江蘇如東縣小洋口地?zé)崽锍梢蜓芯?/h1>
2012-09-08 02:23:00范迪富徐雪球戴康明
地質(zhì)學(xué)刊 2012年2期
范迪富，徐雪球，戴康明
(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018;2.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇南京211135)
江蘇如東縣小洋口地?zé)崽锍梢蜓芯?/p>
范迪富1，徐雪球1，戴康明2
(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018;2.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇南京211135)
地?zé)豳Y源按成因可分為對(duì)流型地?zé)豳Y源與傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源兩大類。根據(jù)地?zé)崴馁x存介質(zhì)差異，傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源又可分為松散巖類孔隙型、構(gòu)造裂隙型及古構(gòu)造面巖溶型3個(gè)亞類。小洋口地?zé)崽锿瑫r(shí)存在兩種成因地?zé)犷愋?，深部斷裂?gòu)造帶地?zé)崴疄閷?duì)流型地?zé)犷愋?，其上部鹽城組松散層中的地?zé)崴畡t是其伴生的傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。其成因模式是，冷水沿金壇—如皋斷裂在自身重力作用下下滲至4～5 km的深部并增溫成為高溫?zé)崴踔琳羝?，由于密度的減小，其上浮返回淺部裂隙發(fā)育處并與其中溫度相對(duì)較低的熱水混合而降溫，正由于溫度和密度的變化為水的循環(huán)提供了動(dòng)力。斷裂帶較高溫度的對(duì)流型地?zé)崴譃樯喜扛缓叵滤柠}城組增溫提供了熱源，形成了傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。
成因模式;構(gòu)造裂隙型;松散巖類孔隙型;小洋口;江蘇如東
0 引言
小洋口是江蘇如東縣的天然深水港口，位于長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)區(qū)北翼的黃海之濱，現(xiàn)為如東沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，即將建成30萬(wàn)t級(jí)深水港。生態(tài)旅游是如東沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的功能之一，開發(fā)利用清潔可再生地?zé)豳Y源是該區(qū)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。該區(qū)先后勘查成功了2口地?zé)峋?，分別為金蛤島和小洋口，兩口井相距不足2 km。其中，小洋口地?zé)峋悄壳敖K境內(nèi)溫度最高的高產(chǎn)量地?zé)峋?。筆者對(duì)小洋口地?zé)峋牡責(zé)岬刭|(zhì)條件進(jìn)行了綜合分析，結(jié)合金蛤島地?zé)峋目辈槌晒?，建立了小洋口地區(qū)地?zé)岢梢蚰Ｊ?，為該區(qū)地?zé)豳Y源勘查提供了理論依據(jù)。
1 地質(zhì)構(gòu)造背景
本區(qū)位于丁堰凸起(南通隆起區(qū)次一級(jí)構(gòu)造單元)與海安凹陷(金湖—東臺(tái)坳陷區(qū))結(jié)合部，北東向金壇—如皋斷裂(即江南斷裂北東延伸部分)是二者的分界(圖1)。該斷裂以北為中新代的凹陷，沉積了巨厚的古近系及新近系，自上而下發(fā)育的地層分別為第四系、新近系、古近系、白堊系。斷裂南側(cè)是新生代早期隆起，缺失古近系沉積，第四系及新近系之下即為白堊紀(jì)地層，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，2 000 m之下可能為晚古生代及早中生代地層。金壇—如皋斷裂為區(qū)域性深大斷裂(F1)，其活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、規(guī)模大，不同的地史時(shí)期表現(xiàn)為不同性質(zhì)，近期仍在活動(dòng)(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，2001)。區(qū)內(nèi)海岸線呈北西向展布，該地貌可能受北西向斷裂構(gòu)造控制。
2 小洋口地?zé)峋刭|(zhì)特征
2.1 基本概況
小洋口地?zé)峋? 073 m，鉆遇地層分別為第四系(粉質(zhì)黏土及砂土，深度0～250 m)、新近系(砂礫層、黏土，深度250～866 m)、古近系(巖性為粉紅色泥巖、砂巖、細(xì)砂巖，局部夾鮞粒狀白云巖，發(fā)育深度866～1 073 m)。降深20 m時(shí)出水量為1 725 m3/a，出水溫度76℃，出水部位919～1 050 m(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，2011)。
