米易县棉花塘温泉露头区特征及勘查工作建议.pdf

2023年8 月第43卷增刊第1期四川地质学报Vol.43 Suppl.No.1Aug.,2023米易县棉花塘温泉露头区特征及勘查工作建议李彦慧，胡辉，段佐碧（四川省煤田地质局一四一队，四川德阳，6 18 0 0 0）摘要：收集米易县棉花塘温泉露头区温泉及地热钻孔资料，对其地质构造、地层岩性、大地热流特征、地下水深循环特征进行分析，提出热源、热储层与盖层、深循环储水构造及地热资源储藏条件。认为“茨达-撒莲背斜东翼深循环地热水的储水构造+安宁河断裂带成为地热水上升通道”形成温泉露头区“低势点”条件；形成“茨达-撒莲背斜东翼岩溶(裂隙)型层状热储+安宁河断裂带上升通道”模式。位于西侧“茨达-撒莲背斜东翼”寒武系上统（E3e）白云岩，二叠系下统茅口+栖霞组灰岩（Pim+q）广泛出露具有深循环储水构造的良好补给条件，二叠系峨眉山组（P2）玄武岩等成为深循环储水构造盖层等热储条件；具有进一步研究、勘查、开发价值和意义。试拟成文，可为开展理疗热矿水资源开发规划编制，探讨理疗热矿水成因模式，进一步研究、勘查、开发参考。关键词：棉花塘；地热；可行性分析中图分类号：P612DOI:10.3969/j.issn.1006-0995.2023.S1.005四川省有着丰富的温泉地热资源，开发利用既顺应时代发展，对带动当地经济的发展，改善当地的投资环境，推动旅游业和生态农业的发展有十分重要作用，社会效益是显著。米易县地热资源开发利用处于起步阶段，尚未形成规模，地热资源开发勘查前景广阔。本文分析米易县棉花糖地热区区域地质构造、地层岩性、深部地下水循环特征，包括热源、热储层与盖层、控热构造、导水通道进行分析，提出棉花塘地热资源储藏条件。为开展理疗热矿水资源，编制开发规划，探讨理疗热矿水成因、模式提供参考。1地质特征1.1 地形地貌研究区在区域上处于川西高原南缘与云贵高原北侧交接地带安宁河河谷平原，周边最高点位于北部营盘山119 6 m，南部小尖山最高2299m，勘查区中部最低点的安宁河段1145m，山岭呈近南北向展布。1.2地层研究区所处的大地构造位置位于扬子准地台康滇地轴中段的南北向安宁河断裂带上。区域地层主要由“结晶基底”、“变质基底”、“沉积盖层”岩系组成（高文元，2 0 18）。研究区周边出露地层由上至下分述如下：文献标识码：A文章编号：10 0 6-0 9 9 5（2 0 2 3）S1-0023-04格研究区盐边。o华择6永图1攀西裂谷构造略图1.眉山玄武岩；2.正长岩；3.层状侵入体；4.碱性杂岩；5.碱性花岗岩；古火山口；7.覆构造；8.同生断层；9.断层；10.中生代裂谷盆地；东部盆地带：Ia-米市盆地；Ib-江舟盆地；I-姜驿盆地；西部盆地带：IIa-金河盆地；IIb-红坨盆地；IIc-宝鼎盆地o美活会东6.收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 6作者简介：李彦慧（198 9一），女，山东枣庄人，工程师，研究方向：水文地质、工程地质、环境地质23米易县棉花塘温泉露头区特征及勘查工作建议（1）第四系：冲、洪积层（Q4l）砂质粘土、砂、卵石层。（2）第三系：昔格达组（N2x）为疏松胶结的河湖相粘土岩及岩屑砂岩。（3）二叠系：下统梁山组（Pil）页岩；中统茅口+栖霞组（Pzm+q）灰岩；上统峨眉山组（Ps）玄武岩。