群樂背斜緊密褶皺帶地熱水賦存特征及勘查開發建議

田小林

群樂背斜緊密褶皺帶地熱水賦存特征及勘查開發建議

田小林

（貴州省地質礦產勘查開發局114地質大隊，貴州 遵義 563000）

正安縣桐梓埡地區在三江河谷邊緣有溫泉群出露（水溫33.2℃）。通過對區域地熱地質條件的綜合分析，認為該區為混合熱儲類型，地熱水成礦條件較好。因該區屬背斜隆起緊密褶皺帶區，巖層產狀陡，兩翼地熱水埋藏深度大，軸部強烈隆起、熱儲含水層抬升，地熱水埋藏深度較淺；考慮斷裂構造具有良好導熱導水作用，建議以群樂背斜軸部為勘探構造部位、以在熱儲含水層中揭露斷裂構造為勘探目標，從而實現增加成井率、減少勘查風險。

背斜；緊密褶皺帶；地熱水；賦存特征；勘查開發

群樂背斜位于貴州省正安縣北部桐梓埡一帶，呈北東至南西向展布，軸長20km，南東翼近軸部三江河谷邊緣有天然溫泉（水溫33.2℃、流量0.5L/s）出露，反映了群樂背斜區具備地熱水資源形成的良好地熱地質條件。由于區域背向斜緊密相間分布，地層產狀陡、斷裂切割嚴重，地質條件較復雜。加強對群樂背斜緊密褶皺帶區地熱水賦存條件的綜合分析研究，對區內地熱水資源勘查開發具有一定的指導意義。

1 區域地質概況

群樂背斜在區域上位于四川盆地東南邊緣，大婁山隆起褶皺帶北西側，區域構造由背、向斜呈雁形斜列交相分布，正斷層、沖斷層、構造裂隙發育。群樂背斜軸面傾向北西，核部出露寒武系婁山關組（?2-3）及奧陶系桐梓紅花園組（O1）白云巖及灰巖，兩翼出露奧陶系（O）至志留系（S）泥頁巖、砂泥巖夾碳酸鹽巖，沿背斜軸部碳酸鹽巖分布區成寬緩谷地，兩翼碎屑巖構成壟崗，受強烈擠壓形成緊密褶皺帶、地層產狀較陡。核部及翼部高角度張性斷層、逆沖斷層發育，切割背斜深度大（韓至鈞和金占省，1996）。該區具備地熱水資源形成的地熱地質條件，因處于強烈隆起緊密褶皺帶區，地熱水賦存條件復雜，勘查開發難度較大（圖1）。

1.正斷層；2.逆斷層；3.背斜軸；4.地層分界線；5.地層代號；6.巖層產狀（數字表示傾角）；7.溫泉（左：編號；右上：流量L/s；右下：水溫℃）；8.河流；9.居民聚集區

2 地熱地質條件

2.1 熱儲單元結構

群樂背斜區出露地層除缺失泥盆系及石碳系外，從寒武系至三疊系均有出露，按碳酸鹽巖相對儲水富熱、碎屑巖相對隔水隔熱劃分，區內熱儲分屬第一、第二、第五儲集單元（表1）：

表1 熱儲單元結構劃分表

第一熱儲單元以震旦系燈影組（Zb）白云巖為熱儲含水層，以上覆金頂山組（?1）至牛蹄塘組（?1）泥頁巖等碎屑巖為隔水隔熱蓋層，熱儲含水層深埋于地下、封閉完整、蓋層厚度較大，是群樂背斜區域唯一有效的熱儲單元結構，地熱水主要賦存于燈影組（Zb）熱儲含水層中（張世從和陳履安，1998）。

第二熱儲單元以寒武系清虛洞組（?2）至奧陶系桐梓紅花園組（O1）碳酸鹽巖為熱儲含水層、以奧陶系湄潭組（O1）至志留系韓家店組（S2-3）碎屑巖為熱儲蓋層。

第五熱儲單元以二疊系棲霞茅口組（P2）碳酸鹽巖為熱儲含水層、以二疊系合山組（P3）至三疊系夜郎組（T1）碎屑巖為熱儲蓋層。

第二、五熱儲單元含水層已大面積暴露地表，成為淺層巖溶水及深層地熱水補給區。

2.2 熱儲構造

群樂背斜北西翼傾角53°～58°、南東翼63°～80°，為東陡西緩尖梭狀不對稱背斜。結合地質條件及熱儲結構特征分析，由導熱性、含水性較好的震旦系燈影組（Zb）白云巖構成熱儲含水層，由透水性、導熱性較差的金頂山組（?1）至牛蹄塘組（?1）泥頁巖構成熱儲蓋層，具有良好儲熱蓄水條件的熱儲單元結構。因此，群樂背斜為控制區內熱儲結構的良好熱儲構造。

2.3 導熱導水構造

從三江河溫泉群（S1）形成條件分析，受桐梓埡高角度張性斷層切割，導通了燈影組（Zb）熱儲含水層與地表的聯系，地熱水沿斷裂通道上升至地表以天然溫泉形式出露。桐梓埡與桐梓沖斷層相互溝通銜接，是控制區內地熱水資源形成、深循環及遠徑流的良好導熱導水構造（班文韜等，2018）。