圖1 小洋口地區(qū)基巖地質(zhì)圖
2.2 儲(chǔ)層、蓋層特征
2.2.1 蓋層該井蓋層主要為第四系及新近系鹽城組，厚度866 m，以砂、砂礫及黏土為主。黏土泥質(zhì)含量高，砂礫層則富含地下水，二者熱導(dǎo)率低，地溫梯度高，為理想的地?zé)嵘w層，有利于隔熱增溫，形成較高溫度的地?zé)崴?/p>
2.2.2 儲(chǔ)層小洋口地?zé)峋鏊恢?19～1 050 m，其對(duì)應(yīng)的巖性為新近系阜寧組泥巖、砂巖夾鮞粒狀白云巖，為以河湖相為主夾海陸過渡相沉積，根據(jù)巖屑判斷，巖石破碎呈角礫狀，可能為構(gòu)造角礫巖，是斷裂構(gòu)造發(fā)育的標(biāo)志。因此，構(gòu)造破碎帶新近紀(jì)阜寧組地層含白云質(zhì)，經(jīng)巖溶化作用，成為較好的地?zé)醿?chǔ)層。
鹽城組上部為土黃、灰黃、淺灰色黏土、砂質(zhì)黏土與黃灰、灰白色砂層、含礫砂層、砂礫層互層;下部為淺棕、棕紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與淺灰、灰白色砂巖、含礫砂巖、砂礫巖互層，夾玄武巖。該組底部為砂層及砂礫層，膠結(jié)程度低，富含地下水，且埋藏深度較大，地溫也較高，是理想的地?zé)醿?chǔ)層。
2.3 構(gòu)造
北東向金壇—如皋斷裂帶從小洋口地區(qū)通過，該斷裂是一條規(guī)模較大、控制著不同時(shí)代特別是新生代地層的深大斷裂，在小洋口地區(qū)表現(xiàn)為正斷裂特征。該斷裂帶又是兩個(gè)較大尺度構(gòu)造單元(蘇北盆地與寧通隆起)的分界，北側(cè)為金湖—東臺(tái)坳陷區(qū)之海安凹陷，南側(cè)為南通隆起區(qū)之丁堰凸起。丁堰凸起是印支運(yùn)動(dòng)期褶皺隆起，白堊紀(jì)晚期的斷陷盆地。海安凹陷是在白堊紀(jì)盆地基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新生代斷陷盆地，南北兩側(cè)受正斷裂控制，為地塹式斷陷，小洋口地區(qū)的金壇—如皋斷裂是該盆地的控制性斷裂。新近紀(jì)時(shí)期，斷裂南側(cè)為山區(qū)，北側(cè)為山前盆地。小洋口地?zé)峋敖鸶驆u地?zé)峋晕挥谠摂嗔褞?，受該斷裂控制明顯。
小洋口地區(qū)海岸線呈北西向展布，是現(xiàn)代地貌的分界，可能是新構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)物。兩口地?zé)峋挥诤０毒€外側(cè)，且處于金壇—如皋斷裂帶與北西向海岸線交會(huì)處。
2.4 地溫場(chǎng)特征
小洋口地?zé)峋@探深度1 073 m，井底溫度為63.5℃，平均地溫梯度約5.73℃/100 m，明顯高于南通地區(qū)平均地溫梯度(2.4℃/100 m)。100～1 000 m地溫隨著深度的增加而不斷升高，1 000 m以下地溫呈下降趨勢(shì)(圖2)。1 000 m之下位于斷裂下盤，斷裂帶地?zé)崴畬?duì)斷層下盤影響減弱，其地溫趨于正常。
圖2 小洋口地?zé)峋煌疃鹊販胤植紙D
金蛤島地?zé)峋c小洋口地?zé)峋嗑嗖蛔? km，井深為418 m，水溫約42℃，雖然缺乏系統(tǒng)地溫測(cè)量資料，但仍可判斷該處存在明顯地溫異常。
3 地?zé)豳Y源成因類型
地?zé)豳Y源按成因可分為對(duì)流型地?zé)豳Y源(汪集旸等，1993)與傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源兩類，這也是目前較為普遍的分類方法。對(duì)于對(duì)流型地?zé)豳Y源，往往局限出露于地表的溫泉或熱泉等，一些隱伏于地下一定深度的該類型地?zé)岵灰诪槿藗兯J(rèn)知。多數(shù)人認(rèn)為傳導(dǎo)型地?zé)崾前l(fā)育于沉積盆地范圍內(nèi)的地?zé)?，筆者在地?zé)峥辈閷?shí)踐中，不僅在沉積盆地中找到了地?zé)豳Y源，在該范圍之外同樣也打出了地?zé)崴?，并發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)資源分類尚未囊括的新類型。對(duì)流型地?zé)崤c傳導(dǎo)型地?zé)岣緟^(qū)別在于地?zé)崴倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，前者熱傳遞主要通過水介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而主動(dòng)汲取熱量，水介質(zhì)是動(dòng)態(tài)的，后者則是靜態(tài)的，水介質(zhì)通過地層的熱傳導(dǎo)被動(dòng)汲取熱量。
3.1 對(duì)流型地?zé)豳Y源
對(duì)流型地?zé)崾堑乇硭ㄟ^多孔透水通道滲透到地下深處，并在深處與熱巖相遇，然后水和(或)蒸汽等地?zé)崃黧w受力驅(qū)使上行返回到淺部一定深度或出露地表形成溫泉和熱泉，由此產(chǎn)生對(duì)流循環(huán)系統(tǒng)，是否出露地表主要取決于地下水循環(huán)的動(dòng)力條件及斷裂帶導(dǎo)通狀況。
