云南省鎮(zhèn)沅縣秀山村地?zé)崴卣髋c成因

徐劍波 李仕斌

摘 要：秀山溫泉位于瀾滄江褶斷帶與子馬-景谷復(fù)向斜交接部位的瀾滄江熱水帶中，出露于北西向與北東向兩組斷裂之間，并且與印支期花崗巖體（[γ51]）相關(guān)聯(lián)，是多重作用下的產(chǎn)物。熱源主要為下伏巖體余熱釋放，其次是派生斷裂溝通了它們之間的聯(lián)系，加強(qiáng)了熱對(duì)流。溫泉有多種有益元素存在，屬中溫砷+偏硅酸溫礦（泉）水、鋰+鍶天然礦泉水。用無(wú)蒸氣損失的SiO2溫標(biāo)估算的熱儲(chǔ)溫度為122.8 ℃，估算的溫泉水循環(huán)深度為2.26 km。區(qū)內(nèi)具有進(jìn)一步尋找中、高溫?zé)崴Y源的可能。

關(guān)鍵詞：溫泉;瀾滄江;斷裂

中圖分類(lèi)號(hào)：P314.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）09-0141-03

Abstract： Xiushan Hot Spring is located in the Lancang River hot water zone at the junction of the Lancang River fold fault zone and the Zima-Jinggu complex syncline， which is exposed between two sets of NW-trending and NE-trending faults， and is associated with the Indosinian granite body （[γ51]）， which is the product of multiple actions. The main heat source is the release of residual heat from the underlying rock mass， followed by derivative faults that communicate the connection between them and strengthen heat convection. There are a variety of beneficial elements in the hot springs， including medium-temperature arsenic + metasilicate warm mineral （spring） water， and lithium + strontium natural mineral water. The thermal storage temperature estimated with the SiO2 temperature scale without vapor loss is 122.8 ℃， and the estimated hot spring water circulation depth is 2.26 km. The zone has the possibility of further searching for medium and high temperature hot water resources.

Keywords： hot spring;Lancang River;fault

地?zé)豳Y源是集熱、水、礦于一體的綜合性礦產(chǎn)資源。地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、提高居民生活質(zhì)量和醫(yī)療保健水平有著重大的作用。

秀山溫泉位于滇西褶皺區(qū)超巖石圈的瀾滄江深大斷裂、瀾滄江地?zé)釒?nèi)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，活躍的地殼運(yùn)動(dòng)為本區(qū)高溫地?zé)崴男纬商峁┝肆己玫牡刭|(zhì)背景[1]。由于位置偏隅，交通不便，秀山溫泉一直未得到開(kāi)發(fā)利用。隨著國(guó)家整體鄉(xiāng)村扶貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的深入與建設(shè)美麗新農(nóng)村的戰(zhàn)略構(gòu)建，新近開(kāi)通的墨（江）臨（滄）高速公路從秀山村近傍通過(guò)，為加速當(dāng)?shù)責(zé)崴Y源開(kāi)發(fā)、助力農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了機(jī)遇[2]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)處于瀾滄江褶斷帶與蘭坪-思茅上疊坳陷交接處。瀾滄江深大斷裂從北往南呈S形-反S形彎曲，總體近南北向延伸，兩端被北西、北東后期斷裂所切。斷裂東以過(guò)渡型長(zhǎng)軸狀褶皺為主，西則發(fā)育南北向構(gòu)造及弧形構(gòu)造，斷塊活動(dòng)明顯，沿?cái)嗔褞в兴嵝浴行浴詭r脈侵入。斷裂具多期復(fù)活活動(dòng)的特征，斷裂帶旁側(cè)有溫泉出露。

瀾滄江褶斷帶東西寬度為5～10 km，呈近南北向展布，以中、上三疊統(tǒng)火山巖、火山碎屑巖建造為主體。區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育，總體屬子馬-景谷復(fù)向斜的一部分，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，有不同期次的巖漿呈巖脈、巖株侵入。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，主干斷裂平行于深斷裂分布，并為后期之北北西或北東向橫斷裂所切割或錯(cuò)移。