（4）寒武系：下统未分层，统称（E1），为厚层状白云岩、粉砂岩、砂质页岩、钙质页岩夹泥质灰岩、白云质灰岩。厚度 7 0 m。中统西王庙组（E2x）细砂岩、粉砂岩；上统二道水组（E3e）白云岩夹砂岩、页岩，中上统地层厚度 2 90 m。（5）震旦系：地层缺失，仅有上统地层。观音崖组（Zzg）岩性主要为白云质泥质灰岩、页岩及含砾石英砂岩。以角度不整合于会理群之上。灯影组（Z2d）厚层状白云岩夹白云质灰岩，偶夹硅质结核及硅质薄层；厚度 2 0 0 m。（6）前震旦系：天宝山组（Ptitn）主要为一套由绢云片岩、绢云石英片岩、角闪片岩、花岗片麻岩夹大理岩组成的变质岩系。厚度450 7 0 0 m。（7）前震（2）花岗岩。区内岩浆活动十分强烈频繁，澄江期岩浆活动强烈，见花岗岩为主、局部为石英闪长岩。1.3地质构造米易县安宁河河谷段棉花塘温泉露头区位于“攀西裂谷构造（张湘云等，198 7）”南段。“攀西裂谷构造”沿袭基底(“康滇地轴”)先成的南北向主干断裂及配套的北北东、北北西向断裂网络发展而成。轴部地垒式基底隆起带分布海西-印支期追踪式岩浆杂岩带；以及东西两侧分布的中生带地堑、半地堑盆地。棉花塘温泉露头区位于“攀西裂谷构造”轴部岩浆杂岩带(安宁河断裂带-湾丘大断裂)；安宁河河谷断裂带西侧分布的“西部盆地”中的“金河盆地”的沉积建造及峨眉山玄武岩等共同形成深循环的储水构造。安宁河构造带为区内南北向构造的主体，构造形迹以断裂为主，断裂较密集，构造面陡直，多向西倾，倾角6 0 7 0，断距10 0 0 2 0 0 0 m，其中以官沟-龙潭断裂为代表。湾丘大断层（F）顺安宁河展布，断层走向北北东，倾向约10 0，倾角7 0 7 5，断层具多期活动特征，为逆断层。断层破碎带宽30 m，上盘为茅坪中粒二长花岗岩，下盘为峨眉山玄武岩。棉花塘地热区位于安宁河断裂带-湾丘大断裂附近。1.4温泉露头区特征在北西侧由前震旦系宝山组（Ptitn）片岩、千枚岩、流纹岩，震旦系上统观音崖组（Zz g)砂岩、页岩，震旦系上统灯影组（Z2d）白云岩，寒武系（E1-3）白云岩、灰岩、页岩，二叠系中统茅口+栖霞组灰岩（P2m+q）沉积建造与二叠系上统峨眉山组（P3）玄武岩，构成深循环单斜储水构造。安宁河断裂带-湾丘大断裂”形成储水构造中地下水上升通道，在安宁河谷“低势点”形成带状温泉露头区（图2）。棉花塘地热露头区位于安宁河河谷平坝区。安宁河谷湾丘以北地段为漫滩及一级阶地全新统砂砾卵石层孔隙潜水水量丰富，单井涌水量大于10 0 0 t/d。以井孔形式利用，泉水出露较少，埋藏于谷底的第三系昔格达组（N2x）砂砾层孔隙水具承压性。24Pt.hlPtihlQadPtihlqadT10+35Zbg07070KPt7607020E+P-2Qad60ZbgZbdtoZbd人15PQad4adP人18EX+PEsePBP:PPi图2 区域地质构造图Zbdl35Zbd45Zbg60Ese10ZbdEPi-2二EQalY2Qal十+Zbd十QadE2研究区qadPPB$QalY2Pu:tn十十Y2N2KQadQad河qa1+QadPttn+2023年8 月第43卷增刊第1期1.5地下水深循环特征安宁河断裂带西侧“西部盆地”中的“金河盆地”的沉积建造；构成近南北向的茨达-撒莲背斜东翼的承压储水构造。因断裂及后期岩浆活动改造，东翼单斜构造地层保存不全，地貌呈近南北向“雁列山”。