對(duì)流型地?zé)岽嬖?個(gè)主要特點(diǎn)。一是存在于深大斷裂帶，最理想的是兩條斷裂交會(huì)處，形成完善的水熱循環(huán)系統(tǒng)。二是由于沒有特殊的附加熱源(年青巖漿活動(dòng))，其增溫主要是通過水的深循環(huán)。因此，在熱水運(yùn)移路徑一定范圍內(nèi)存在地?zé)岙惓?，主要表現(xiàn)在該處地溫梯度明顯高于背景地?zé)崽荻取Ｄ暇┑臏綔厝?欒光忠等，1998)和大吉溫泉、東海湯廟溫泉是典型的對(duì)流型地?zé)幔献由綔厝皩殤?yīng)1號(hào)地?zé)峋詾殡[伏于地下淺部的對(duì)流型地?zé)豳Y源(徐雪球等，2010)，筆者所研究的小洋口地區(qū)亦存在隱伏的對(duì)流型地?zé)豳Y源。
3.2 傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源
傳導(dǎo)型地?zé)崴且詿醾鲗?dǎo)方式接收熱量，水介質(zhì)在原地被動(dòng)接收能量。在沒有附加熱源的條件下，主要是通過自然增溫，背景地溫梯度越高，地?zé)崴疁囟纫苍礁?，沒有地溫異常出現(xiàn)。如果存在附加熱源，往往伴隨地溫異常出現(xiàn)，地溫梯度明顯高于背景值。
根據(jù)地?zé)崴馁x存介質(zhì)差異又可分為松散巖類孔隙型、構(gòu)造裂隙型及古構(gòu)造面巖溶型3個(gè)亞類。
3.2.1 構(gòu)造裂隙型大氣降水在補(bǔ)給區(qū)沿?cái)嗔哑扑閹蛳聺B透達(dá)到一定深度，并駐存于斷裂帶構(gòu)造裂隙或巖溶裂隙中，不斷吸取圍巖熱量成為熱水，同時(shí)汲取圍巖中的微量元素。其分布呈帶狀，熱量主要來自于地球深部，通過自然增溫形成。與對(duì)流型地?zé)岵煌氖?，大氣降水主要在重力作用下沿著張性斷裂帶向下滲透，貯存于構(gòu)造裂隙帶并靜態(tài)地接受圍巖熱量，斷裂一般為活動(dòng)性引張斷裂，可以是新生斷裂，也可以是繼承性斷裂，處于斷裂的開啟狀態(tài)，有利于大氣降水的運(yùn)移與儲(chǔ)存。要求儲(chǔ)層泥質(zhì)含量少、性脆，這類地層有利于裂隙的發(fā)育與貫通。因此，碳酸鹽巖、砂巖及火成巖類皆可以成為地?zé)醿?chǔ)層。無錫陽(yáng)山地?zé)峋?、蘇州通安地?zé)峋?、尚湖地?zé)峋?、吳江地?zé)峋?、泗洪縣臨淮地?zé)峋却碇煌瑤r性的構(gòu)造裂隙水。
3.2.2 松散巖類孔隙型富存于新近紀(jì)以來松散沉積物砂層及砂礫層中的地下水，埋藏于地下一定深度，經(jīng)增溫形成地?zé)崴?。該類型的地?zé)豳Y源在江蘇廣泛發(fā)育于蘇北盆地的鹽城組地層中，呈層狀產(chǎn)出，該地層主要為由粗碎屑物質(zhì)組成的高孔隙度和高滲透性的儲(chǔ)集層和由細(xì)粒物質(zhì)組成的阻隔層，儲(chǔ)集層主要為砂礫層，阻隔層主要為黏土層(并起著隔熱保溫作用)。蘇北盆地屬于裂谷型盆地，其形成與板塊運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)張有關(guān)，主要由于地幔上隆、地殼減薄而發(fā)生的斷陷，隨著沉積物負(fù)荷的增加和沉降加積而成，雖然沒有附加熱源，但大地?zé)崃骷暗販靥荻认鄬?duì)皆較高，有利于松散層的地?zé)崴鰷匦顭岢蔀榈責(zé)豳Y源。局部地區(qū)在附加熱源的作用下，存在地溫異常，該處新近紀(jì)地層中富存的地下水，也具有較高溫度，且埋藏深度小，屬于松散巖類孔隙水，如寶應(yīng)1號(hào)地?zé)峋粠Ъ靶⊙罂诘貐^(qū)鹽城組地層中的地?zé)峤詫儆谶@一類。
3.2.3 古構(gòu)造面巖溶型埋藏于地下一定深度之下的古構(gòu)造面是地?zé)崴l(fā)育的有利部位，特別是印支面為具有蘊(yùn)藏地?zé)豳Y源潛力的古構(gòu)造面。古構(gòu)造面是曾經(jīng)的剝蝕夷平面，該面上局部為碳酸鹽巖地層，經(jīng)地史時(shí)期長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕形成巖溶，后經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)被埋藏，其上覆蓋較厚的地層，該巖溶水被埋藏于地下一定深度并被升溫成為隱伏地?zé)崴?。該類型地?zé)崴梢圆话l(fā)育在斷裂構(gòu)造帶，當(dāng)然，發(fā)育于斷裂構(gòu)造帶更有利于巖溶化的進(jìn)一步加深。北京及天津地區(qū)新生代地層之下構(gòu)造面上分布有古生代及前古生代碳酸鹽巖地層，并發(fā)育大量巖溶，北京、天津地區(qū)大量地?zé)峥辈槌晒C實(shí)，該構(gòu)造面之下蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源。
4 小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源成因模式
金蛤島地?zé)峋沂镜氖莻鲗?dǎo)型之孔隙型地?zé)?，而小洋口地?zé)峋畟?cè)屬于對(duì)流型地?zé)帷?shí)際上，小洋口地?zé)峋喜恳啻嬖趥鲗?dǎo)型地?zé)?，上部傳?dǎo)型地?zé)豳Y源可理解為下部對(duì)流型地?zé)岚樯Y源。
4.1 小洋口地區(qū)對(duì)流型地?zé)豳Y源成因