子馬-景谷復(fù)向斜總體向南漸寬并向南北向延伸。次級(jí)向斜槽部多分布下白堊統(tǒng)景星組及曼崗組紅色建造;背斜核部則出露中侏羅統(tǒng)和平鄉(xiāng)組紅色建造及部分中三疊統(tǒng)火山巖建造。

2 區(qū)域地?zé)岙惓?/p>

區(qū)內(nèi)以南北向構(gòu)造體系為主，各期巖漿巖、地震活動(dòng)及溫泉出露均沿南北向構(gòu)造展布。區(qū)內(nèi)按構(gòu)造格局劃分為三個(gè)熱水區(qū)（帶），即西部幸福（臨滄）-雙江熱水帶、瀾滄江熱水帶和景谷熱水帶。秀山溫泉處于瀾滄江熱水帶，屬于褶皺山區(qū)斷裂型熱水區(qū)，如圖1所示。

瀾滄江熱水帶分布于測(cè)區(qū)中西部，泉水沿瀾滄江河谷兩側(cè)出露，受瀾滄江斷裂帶控制。均出露于印支期花崗巖內(nèi)（斷裂）或接觸帶。

臨滄-雙江熱水帶沿臨滄花崗巖體西部邊緣分布，泉水受印支期花崗巖體（[γ51]）控制，多出露于盆地邊緣及溝谷兩側(cè)的花崗巖接觸帶。

景谷熱水帶分布于景谷盆地周?chē)鼙睎|向斷裂控制。泉水出露于盆地邊緣及溝谷底部。

3 秀山溫泉地質(zhì)特征與控制因素

3.1 地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較復(fù)雜，褶皺及斷裂均發(fā)育較好。對(duì)地?zé)崴Y源起控制作用的主要大斷裂有瀾滄江深大斷裂及其次級(jí)大斷裂，下面分析主要斷裂和褶皺特征。

3.1.1 斷裂。這里重點(diǎn)介紹4條斷裂，即F18、F20、F27和F28。

F18長(zhǎng)度為23.8 km，走向?yàn)?25°～350°，傾向?yàn)?45°，傾角為65°～70°，為壓性逆斷層，斷裂帶出現(xiàn)角礫巖化、糜棱巖化，往北裂面發(fā)育，有石英脈侵入其中。

F20沿0°～30°平行于瀾滄江大斷裂展布，從南往北反復(fù)做S形轉(zhuǎn)彎，被北北西及北東向斷裂切成數(shù)段。斷裂沿線(xiàn)出現(xiàn)巖石片理化、碎裂-角礫巖化或糜棱巖化。斷層表現(xiàn)出多期復(fù)活活動(dòng)的特征，斷層面北段傾向東，南段向西，屬高角度沖斷裂。

F27長(zhǎng)度為6.7 km，走向?yàn)?0°～20°，傾向?yàn)?85°，傾角60°～70°，為逆斷裂，巖石出現(xiàn)糜棱巖化或出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象。

F28長(zhǎng)度為8.5 km，走向?yàn)?5°～50°，傾向?yàn)?00°，傾角為65°，為逆斷裂，斷層帶出現(xiàn)糜棱巖化，巖層出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)變質(zhì)及牽引現(xiàn)象。秀山溫泉的形成與該斷裂關(guān)系密切。

3.1.2 褶皺。⑥號(hào)向斜與秀山溫泉關(guān)系密切，向斜軸向?yàn)?50°～35°，長(zhǎng)度為28 km，兩翼地層產(chǎn)狀為25°～45°，核部地層為下白堊統(tǒng)曼崗組（[K1m]），兩翼為下白堊統(tǒng)景星組（[K1j]）及中侏羅統(tǒng)和平鄉(xiāng)組（[J2h]）。該向斜為長(zhǎng)軸向斜，兩翼基本對(duì)稱(chēng)。

