宜賓地區地熱資源產出特征分析

陳晶++郭旺

摘 要：宜賓地區地熱資源豐富，現已勘查開發的溫泉井具有流量大、溫度高、水質好，以含鍶、氟、偏硅酸等較多有益物質的理療熱礦水為主等特征。該區域地熱水主要發育于二疊系、三疊系的厚層石灰巖地層中，為深埋藏型巖溶水，熱量主要來源于地溫梯度增溫，水質、水溫動態變化不明顯，其分布產出受北東向構造控制。針對宜賓地區地質、構造、埋深、循環條件等情況，研究該地區地熱資源的形成條件、分布特征、地熱水補給、徑流、排泄條件、水化學特征等，為該區域地熱資源開發利用提供科學依據。

關鍵詞：宜賓 熱礦泉 溫泉 深循環

中圖分類號：P314 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0027-02

地熱資源既是礦產資源，又是一種重要的地下熱能資源。通過水熱活動以熱水或水汽形式出露地表或埋藏在地下，廣泛地用于理療、沐浴、取暖、育種、洗滌、烘烤和發電等，具有很高的社會效益和經濟效益。因此，分析研究一個地區的地熱資源賦存及形成情況，將更有利于合理利用和開發區域地熱資源。該文以宜賓市為例，對研究區內已開發的熱礦泉情況，及其地質、構造、埋深、循環條件等進行論述。

1 研究區概況

宜賓市位于四川盆地南緣，距成都約212 km，地理坐標：東經103°36′～105°20′，北緯27°50′～29°16′，幅員面積13283 km2。全市轄兩區八縣，交通較為便利。

2 地熱情況

蜀南竹海溫泉：位于長寧縣龍頭鎮，為人工揭露的熱礦泉水。水源地位于珙長背斜軸部，緊臨雙河斷裂。熱礦泉水賦存于二疊系下統棲霞組，巖性為深灰色中至厚層狀微晶灰巖夾灰黑色泥灰巖透鏡體，其上部為茅口組淺灰至深灰色中至厚層狀微晶灰巖夾生物碎屑巖、泥灰巖，底部灰黑色泥灰巖、泥巖起著隔熱阻水作用，該熱礦泉水為深循環地下熱水排泄帶鑿井獲得，為遠程補給，深部循環增溫的承壓水。水質類型為Cl-Na型水。井口處水溫42 ℃。經鑒定評價為含偏硅酸、偏硼酸的鐳、氡、硫化氫理療礦泉水。允許開采量為3223 m3/d。

宜賓市翠屏山理療熱礦泉水：位于宜賓市西郊騎龍村，為人工揭露的熱礦泉水。水源地位于宜賓背斜南西段傾末端，地面距觀斗山斷層約700 m，緊鄰華鎣山深大斷裂和岷江深大斷裂，這些構造對溫泉起著控制作用，熱礦水含水層深埋地下2228 m以下的二疊系陽新灰巖，上部二疊系上統龍潭煤系地層和三疊系下統飛仙關砂、泥巖地層是地熱含水層良好的隔水頂板蓋層，其頂板埋深2228 m；底板為二疊系梁山組泥頁巖和志留系泥質巖層，頂板埋深2807 m，頂、底板起到良好的隔熱保溫效果，為深部承壓水。水質類型為Cl-Na型水。抽水井口出水溫度85 ℃。經鑒定評價為含鋰、碘的硫化氫、偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶、溴理療熱礦水。允許開采量為1538 m3/d。

屏山縣書樓鎮芭蕉理療熱礦泉水：位于宜賓市屏山縣書樓鎮芭蕉村，為人工揭露的熱礦泉水。水源地處于川南丘陵與山區過渡地帶。熱礦井構造上處于樓東背斜南東翼，糖房灣穹窿的頂部，這些構造對溫泉起控制作用，熱礦泉水含水層為埋深1975 m以下的二疊系陽新灰巖，上部二疊系上統龍潭煤系地層和三疊系下統飛仙關砂、泥巖地層是地熱含水層良好的隔水頂板蓋層，其頂板埋深1975 m；底板為二疊系梁山組泥頁巖和志留系泥質巖層，頂板埋深2618 m以下，頂、底板起到良好的隔熱保溫效果。水質類型為Cl-Na型水。抽水井口出水溫度85 ℃。經鑒定評價為含鋰、碘的硫化氫、偏硅酸、偏硼酸、氟、鍶、溴理療熱礦水。允許開采量為1512 m3/d。

3 地下熱水的形成條件

3.1 地熱的來源

主要有：放射熱、地球轉動熱、化學反應熱及重力分異熱等。宜賓地區以地球轉動熱和化學反應熱為主，其中化學反應熱的熱源是有限的，主要熱源還是地球轉動地熱。地球轉動地熱主要是由于地球自轉角速度的變化，引起非均質的地殼巖層發生水平位移和擠壓而產生的機械熱。它嚴格控制著各種類型構造體系的形成與分布，同時也控制著各種礦產和地下熱水的形成與分布。

根據四川盆地地溫梯度等值線圖（見圖1），宜賓地區的地溫梯度值在25～30 ℃/km之間，結合在川南煤礦區勘探地溫實測資料，宜賓地區地溫梯度在28 ℃/km左右，高于全省平均值。在背斜的頂部，溫度及地熱梯度都較兩翼高，而在向斜凹陷地方熱流密度、地熱梯度較低。特別是在挽近構造運動活動強烈地區尤為明顯，因為這里的斷裂及構造破碎帶等比較發育，是地下熱水的良好通道。