4.1.1 水循環(huán)動(dòng)力分析小洋口地?zé)峋責(zé)崴x存深度為1 000 m左右，溫度達(dá)76℃。小洋口地?zé)峋@探結(jié)果證實(shí)，該區(qū)沒有現(xiàn)代火山活動(dòng)等附加熱源的影響，新近紀(jì)及古近紀(jì)地層中廣泛發(fā)育的玄武巖也未發(fā)現(xiàn)，很顯然地?zé)崴墙?jīng)深循環(huán)后到達(dá)該深度，據(jù)南通地區(qū)平均地溫梯度(2.4℃/100 m)推算，其循環(huán)深度至少2 500 m，也是對(duì)流型地?zé)岢梢虻拈g接依據(jù)。地?zé)峋挥诮饓绺迶嗔褞?，該斷裂是地?zé)崴钛h(huán)的通道。
小洋口地區(qū)方圓百千米范圍內(nèi)皆為平原地貌，因此，地?zé)崴钛h(huán)所需的動(dòng)力是一個(gè)令人費(fèi)解的問題。筆者認(rèn)為，冷水在自身重力作用下沿金壇—如皋斷裂帶下滲至深部并增溫，水的密度也隨之減小，根據(jù)液體中密度大的下降、密度小的上升之原理，冷水下滲，熱水上升，形成水的對(duì)流系統(tǒng)，如果下滲深度足夠大，部分地下水被汽化，其循環(huán)的動(dòng)力則更強(qiáng)大(圖3)。
4.1.2 循環(huán)深度估算采用Na/K地?zé)峄瘜W(xué)溫標(biāo)公式估算溫度，估算公式(赫爾蓋森，1970)為:
式中，Na/K為克原子比，根據(jù)該公式估算的溫度為102℃。如果采用2.4℃/100 m的區(qū)域背景地溫梯度(陳滬生等，1999)計(jì)算，在沒有其他附加熱源的情況下，地?zé)崴难h(huán)深度大于4 km。
大于100℃的熱水或蒸汽，上升至1 000 m左右的深度，其經(jīng)過了降溫或與冷水混合的過程，形成了76℃的地?zé)崴?/p>
4.1.3 水熱活動(dòng)跡象小洋口地?zé)峋責(zé)崴l(fā)育于斷裂破碎帶，破碎帶巖石呈角礫狀，巖性含白云質(zhì)，破碎帶之下的巖性為鮞粒狀白云巖，其填隙物為粒度更小的鮞粒狀白云巖，具有強(qiáng)白云石化和重結(jié)晶作用現(xiàn)象。雖然鮞粒狀白云巖多形成于半封閉淺海相蒸發(fā)環(huán)境，但其強(qiáng)白云石化和重結(jié)晶作用顯示其經(jīng)歷了強(qiáng)烈的水熱活動(dòng)改造過程。
白云石成因分原生和次生兩種，原生一般有生物參與，普遍認(rèn)為白云石是由于次生交代作用形成的，也就是所謂的白云石化(赫云蘭等，2010)。小洋口地?zé)峋扑閹е碌孽b粒狀白云巖內(nèi)核為碳酸鹽巖晶粒和石英碎屑集合體，具有次生交代作用特征，其內(nèi)核可能是白云巖的交代殘余。
溶解了一定量白云巖裂隙中的水，不斷地進(jìn)行深循環(huán)到達(dá)深部并加熱，增溫過程中，MgCO3將轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的Mg(OH)2并沉淀下來，水中微溶的MgCO3平衡被打破，從而使裂隙發(fā)育的白云巖不斷被溶蝕，促進(jìn)了裂隙帶巖溶水發(fā)育，使其成為良好的熱儲(chǔ)層。
4.2 小洋口地區(qū)傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源成因模式
小洋口地區(qū)是一個(gè)地溫異常區(qū)，地溫梯度大于5℃/100 m，發(fā)育厚度大于800 m的半固結(jié)巖層和松散層，松散層中夾多層砂及砂礫層，富含豐富的地下水，該地下水溫度大于40℃，是較好的地?zé)豳Y源。該地?zé)崴o態(tài)分布于鹽城組地層中，以傳導(dǎo)形式增溫，屬于傳導(dǎo)型地?zé)犷愋停谒南导靶陆o(jì)鹽城組中的黏土及含水層是其蓋層。由于該區(qū)具有較高的地溫異常，很明顯存在一個(gè)附加熱源。小洋口地?zé)峋且淮笏?、高水溫地?zé)峋?，其發(fā)育于鹽城組之下成巖性較好的古近系阜寧組地層的斷裂裂隙帶，裂隙帶高水溫地?zé)崴峁崃孔阋允股喜葵}城組增溫形成地溫異常。因此，小洋口地區(qū)鹽城組地溫異常與其下發(fā)育的對(duì)流型地?zé)嵊嘘P(guān)。
4.3 成因模式
圖3為小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源成因模式圖，金壇—如皋斷裂是一條張性深斷裂，冷水沿該斷裂在自身重力作用下下滲至4～5 km的深部并增溫成為高溫?zé)崴?，同時(shí)密度急劇減小，密度減小甚至成為蒸汽的地?zé)崴仙綔\部裂隙中富集，并與其中溫度相對(duì)較低的熱水混合而降溫，正是由于水的溫度和密度變化為水的循環(huán)提供了動(dòng)力，形成了較為完善的自循環(huán)系統(tǒng)。橫向上，北側(cè)海安凹陷盆地發(fā)育熱傳導(dǎo)率低，厚度巨大的蓋層，其熱流沿基底向小洋口地區(qū)斷裂帶運(yùn)移，是小洋口地?zé)豳Y源增溫的一個(gè)重要因素。
對(duì)流型地?zé)豳Y源主要在斷裂帶1 000 m深度的阜寧組裂隙中蓄集，并且溫度較高。在其“烘烤”下，使底部以砂及砂礫層為主且富含地下水的鹽城組產(chǎn)生地溫異常，形成傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。
圖3 小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源成因模式
5 結(jié)論