3.1.3 巖漿巖。區(qū)內(nèi)（瀾滄江褶斷帶）三疊紀(jì)火山巖發(fā)育，同時(shí)有不同時(shí)期的侵入巖體（脈），區(qū)內(nèi)溫泉多與印支期花崗巖體（[γ51]）有關(guān)。

3.2 控制因素

構(gòu)造體系決定區(qū)內(nèi)熱水的空間分布，次級(jí)構(gòu)造、巖漿巖界面以及不同方向和力學(xué)性質(zhì)斷裂交匯部位則控制著熱水的生成和運(yùn)移條件[3]。

3.2.1 南北向壓性斷裂是溝通熱源的主要通道。近南北向分布的壓性、壓扭性斷裂帶是滇西三江經(jīng)向構(gòu)造帶的主體部分。瀾滄江深大斷裂是長(zhǎng)期性活動(dòng)斷裂，大部分切穿了巖石殼，可到達(dá)上地幔，地下水向深部運(yùn)移吸收巖漿對(duì)流作用釋放出來(lái)的熱能，然后沿?cái)鄬由仙绯龅乇硇纬蓽厝?/p>

3.2.2 派生斷裂帶多出露中、高溫?zé)崴＝?jīng)向構(gòu)造在形成南北向主干斷裂的同時(shí)，還形成了派生的北東向和北西向張扭性斷裂，地下熱水亦多沿其運(yùn)移上升形成溫泉。區(qū)內(nèi)該類(lèi)型的溫泉數(shù)量占比為64%。秀山溫泉就出露于此類(lèi)派生斷裂帶附近。

3.2.3 沿近期活動(dòng)性斷裂帶分布的盆地兩端多有溫泉出露。新生代斷陷盆地多沿繼發(fā)性活動(dòng)強(qiáng)的斷裂帶發(fā)育，控制盆地的斷裂一般較大，為地殼深部熱源向上運(yùn)移提供了良好通道。地下熱水多沿?cái)嗔严蚺璧貎啥诉\(yùn)移，在蓋層變薄或消失地帶溢出地表形成溫泉。

3.2.4 沿印支期花崗巖體（[γ51]）邊緣及圍巖接觸帶多有溫泉出露。熱源主要為大型巖體不斷釋放余熱，使地下水溫升高，沿巖體邊緣斷裂出露的常為中高溫、高溫?zé)崴Ｐ闵綔厝喔◢弾r體有關(guān)。

綜合以上因素，秀山溫泉出露于印支期花崗巖體與圍巖接觸帶，巖體略顯隱伏狀，是多重作用下的產(chǎn)物。熱源主要為下伏巖體不斷釋放余熱，使地下水增溫;其次是派生的北東向張扭性F28斷裂溝通了它們之間的聯(lián)系，加強(qiáng)了熱對(duì)流，使其溢出地表形成溫泉。

4 溫泉水化學(xué)特征與熱儲(chǔ)溫度、循環(huán)深度

4.1 水化學(xué)特征

秀山溫泉在溝旁洼地內(nèi)由20多個(gè)溢流點(diǎn)匯成，總流量為2.17 L/s，泉點(diǎn)周?chē)谢液稚c黃色鈣華、硫華凝結(jié)，有異味，水溫為51 ℃，屬中溫溫泉。2020年3月采集水樣送測(cè)，分析結(jié)果顯示有多種有益元素存在，按《天然礦泉水資源地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB/T 13727—2016），其屬于砷+偏硅酸溫礦（泉）水，為理療用的天然礦泉水;根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水》（GB 8537—2018），鋰、鍶及溶解性總固體含量高，其屬于鋰+鍶天然礦泉水，有利于養(yǎng)生保健。溫泉水的主要成分含量如表1所示。

