江西省安遠縣黃背地熱水勘查成果分析

江西省核工業地質局二六四大隊 江西 贛州 341000

1 勘查區地熱地質特征

勘查區位于江西省安遠縣南約20km處,該行政區劃隸屬安遠縣三百山鎮管轄,省道343橫貫勘查區,交通非常便利。大地構造位置上,工作區屬于華夏板塊南嶺東段隆起帶,東西向斷裂構造發育(江西省地質礦產勘查開發局,2017)。

圖1 江西省安遠縣黃背地熱水礦區地質圖

1.1 礦區地質特征

1.1.1 地形地貌 工作區為丘陵地貌,地形標高281.9～361.8m,相對高差約79.9m,自然坡度28～42°,局部達46°,山坡植被發育較好,主要為雜樹、雜草,植被覆蓋率60～80%。

1.1.2 地層 區內出露地層為震旦系上統老虎塘組(Z2l),巖性為硅質巖、硅質板巖夾變余長石石英砂巖,主要分布于本區東部及西北角。第四系聯圩組卵石、砂、亞粘土,分布于河流兩側及溝谷中。

1.1.3 巖漿巖 區內巖漿活動頻繁,工作區內出露：侏羅紀晚世二長花崗巖(ηγJ3),分布于工作區南部；三疊紀中世二長花崗巖(ηγT2),分布于工作區北部；青白口紀片麻花崗巖(gnγPt3),主要分布于工作區東北角。

1.1.4 構造 工作區位于南嶺東西向復雜構造帶和武夷山新華夏系構造帶的交接復合部位,構造形跡以斷裂構造為主(樊柄宏,2017),主要發育有近東西向構造F1和北東向構造F2。近東西向構造F1的傾向為183－194°,傾角為78－82°,為構造角礫巖,細晶巖膠結,后期梳狀螢石脈及硅質充填；北東向構造F2的傾向為137－178°,傾角為78－80°,主要為花崗巖構造碎裂巖,裂隙發育。

1.2 地溫場特征

1.2.1 地溫場垂向變化特征 據南段(Q2)鉆孔孔底測溫資料分析,鉆孔隨深度增加溫度逐漸增高,但隨鉆孔所處的構造部位不同,其溫度增加程度變化較大。

第一,近地表部位,一般溫度變化不大,但鉆孔揭露到穩定的基巖后,溫度具有明顯的增高過程,以鉆孔ZK4為例：17.77－40m孔底溫度由27.4℃上升至29.5℃,40－390m孔底溫度逐漸升高,由29.5℃上升至46.7℃。

第二,鉆孔ZK2、ZK4揭穿F1構造時,鉆孔自流量均有增大,孔內溫度均有升高,繼續鉆進可發現增溫率明顯下降,甚至會略有下降。如鉆孔ZK4鉆進至17.77m開始涌水,涌水量初始很小,為19.13m3/d,鉆進至404.5m揭穿F1構造,涌水量達603.42m3/d,水溫44.7℃；繼續鉆進,水量逐步減小,至終孔,孔口涌水量為169.43m3/d。

第三,據巖芯觀測及巖礦鑒定分析,有綠泥石化、高嶺石及方解石等熱水蝕變礦物,如：斜長石、角閃石具有綠泥石化現象,方解石脈狀分布于黑云母花崗巖中或在裂隙面上,局部見高嶺石化現象,巖芯放置不久易順方解石脈出現崩解破裂。

地熱水溫度隨垂向深度變化見圖2。

圖2 地質剖面溫度等值線圖

1.2.2 地溫場平面分布特征 根據鉆孔孔口測溫資料,繪制的平面曲線圖,鉆孔ZK2為38.2℃,鉆孔ZK3為36.3℃,鉆孔ZK4為45.9℃,以此推定南段(Q2)的等溫線,見圖3。

圖3 鉆孔揭露地熱水平面溫度等值線圖

2 地熱流體水化學特征

水質分析結果顯示：礦化度為363.95－545mg/L,PH為7.45－8.08,重碳酸根含量為255－342mg/L,該地熱水的水質類型為低礦化度重碳酸鈉型淡水；地熱流體偏硅酸(H2SiO3)含量為98.45－101.18mg/L,氟(F－)含量為6.9－10.9mg/L,含量已達到和超過了“命名礦水濃度”要求,可命名氟水、硅水理療熱礦水。