推测震旦系上统灯影组（Z2d）白云岩，寒武系上统（E3e）白云岩，二叠系中统茅口+栖霞组灰岩（P2m+q）等可溶岩系构成深循环承压含水层：其露头区接受大气降雨为主的补给；二叠系下统梁山组（Pi/）页岩、峨眉山组（P2）玄武岩（局部第三系上新统昔格达组（N2x）粘土岩）构成隔水盖层。大气降水一部分沿地表雁列山汇入板房沟、烂塘沟、两岔河、热水沟、大坝沟、磨刀石沟等，最终汇人安宁河；部分大气降水通过震旦系上统灯影组（Z2d）白云岩、寒武系上统（E3e）白云岩、二叠系中统茅口+栖霞组灰岩（P2m+q）等岩溶含水层下渗到储水构造，运移和储存。深循环地下水遇湾丘大断裂的断裂破碎带上升并形成天然露头。湾丘大断裂的断裂破碎带宽约30 m，地堑式张性断裂成为深循环承压含水层沿断裂破碎带向浅部溢出的有利通道。深循环地下水系统形成特征独特（图3）。高程(m)，13522001800Zbd140010006002002地热资源形成地质条件2.1热源根据四川盆地地温梯度等值线图，拟设区的地温梯度值在2.53.0/10 0 m。根据收集的安宁河地热带13处天然温泉及8 处地热资料，可知2 1处热水温度均在2 5 6 0 之间，安宁河地热带温泉、地热井地热特征见（表1）（四川省地质调查院，2 0 15）。对比研究区抽水井水温，估算深部热储温度约8 9。地热区类型安宁河地温泉热区地热井根据地温资料的对比分析，工作区恒温带深度8 0 m，温度18；增温带以下地温梯度取2.8/10 0 m，计算出拟设棉花塘地热区热源位于地下2.5km左右。分析研究区构造特征（图2、3）可知，湾丘大断裂破碎带连通震旦系上统灯影组（Z2d）白云岩地层，岩溶水沿断层破碎带上升溢出。以上资料说明：安宁河棉花塘地热区2 处地热井热矿水，为正常地温梯度场，地下水深循环换热而形成。2.2热储构造与盖层本区地热水主要热储层为灰岩、白云岩、砂岩等。运移上升通道主要由断层破碎带组成。研究区单斜深循环储水构造：深循环含水层为震旦系上统灯影组（Z2d）白云岩；储水构造承压盖层由二叠系上统峨眉山玄武岩组构成。勘查钻抽水井2 口：湾丘1号井深110 m，水温43，钻井揭露第三系上新统昔格达组（N2x）岩屑砂岩夹粘土岩；湾丘2 号井深18 0 m，水温48，钻井揭露第三系上新统昔格达组（N2x）岩屑砂岩夹粘土岩(图3)。第三系上新统昔格达组（N2x）粘土岩组厚度大于10 0 m；在安宁河谷以及沉积盆地，第三系上新统昔格达组（N2x）可形成隔水盖层（隔水顶板）。25四川地质学报比例尺1:50 0 0 0E2XEE2X2XE1水水水ZbdZbdTZbd数目（个）138Vol.43 Suppl.No.1Aug.,2023研究区E3e180m(18C)2XPi-2ZbdEZbd212104图3工作区温泉成因示意图表1安宁河地热带地热特征表温度(）)最高最低532553324315,高程(m)1800210m(43200L/d000/dPMQad1000NxNxI60072200流量（m/d）平均最高38345641833.31400最低平均20.9540.2103.7411.2米易县棉花塘温泉露头区特征及勘查工作建议2.3热水上升通道安宁河构造带中的湾丘大断层顺安宁河展布，断层走向北北东，倾向10 0，倾角7 0 7 5，断层具多期活动特征，为地堑式断层。断层破碎带宽30 m，上盘为茅坪中粒二长花岗岩，下盘为峨眉山玄武岩。断裂破碎带为地下热水向安宁河谷低势点出露提供了上升的运移通道，在条件适宜的地区出露于地表，形成天然出露的温泉。