2.4 熱儲類型

群樂背斜區熱儲含水層呈層狀展布，顯示層狀熱儲特征；桐梓沖及桐梓埡斷層有良好導熱導水能力，控制著地熱水運移徑流。因此，區內地熱水資源主要存儲于受群樂背斜控制的燈影組（Zb）白云巖熱儲含水層和受桐梓沖及桐梓埡深大斷裂控制的斷層破碎帶中，具備兼有層狀熱儲和帶狀熱儲的混合熱儲特征（劉漢武等，2020）。

1.白云巖；2.石灰巖；3.砂泥巖；4.變余砂巖；5.砂巖；6.地層分界線；7.斷層; 8.地層代號；9.剖面方向

3 地熱水賦存特征

3.1 地熱水分布特征

地熱水主要儲集于第一熱儲單元震旦系燈影組（Zb）白云巖中呈層狀產出，其次儲集于桐梓沖及桐梓埡斷裂破碎帶中呈帶狀產出。層狀熱儲中地熱水主要受含水層空間分布控制，地熱水資源具有賦存均勻、資源量較豐富、溫度相對較低和沿含水層分布的特征；帶狀熱儲中地熱水主要受斷裂發育規模和性質控制，地熱水資源具有賦存集中、資源量欠豐富、溫度相較高和沿斷裂分布的特征。

3.2 地熱水埋藏特征

如圖2所示，地熱水埋藏條件受熱儲結構和斷裂構造控制，群樂背斜軸部燈影組（Zb）熱儲含水層存在上下2層，上層埋深1 319m、下層埋深2 180m，因群樂背斜隆起，造成熱儲含水層軸部抬升、兩翼相對下傾，使地熱水具有在軸部相對兩翼埋藏較淺的特征（張林等，2014）；桐梓沖及桐梓埡斷裂構造是地熱水儲集和溝通地表的有利通道，具有離斷裂帶越遠地熱水埋藏越深、越靠近斷裂帶地熱水埋藏越淺的特征。

3.3 地熱水富集特征

區內地熱水富集主要受群樂背斜和斷裂構造綜合控制，燈影組（Zb）白云巖溶孔、溶隙及裂隙較為發育，構成地熱水賦存的有利場所，在群樂背斜軸部因正向隆起、拉張應力集中、構造裂隙發育，極有利于地熱水富集（張英等，2017）。桐梓沖及桐梓埡斷裂切割深、斷距大，是地熱水補給、運移、賦存及熱傳導的有利空間和通道，同時也是地熱水富集的有利場所。因此，區內地熱水主要富集于群樂背斜軸部燈影組（Zb）熱儲含水層與桐梓沖及桐梓埡斷裂交接復合部位。

4 勘查開發建議

（1）第一熱儲單元震旦系燈影組白云巖為群樂背斜區域地熱水賦存的良好熱儲含水層，桐梓沖及桐梓埡斷層為地熱水運移和徑流的良好導熱導水構造，該區地熱水資源的勘查應以在燈影組熱儲含水層中揭露斷裂構造為勘探目標，以增加成井率、減少勘查風險。

（2）由于該區屬緊密褶皺帶區，群樂背斜兩翼地層產狀陡，地熱水資源的勘查開發深度大，屬不經濟類型，而背斜軸部因褶皺隆起致使熱儲含水層抬升，在較為經濟的孔深范圍內即可獲得豐富的地熱水資源。因此，群樂背斜軸部為該區地熱水資源勘查開發最為經濟合理的構造部位。

韓至鈞，金占?。?996．貴州省水文地質志[M]．北京：地震出版社．

張世從，陳履安．1998．貴州熱礦水[M]．貴陽：貴州科技出版社．

班文韜，段先前，楊倩，丁堅平．2018．貴州革東地區帶狀熱儲賦存規律研究[J]．地質與勘探．54(2)：366-375．

劉漢武，李強，易世友，涂明江，江峰．2020．貴州鳳岡縣永安熱礦水成因分析[J]．四川地質學報．40(2)：238-241．

張林，陳剛，李強，吉勤克補．2014．貴州省遵義市中部地熱水形成條件及找礦遠景[J]．貴州地質．31(1) ：60-66．

張英，馮建赟，何治亮，李朋威．2017．地熱系統類型劃分與主控因素分析[J]．地學前緣． 24(3) ：190-198．

Occurrence of Geothermal Water in Compact Fold Zone of the Qunle Anticline and Suggestions on Exploration and Development

TIAN Xiao-lin

(The 114th Geological Team, Guizhou Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Zunyi, Guizhou 563000)

Geothermal water in Tongziya, Zheng’an, Guizhou belongs to mixed thermal reservoir type. Temperature of the geothermal water is 33.2℃. The geothermal water occurs in compact fold zone of the Qunle anticline and is characterized by deepburial depth in the limbs of the anticline and shallow burial depth in the core of the anticline. A suggestion on exploration and exploitation of geothermal water in the core of the anticline is made.

anticline; compact fold zone; geothermal water; occurrence; exploration and exploitation

P641.4

A

1006-0995（2021）03-0445-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.018

2020-10-10

貴州省地礦局地質科研項目“黔北地區不同水文地質條件下碳酸鹽巖熱物性特征研究”（黔地礦科合[2019]18號）

田小林（1986-），男，貴州遵義人，碩士，高級工程師，主要從事水工環地質及地熱勘查開發工作