3.2 區域深循環地下熱水模式

廣泛出露于川南盆周山區與云、貴高原過渡地帶的二疊系棲霞組、茅口組和三疊系嘉陵江組的碳酸鹽巖層，其巖溶發育、厚度大，質純分布廣，巖溶海拔高，強烈發育，接受大氣降水補給充足，巖溶水十分豐富，以同層徑流為主的方式向低海拔的北部地區（南、北海拔相對高差達1000 m以上），徑流深循環增溫，在此過程中進行水、熱交換，溶濾巖石中的有益微量元素，匯聚于北部地區（含宜賓市）儲水條件良好的封閉構造環境中，使宜賓地區具有了豐富的地下熱水資源見圖2）。根據調查結果，宜賓地區內巖溶水的深循環模式，即地熱水的循環模式，具有循環深度大（1500 m以上），循環途徑復雜，補給區遠等特點。

3.3 地下熱水的補、徑、排條件

據川南二疊系、三疊系地熱水的形成模式研究，如宜賓市翠屏山理療熱礦泉水等，均具有遠程補給，深層順層循環，尤其是順古溶蝕界面運移的特點。宜賓地區內賦存的地下熱水的補給區，主要是在珙縣、高縣、筠連縣一帶（出露位置較高的寬緩石灰巖裸露區），接受大氣降水的直接滲入或灌入補給；地下水主要通過同層補給，順層向深部徑流，二疊系、三疊系巖溶界面的沉積間段（假整合）是地下深循環的良好通道，由于處于循環帶之內，徑流緩慢，極少見有天然排泄點；通過遠程徑流，地下熱水在深部獲得增溫，并溶濾圍巖中礦物質形成熱礦水，完成了地熱水的補給、徑流過程。因此，區內地熱水資源不同于其他礦產資源，它是一個由補給、徑流至排泄構成的完整循環的平衡系統，只要不破壞補給量與排泄量的平衡，地熱水則是可再生資源，具有較大的開發價值。endprint

3.4 地下熱水與構造的關系

地下熱水的形成嚴格受構造條件的控制，宜賓地區內大部分溫泉都出露在強烈褶皺的背、向斜軸部和翼部，并與不同力學性質的斷裂構造有著一定的關系，斷裂常常是地下熱水出露地表的主要通道。如高縣來復渡哨包溫泉就與佛界山斷裂有著直接的關系。另據區域地質資料：華鎣山深大斷裂與峨眉-宜賓深大斷裂相交于區內，切穿志留系、二疊系、三疊系等地層，而斷裂構造往往形成地下熱水的導流通道，并使之獲得一部分的構造熱。區內地下熱水的形成與深部構造尤其是東西向構造和北東向構造有著密切的關系。

3.5 地熱資源的分布特征

宜賓地區主要屬于北東-南西向褶皺構造區，區內宜賓背斜、南廣背斜、龍頭山向斜均呈北東-南西向相間，受華鎣山深大斷裂和峨眉-岷江深大斷裂制約后，西南端傾伏，向北東逐漸收斂。因此在宜賓背斜和南廣背斜的軸部或翼部，褶皺強烈，地下熱水資源相對較為豐富。宜賓地區內三疊系、二疊系碳酸鹽巖埋藏深度達（約大于）1500 m，該類地層中賦存的地下水屬較深埋藏型巖溶水，故相應產生的地下熱水也屬于深循環帶中的地熱水，由于上覆地層較厚，地下水一般具有承壓性，但一般不會以天然泉或泉群的方式向地表排泄，必須以人工鉆鑿井（孔）方式揭露。

3.6 水化學特征

區內地下熱水屬于深循環帶中的深埋藏型地下熱水，地下熱水徑流緩慢，經過遠距離的補給、徑流及地下水交替使用后，水化學成分復雜，一般以CL-、HCO3-和Na+、Ca+含量較高，主要水質類型多屬于CL-Na和HCO3-·Na、Ca型，礦化度一般略高，部分大于1 g/L，pH值一般7～8，部分地熱水中還含有大量的微量元素和氣體成份，其中以鍶、氟、偏硅酸等含量較高，大部分均達到或超過理療礦泉水水質標準。

3.7 地下熱水的動態特征

區內地下熱水動態較一般巖溶泉穩定，其中以水溫和水質變化較小，流量的變化幅度相對較大。據區內已有溫泉的長觀資料，流量與大氣降水有一定的關系，主要表現在兩者峰值的大致同步上，由于屬埋藏型地下熱水，相應降水規律有一個較長的滯后期。據部分長觀資料，水溫變化幅度2～7 ℃，水溫不受氣溫變化的影響，分析資料表明，溫泉水質類型基本上沒有變化。

4 結論

根據區內地下熱水的賦存規律及地質環境條件，對宜賓地區地熱資源的勘查及開發利用應該以二疊系棲霞組、茅口組碳酸鹽巖溶水為重點。通過系統分析，在區內宜賓背斜、南廣背斜的軸部或翼部是深循環地下熱水的可能富集部位。主要由二疊系下統棲霞組、茅口組巖溶水在封閉的深埋狀態下以橫向順層運移方式為主，經2000 m以上的神循環形成地下熱水，因此熱水一般具有高溫、高壓、高礦化的特點。由于上部蓋層厚度大，目的含水層埋藏深超過2000 m，地表一般不會有溫泉出露，區內地下熱水屬深埋藏地下熱水，可以通過人工鉆鑿井（孔）的方式進行開采，極有可能獲得豐富的地下熱水資源。

參考文獻

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