小洋口地?zé)峋敖鸶驆u地?zé)峋辈槌晒砻?，小洋口地區(qū)存在兩種成因類型的地?zé)豳Y源。沿金壇—如皋斷裂破碎帶分布的對(duì)流型地?zé)豳Y源，因其嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，呈現(xiàn)帶狀分布，其展布方向與該處發(fā)育的金壇—如皋斷裂一致，亦呈北西向展布。金壇—如皋斷裂向北西陡傾，因此受該斷裂破碎帶控制的地?zé)崴植紟б彩窍虮蔽鲀A斜，并且向北西方向逐漸加深，但是，其在北西方向的分布也不是無限延伸的，如果其埋藏深度大于2 500 m，地應(yīng)力明顯加大，破裂帶裂隙度變小，使其蓄水性能減弱。因此，小洋口地區(qū)對(duì)流型地?zé)嶂饕亟饓绺迶嗔褞С时睎|向狹長(zhǎng)帶狀分布。
下部對(duì)流型地?zé)豳Y源是上部松散層中傳導(dǎo)型孔隙類地?zé)豳Y源的熱源，決定了該區(qū)傳導(dǎo)型地?zé)岱植寂c對(duì)流型地?zé)崞矫娣植季哂忻黠@的對(duì)應(yīng)性。不同的是對(duì)流型地?zé)豳Y源是向北西方向陡傾的板狀礦體，而傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源是水平狀的層狀礦體。
對(duì)流型地?zé)豳Y源自斷裂帶向北西方向因埋藏深度加大，溫度將存在增高趨勢(shì)，其對(duì)應(yīng)的上部傳導(dǎo)型地?zé)釀t成相反趨勢(shì)。
地?zé)崽锘虻責(zé)釁^(qū)是指現(xiàn)代地殼內(nèi)占有一定空間位置、產(chǎn)于有利的地質(zhì)構(gòu)造、具有一定物理特性(溫度、壓力、相態(tài))和特殊化學(xué)組分的地下熱水和蒸汽大量富集的地區(qū)，是目前鉆探技術(shù)可及、深度上可供經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用的地段(黃尚瑤，1986)。小洋口地?zé)峋敖鸶驆u地?zé)峋嗑嘟? km，兩口地?zé)峋目辈槌晒砻?，小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，開發(fā)潛力巨大，隨著勘探力度的不斷加大，有望發(fā)現(xiàn)規(guī)模巨大的地?zé)崽铩?/p>
6 致謝
杜建國(guó)、王素娟、季克其、葛云、劉志平、王彩會(huì)、荊慧、王寬彪、左麗瓊、儲(chǔ)兆君、盧明等參加了該項(xiàng)研究工作。成文中得到了江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院張登明總工程師的指教，在此表示感謝。
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Origin study of geothermal field in Xiaoyangkou of Rudong County in Jiangsu
FAN Di-fu1，XU Xue-qiu1，DAI Kang-ming2
(1.Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China;2.Geological Prospecting Technology Institute of Jiangsu Province，Nanjing 211135，China)
Geoheat resource falls into two types of convection type and conduction type based on origin.Three sub-types of for conduction type of geoheat resource based on varied storage medium，they were loose rocks type pore type，tectonic fissure type，and ancient structural surface karst.Xiaoyangkou Geoheat Field had two geothermal types，its deep fracture belt water was convection type，and the water in the upper loose sediments of Yancheng Formation was associated conduction type.The origin model was as follows:under the effect of self gravity，the cold water infiltrated into 4 m to 5 m deep well along Jintan to Rugao Fracture，and increased to high temperature hot water or steam.Owing to the decrease of density，its floating returned to the shallow fissures and melted with low temperature warm water within the fissures，the variation of temperature and density provided power for the circulation of water.