注：溫泉水的pH為7.33。

4.2 熱儲(chǔ)溫度

熱水化學(xué)成分隨水溫變化而變化，具有較強(qiáng)的規(guī)律性。人們可以通過(guò)測(cè)定地?zé)崃黧w的化學(xué)組分濃度比值，計(jì)算和推測(cè)深部熱儲(chǔ)溫度[4]。偏硅酸含量與水溫的關(guān)系密切，水中的二氧化硅是由熱水溶解石英所形成的，水溫越高，二氧化硅的含量也就越高。人們可以用無(wú)蒸氣損失的SiO2地?zé)釡貥?biāo)估算熱儲(chǔ)溫度，選用熱水到達(dá)地表時(shí)沒(méi)有沸騰的計(jì)算公式，如式（1）所示。經(jīng)計(jì)算，秀山溫泉熱儲(chǔ)溫度為122.8 ℃。

式中，[t]為熱儲(chǔ)溫度，℃;[a]為水中SiO2含量，mg/L。

4.3 溫泉水循環(huán)深度

地?zé)崴疁囟扰c地?zé)崴h(huán)深度有很大的關(guān)系。人們可以利用當(dāng)?shù)氐販靥荻群蜔醿?chǔ)溫度來(lái)計(jì)算溫泉水的循環(huán)深度。按式（2）計(jì)算，秀山溫泉循環(huán)深度為2.26 km。

式中，[D]為循環(huán)深度，km;[g]為地溫梯度，℃/km，區(qū)內(nèi)取50 ℃/km;[tR]為熱儲(chǔ)溫度，取122.8 ℃;[tcold]為當(dāng)?shù)乩淙畹蜏囟龋妫‘?dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?0 ℃;[h]為常溫層厚度，km，當(dāng)?shù)爻貙雍穸葹?.2 km。

綜上分析，秀山溫泉的熱能主要來(lái)源于放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱及上地幔傳導(dǎo)熱，大氣降水的入滲為地?zé)崴闹饕a(bǔ)給來(lái)源，地下水沿主干斷裂發(fā)育的構(gòu)造裂隙或者次級(jí)斷裂帶向深部滲透參與深循環(huán)，并在徑流過(guò)程中不斷吸取圍巖中的熱量，沿?cái)鄬踊驇r體接觸帶上升而形成溫泉。

5 結(jié)語(yǔ)

瀾滄江深大斷裂是云南新近地史時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)最活躍、最強(qiáng)烈的地區(qū)之一，地?zé)岙惓Ｊ置黠@。區(qū)內(nèi)地層、地質(zhì)構(gòu)造具備地?zé)崴x存的條件和空間，具有進(jìn)一步尋找中、高溫?zé)崴Y源的條件。秀山村地?zé)豳Y源水質(zhì)獨(dú)特，含多種有益礦物質(zhì)成分及元素，屬少見(jiàn)的集聚多種有益礦物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)溫泉。除熱水理療和礦泉水開(kāi)發(fā)外，人們還可發(fā)展低溫?zé)崴B(yǎng)殖（植）業(yè)，結(jié)合當(dāng)?shù)靥赜械淖匀伙L(fēng)景與經(jīng)濟(jì)、文化等優(yōu)勢(shì)，打造旅游休閑、觀光與生態(tài)養(yǎng)殖（植）一體的優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目[5]，使其成為常保脫貧成效、振興當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]方麗萍，丁建博.云南地?zé)豳Y源的成因分析及開(kāi)發(fā)利用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1997（4）：47-50.

[2]徐劍波.李仕斌.云南省鎮(zhèn)沅縣振太鎮(zhèn)楊保組地?zé)崴_(kāi)發(fā)可行性研究報(bào)告[R].2020.

[3]房艷國(guó)，李茂華，等.云南大理州洱源盆地溫泉分布特征及成因分析[J].資源環(huán)境與工程，2015（5）：701-705.

[4]徐洪飛.云南瀘水地區(qū)部分溫泉水化學(xué)和同位素特征及成因分析[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2020：18.

[5]武紅艷.云南溫泉類(lèi)地質(zhì)遺跡分布特征及開(kāi)發(fā)利用建議[Z].2020.