制研究區的淺層地溫異常區域。測溫儀器采用FLUKE公司生產的63型紅外手持式溫度測量儀，該儀器測溫范圍為-32℃-535℃，分辨率為0.2℃，工作環境溫度為0℃-50℃，體積小、重量輕、便于攜帶。地溫測量過程中如有異常加密布設探井。野外數據采集方法是根據施工現場探井的開挖，及時將測溫儀的紅外照射點打入井底提取溫度值。為達到數據的真實可靠性，測溫必須實時測量或反復測量，即挖即測，并盡量減少開挖探井時人為因素的影響，采集研究區有效淺層地溫數據，提高測溫工作的可靠性。

5 淺層測溫成果分析

（1）通過冬季河流溫度測量，河流溫度異常區域和隱伏斷裂埋藏位置有著較好的對應關系，隱伏斷裂中的熱儲通過破碎帶傳導至地表上部的河流段，對河流溫度有一定影響，可為尋找埋藏在深部的隱伏斷裂提供依據。

（2）研究區淺層地溫最高可達41.6℃，最高值為異常標準的近2倍。根據淺層地溫測量的結果分析，淺層地溫是由地層深部的熱儲通道傳導至地表產生的異常現象。地表異常溫度的高低和隱伏斷裂埋藏的深度有著直接關系，隱伏斷裂埋藏淺地表異常溫度較高，隱伏斷裂埋藏深地表異常溫度偏低。可利用已知的異常地溫加大周圍探井工作量以尋找隱伏斷裂確定方位，同時對推斷隱伏斷裂的走向及侵入方向提供了有利線索。

[1]1:50萬塔什庫爾干地區區域水文地質普查報告 [R].中國人民解放軍00925部隊，1980年.

[2]1:50萬新疆南疆西部地質圖、礦產圖及說明書 [R].新疆地礦局第二地質大隊，1985年.

[3]新疆塔什庫爾干縣城地區地熱地質普查報告 [R].新疆地礦局第三水文工程地質大隊，2001年.

[4]新疆塔什庫爾干縣地熱資源勘查報告 [R].新疆地礦局第二水文工程地質大隊，2014年.

P314[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-128-1

徐繼軍（1987～），男，2007年畢業于鄭州地校（鄭州），助理工程師，研究方向為水文地質、工程地質、環境地質。