Genetic model;Tectonic fissure type;Loose rocks pore type;Xiaoyangkou;Rudong，Jiangsu
book=2,ebook=105
P314.1;TK521+.33
A
1674－3636(2012)02－0192－06
10.3969/j.issn.1674-3636.2012.02.192
2011－11－08;編輯:侯鵬飛
范迪富(1964—)，男，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查與研究工作，E-mail:fddf 916@sohu.com
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范迪富，徐雪球，戴康明
(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018;2.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇南京211135)
江蘇如東縣小洋口地?zé)崽锍梢蜓芯?/p>
范迪富1，徐雪球1，戴康明2
(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018;2.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇南京211135)
地?zé)豳Y源按成因可分為對(duì)流型地?zé)豳Y源與傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源兩大類。根據(jù)地?zé)崴馁x存介質(zhì)差異，傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源又可分為松散巖類孔隙型、構(gòu)造裂隙型及古構(gòu)造面巖溶型3個(gè)亞類。小洋口地?zé)崽锿瑫r(shí)存在兩種成因地?zé)犷愋?，深部斷裂?gòu)造帶地?zé)崴疄閷?duì)流型地?zé)犷愋?，其上部鹽城組松散層中的地?zé)崴畡t是其伴生的傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。其成因模式是，冷水沿金壇—如皋斷裂在自身重力作用下下滲至4～5 km的深部并增溫成為高溫?zé)崴踔琳羝?，由于密度的減小，其上浮返回淺部裂隙發(fā)育處并與其中溫度相對(duì)較低的熱水混合而降溫，正由于溫度和密度的變化為水的循環(huán)提供了動(dòng)力。斷裂帶較高溫度的對(duì)流型地?zé)崴譃樯喜扛缓叵滤柠}城組增溫提供了熱源，形成了傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。
成因模式;構(gòu)造裂隙型;松散巖類孔隙型;小洋口;江蘇如東
0 引言
小洋口是江蘇如東縣的天然深水港口，位于長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)區(qū)北翼的黃海之濱，現(xiàn)為如東沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，即將建成30萬(wàn)t級(jí)深水港。生態(tài)旅游是如東沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的功能之一，開發(fā)利用清潔可再生地?zé)豳Y源是該區(qū)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。該區(qū)先后勘查成功了2口地?zé)峋?，分別為金蛤島和小洋口，兩口井相距不足2 km。其中，小洋口地?zé)峋悄壳敖K境內(nèi)溫度最高的高產(chǎn)量地?zé)峋?。筆者對(duì)小洋口地?zé)峋牡責(zé)岬刭|(zhì)條件進(jìn)行了綜合分析，結(jié)合金蛤島地?zé)峋目辈槌晒?，建立了小洋口地區(qū)地?zé)岢梢蚰Ｊ?，為該區(qū)地?zé)豳Y源勘查提供了理論依據(jù)。
1 地質(zhì)構(gòu)造背景
本區(qū)位于丁堰凸起(南通隆起區(qū)次一級(jí)構(gòu)造單元)與海安凹陷(金湖—東臺(tái)坳陷區(qū))結(jié)合部，北東向金壇—如皋斷裂(即江南斷裂北東延伸部分)是二者的分界(圖1)。該斷裂以北為中新代的凹陷，沉積了巨厚的古近系及新近系，自上而下發(fā)育的地層分別為第四系、新近系、古近系、白堊系。斷裂南側(cè)是新生代早期隆起，缺失古近系沉積，第四系及新近系之下即為白堊紀(jì)地層，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，2 000 m之下可能為晚古生代及早中生代地層。金壇—如皋斷裂為區(qū)域性深大斷裂(F1)，其活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、規(guī)模大，不同的地史時(shí)期表現(xiàn)為不同性質(zhì)，近期仍在活動(dòng)(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，2001)。區(qū)內(nèi)海岸線呈北西向展布，該地貌可能受北西向斷裂構(gòu)造控制。