3地热水储藏条件分析3.1工作区地热地质条件评价米易县白马镇棉花塘地热勘查区块位于安宁河湾丘地区。安宁河地热区，天然露头及钻井地热资源21处。故棉花塘勘查区具备形成地热的地质条件。3.2水温预测安宁河地热带属于川西南中一低温地热区，天然露头区埋藏浅，热储顶板埋深0 2 0 0 m，温度40 60。勘查钻抽水井2 口：湾丘1号井深110 m，水温43；湾丘2 号井深18 0 m，水温48。预测棉花塘地热区水温在40 6 0 之间。3.3水量预测勘查钻抽水井2 口：湾丘1号井深110 m，抽水量30 0 L/d；湾丘2 号井深18 0 m，温泉水量小，附近杨家河坝涌水量2 0 0 L/d。4结论根据收集的区域地质资料及本次地热调查、钻井数据，经综合分析研究，得出以下结论：安宁河地热区带状温泉露头区位于由“安宁河断裂带-湾丘大断裂”形成河谷“低势点”区域（图2）；北西侧由前震旦系宝山组（Ptitn）片岩、千枚岩、流纹岩，震旦系上统观音崖组（Zbg）砂岩、页岩，震旦系上统灯影组（Zbd）白云岩，寒武系（E1-3）白云岩、灰岩、砂页岩，二叠系中统茅口+栖霞组灰岩（P2 m+q）组成的沉积建造与二叠系上统峨眉山组（P3）玄武岩，构成深循环单斜储水构造。露头区具备出露温泉条件，天然出露温泉13处，温度2 56 0。施工地热井2 口：湾丘1号井深110m，抽水量30 0 L/d，水温43；湾丘2 号井深18 0 m，温泉水量小，水温48，附近杨家河坝涌水量2 0 0 L/d。为水热型地热资源的热储构造，具备良好的开发前景；是寻找地热资源较理想靶区。建议结合米易县社会经济发展规划和康养产业发展规划；结合安宁河地热区资源条件；规划水热型地热资源勘查工作；查明地热地质背景的前提下，查明地热流体动力场特征、补径排条件，确定合理的开发利用深度；查明热储盖层岩性、厚度变化；查明地热流体温度、赋存状态、物理性质与化学组份，对利用方向做出评价；计算评价地热资源/储量，提出地热资源可持续开发利用的建议。参考文献：刘玉红，周勇，程仕俊，等，2 0 2 1四川省雅安地区医疗热矿水地质成因分析一以周公山地热温泉为例J.四川地质学报，41（0 1）：7 7-8 1.陈鹏，张继，张占元.2 0 19峨眉山七里坪温泉深循环模式分析J.科技与创新，（0 1)：6 0-6 1+6 3.雍章弟，张树文.2 0 18.红格地热水资源找矿前景分析J.四川地质学报，38（0 2)：2 12-2 15+2 2 4.萧跃.2 0 16.冰川与温泉相拥的晶莹世界J.华北国土资源，（0 5）：38-40。尤川宝.2 0 13.温泉景观设计的文化主题挖掘以宜宾天河温泉为例J.现代装饰，（10：6 3.高文元.2 0 2 2.攀枝花层状侵入体中矿物微观结构和微量元素对成矿过程的指示D.东北大学博士论文，（0 1):1-2 0 1.张湘云，刘秉光198 7 中国攀西裂谷文集M北京地质出版社滕吉文，魏斯禹。198 7 中国四川攀枝花一西昌（攀西)裂谷的形成、演化与裂谷分类J大地构造与成矿学，11（0 1)：7 7-90.潘杏南，赵济湘，张选阳，等.18 97 康滇构造与裂谷作用MI重庆出版社，3-2 42.高飞，徐柳，杨芝广，等.2 0 2 0.红格、兰尖、朱家包包钒钛磁铁矿区SYZX绳索取心式液动锤生产试验及推广应用J.四川地质学报，40(0 1)：68-74.26