表2 水質分析簡表

3 地熱水成因淺析

3.1 熱源 黃背地熱熱源主要來源于深部花崗巖體的余熱以及近東西向、北東向斷裂構造的深循環地熱,地熱區熱儲為花崗巖體中構造斷裂帶,其層面裂隙及構造裂隙發育,熱儲的地溫隨深度增加而升高,蓋層為構造帶上盤花崗巖。

3.2 導熱通道 穿過區內F2構造為南段Q2溫泉的控熱導熱構造,F2的巖性為花崗巖構造碎裂巖,巖心破碎,裂隙發育,裂隙面可見明顯綠色蝕變現象,部分裂隙面發黑,軸心夾角為5－15°,局部夾有少量構造泥。

3.3 熱水的補給、徑流、排泄 在地形高差的影響下,大氣降水沿裂隙帶或斷裂帶下滲至熱層,吸收圍巖中的熱量形成溫度不等的熱水。因下滲的常溫水水溫低,比重大而下沉,匯入的構造裂隙水又沿斷裂帶內的裂隙向深部運移,同時受深部高溫熱源增溫作用水溫逐步升高,地下熱流場形成壓力差,在壓力的驅動下,熱水往高溫區上涌,自地勢高的南端向地勢稍低的北端逕流,在唐屋一帶遇構造裂隙而溢出地表,排泄于山間溪溝。

4 找地熱水的標志

地下熱(水)異常在地表是有顯示的,這是地熱水在地表漏泄的結果,因而成為地下熱水異常的直接或間接找礦標識,可歸納為11種類型：①地面出現微溫或放熱現象；②溫泉和熱泉；③沸泉；④噴氣孔；⑤噴泉和間歇性噴泉；⑥泉華；⑦水熱爆炸；⑧火山噴發；⑨水熱蝕變；⑩水熱礦化；○11地球化學地熱溫標(徐雪球等,2010)。黃背溫泉存在地面放熱現象、溫泉和熱泉、水熱蝕變這3種標志。通過對目前所取得勘查成果的分析,黃背地熱田南段(Q2)主要具備以下三種標志：①溫泉出露點,工作區內存在已知的溫泉出露點,水溫36.0℃；②構造帶,近東西向構造F1及北東向構造F2穿過工作區,構成黃背溫泉的控熱導水構造,黃背溫泉西南方向的新塘溫泉及東方向的虎崗溫泉均受該構造控制；③蝕變帶,據巖芯觀測及巖礦鑒定分析,巖芯有綠泥石化、高嶺石及方解石等熱水蝕變礦物,且蝕變現象主要集中在構造段及裂隙發育密集段。

5 資源儲量及社會經濟效應

據工作區南段群孔抽水資料顯示,鉆孔ZK2穩定流量為432.12m3/d,水溫38℃,鉆孔ZK4穩定流量為1249.08m3/d,水溫43℃,達到溫熱水(40℃≤t≤60℃)的標準,可用于理療、洗浴、取暖、溫室及養殖,具有較好的開發利用價值,為安源縣三百山鎮申報“中國溫泉之鄉”提供了資源保障,為農民就業、精準脫貧創造了條件,并促進當地旅游和經濟發展。

6 地熱水規律與找礦方向

區域上,工作區位于南嶺東西向復雜構造帶和武夷山新華夏系構造帶的交接復合部位,北東向斷裂屬于九連山－安遠斷裂帶,出露于九連山、安遠一帶,向北東延伸至石城。

該區經歷了多期構造運動,各構造形跡以斷裂構造為主,次為褶皺,地質構造復雜,這些構造的張性和張扭性結構面構成了地下熱水的良好通道。同時,工作區位于贛南(全南－尋烏)中生代火山巖帶(江西省地質礦產勘查開發局.2017),區內巖漿活動強烈,為地下熱水的形成提供了熱源。因此,該大斷裂控制著諸多溫泉的出露,有全南的茅山熱水(48℃)、南逕熱水(64℃)、龍南的夾湖兩頭江(52℃)、臨江湯湖(54℃)、安遠的孔田新壙(55℃)及虎崗熱水(79℃)。

地熱水找礦方向應在已有的地熱點的控制構造延伸方向“就熱找礦、順藤摸瓜”(楊明桂等,2010),重點是尋找新的熱源中心和導水構造。根據該區熱水出露特征、構造延伸方向及區域地熱地質條件,在工作區內構造F1與F2的交匯部位及三百山至新塘一帶范圍內,尋找地熱資源有利。