2 小洋口地?zé)峋刭|(zhì)特征
2.1 基本概況
小洋口地?zé)峋? 073 m，鉆遇地層分別為第四系(粉質(zhì)黏土及砂土，深度0～250 m)、新近系(砂礫層、黏土，深度250～866 m)、古近系(巖性為粉紅色泥巖、砂巖、細(xì)砂巖，局部夾鮞粒狀白云巖，發(fā)育深度866～1 073 m)。降深20 m時(shí)出水量為1 725 m3/a，出水溫度76℃，出水部位919～1 050 m(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，2011)。
圖1 小洋口地區(qū)基巖地質(zhì)圖
2.2 儲(chǔ)層、蓋層特征
2.2.1 蓋層該井蓋層主要為第四系及新近系鹽城組，厚度866 m，以砂、砂礫及黏土為主。黏土泥質(zhì)含量高，砂礫層則富含地下水，二者熱導(dǎo)率低，地溫梯度高，為理想的地?zé)嵘w層，有利于隔熱增溫，形成較高溫度的地?zé)崴?/p>
2.2.2 儲(chǔ)層小洋口地?zé)峋鏊恢?19～1 050 m，其對(duì)應(yīng)的巖性為新近系阜寧組泥巖、砂巖夾鮞粒狀白云巖，為以河湖相為主夾海陸過渡相沉積，根據(jù)巖屑判斷，巖石破碎呈角礫狀，可能為構(gòu)造角礫巖，是斷裂構(gòu)造發(fā)育的標(biāo)志。因此，構(gòu)造破碎帶新近紀(jì)阜寧組地層含白云質(zhì)，經(jīng)巖溶化作用，成為較好的地?zé)醿?chǔ)層。
鹽城組上部為土黃、灰黃、淺灰色黏土、砂質(zhì)黏土與黃灰、灰白色砂層、含礫砂層、砂礫層互層;下部為淺棕、棕紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與淺灰、灰白色砂巖、含礫砂巖、砂礫巖互層，夾玄武巖。該組底部為砂層及砂礫層，膠結(jié)程度低，富含地下水，且埋藏深度較大，地溫也較高，是理想的地?zé)醿?chǔ)層。
2.3 構(gòu)造
北東向金壇—如皋斷裂帶從小洋口地區(qū)通過，該斷裂是一條規(guī)模較大、控制著不同時(shí)代特別是新生代地層的深大斷裂，在小洋口地區(qū)表現(xiàn)為正斷裂特征。該斷裂帶又是兩個(gè)較大尺度構(gòu)造單元(蘇北盆地與寧通隆起)的分界，北側(cè)為金湖—東臺(tái)坳陷區(qū)之海安凹陷，南側(cè)為南通隆起區(qū)之丁堰凸起。丁堰凸起是印支運(yùn)動(dòng)期褶皺隆起，白堊紀(jì)晚期的斷陷盆地。海安凹陷是在白堊紀(jì)盆地基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新生代斷陷盆地，南北兩側(cè)受正斷裂控制，為地塹式斷陷，小洋口地區(qū)的金壇—如皋斷裂是該盆地的控制性斷裂。新近紀(jì)時(shí)期，斷裂南側(cè)為山區(qū)，北側(cè)為山前盆地。小洋口地?zé)峋敖鸶驆u地?zé)峋晕挥谠摂嗔褞?，受該斷裂控制明顯。
小洋口地區(qū)海岸線呈北西向展布，是現(xiàn)代地貌的分界，可能是新構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)物。兩口地?zé)峋挥诤０毒€外側(cè)，且處于金壇—如皋斷裂帶與北西向海岸線交會(huì)處。
2.4 地溫場(chǎng)特征
小洋口地?zé)峋@探深度1 073 m，井底溫度為63.5℃，平均地溫梯度約5.73℃/100 m，明顯高于南通地區(qū)平均地溫梯度(2.4℃/100 m)。100～1 000 m地溫隨著深度的增加而不斷升高，1 000 m以下地溫呈下降趨勢(shì)(圖2)。1 000 m之下位于斷裂下盤，斷裂帶地?zé)崴畬?duì)斷層下盤影響減弱，其地溫趨于正常。
圖2 小洋口地?zé)峋煌疃鹊販胤植紙D
金蛤島地?zé)峋c小洋口地?zé)峋嗑嗖蛔? km，井深為418 m，水溫約42℃，雖然缺乏系統(tǒng)地溫測(cè)量資料，但仍可判斷該處存在明顯地溫異常。
3 地?zé)豳Y源成因類型
地?zé)豳Y源按成因可分為對(duì)流型地?zé)豳Y源(汪集旸等，1993)與傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源兩類，這也是目前較為普遍的分類方法。對(duì)于對(duì)流型地?zé)豳Y源，往往局限出露于地表的溫泉或熱泉等，一些隱伏于地下一定深度的該類型地?zé)岵灰诪槿藗兯J(rèn)知。多數(shù)人認(rèn)為傳導(dǎo)型地?zé)崾前l(fā)育于沉積盆地范圍內(nèi)的地?zé)?，筆者在地?zé)峥辈閷?shí)踐中，不僅在沉積盆地中找到了地?zé)豳Y源，在該范圍之外同樣也打出了地?zé)崴?，并發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)資源分類尚未囊括的新類型。對(duì)流型地?zé)崤c傳導(dǎo)型地?zé)岣緟^(qū)別在于地?zé)崴倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，前者熱傳遞主要通過水介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而主動(dòng)汲取熱量，水介質(zhì)是動(dòng)態(tài)的，后者則是靜態(tài)的，水介質(zhì)通過地層的熱傳導(dǎo)被動(dòng)汲取熱量。
3.1 對(duì)流型地?zé)豳Y源
對(duì)流型地?zé)崾堑乇硭ㄟ^多孔透水通道滲透到地下深處，并在深處與熱巖相遇，然后水和(或)蒸汽等地?zé)崃黧w受力驅(qū)使上行返回到淺部一定深度或出露地表形成溫泉和熱泉，由此產(chǎn)生對(duì)流循環(huán)系統(tǒng)，是否出露地表主要取決于地下水循環(huán)的動(dòng)力條件及斷裂帶導(dǎo)通狀況。
對(duì)流型地?zé)岽嬖?個(gè)主要特點(diǎn)。一是存在于深大斷裂帶，最理想的是兩條斷裂交會(huì)處，形成完善的水熱循環(huán)系統(tǒng)。二是由于沒有特殊的附加熱源(年青巖漿活動(dòng))，其增溫主要是通過水的深循環(huán)。因此，在熱水運(yùn)移路徑一定范圍內(nèi)存在地?zé)岙惓?，主要表現(xiàn)在該處地溫梯度明顯高于背景地?zé)崽荻取Ｄ暇┑臏綔厝?欒光忠等，1998)和大吉溫泉、東海湯廟溫泉是典型的對(duì)流型地?zé)幔献由綔厝皩殤?yīng)1號(hào)地?zé)峋詾殡[伏于地下淺部的對(duì)流型地?zé)豳Y源(徐雪球等，2010)，筆者所研究的小洋口地區(qū)亦存在隱伏的對(duì)流型地?zé)豳Y源。
3.2 傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源
傳導(dǎo)型地?zé)崴且詿醾鲗?dǎo)方式接收熱量，水介質(zhì)在原地被動(dòng)接收能量。在沒有附加熱源的條件下，主要是通過自然增溫，背景地溫梯度越高，地?zé)崴疁囟纫苍礁?，沒有地溫異常出現(xiàn)。如果存在附加熱源，往往伴隨地溫異常出現(xiàn)，地溫梯度明顯高于背景值。
根據(jù)地?zé)崴馁x存介質(zhì)差異又可分為松散巖類孔隙型、構(gòu)造裂隙型及古構(gòu)造面巖溶型3個(gè)亞類。
3.2.1 構(gòu)造裂隙型大氣降水在補(bǔ)給區(qū)沿?cái)嗔哑扑閹蛳聺B透達(dá)到一定深度，并駐存于斷裂帶構(gòu)造裂隙或巖溶裂隙中，不斷吸取圍巖熱量成為熱水，同時(shí)汲取圍巖中的微量元素。其分布呈帶狀，熱量主要來自于地球深部，通過自然增溫形成。與對(duì)流型地?zé)岵煌氖?，大氣降水主要在重力作用下沿著張性斷裂帶向下滲透，貯存于構(gòu)造裂隙帶并靜態(tài)地接受圍巖熱量，斷裂一般為活動(dòng)性引張斷裂，可以是新生斷裂，也可以是繼承性斷裂，處于斷裂的開啟狀態(tài)，有利于大氣降水的運(yùn)移與儲(chǔ)存。要求儲(chǔ)層泥質(zhì)含量少、性脆，這類地層有利于裂隙的發(fā)育與貫通。因此，碳酸鹽巖、砂巖及火成巖類皆可以成為地?zé)醿?chǔ)層。無錫陽(yáng)山地?zé)峋?、蘇州通安地?zé)峋?、尚湖地?zé)峋?、吳江地?zé)峋?、泗洪縣臨淮地?zé)峋却碇煌瑤r性的構(gòu)造裂隙水。
3.2.2 松散巖類孔隙型富存于新近紀(jì)以來松散沉積物砂層及砂礫層中的地下水，埋藏于地下一定深度，經(jīng)增溫形成地?zé)崴?。該類型的地?zé)豳Y源在江蘇廣泛發(fā)育于蘇北盆地的鹽城組地層中，呈層狀產(chǎn)出，該地層主要為由粗碎屑物質(zhì)組成的高孔隙度和高滲透性的儲(chǔ)集層和由細(xì)粒物質(zhì)組成的阻隔層，儲(chǔ)集層主要為砂礫層，阻隔層主要為黏土層(并起著隔熱保溫作用)。蘇北盆地屬于裂谷型盆地，其形成與板塊運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)張有關(guān)，主要由于地幔上隆、地殼減薄而發(fā)生的斷陷，隨著沉積物負(fù)荷的增加和沉降加積而成，雖然沒有附加熱源，但大地?zé)崃骷暗販靥荻认鄬?duì)皆較高，有利于松散層的地?zé)崴鰷匦顭岢蔀榈責(zé)豳Y源。局部地區(qū)在附加熱源的作用下，存在地溫異常，該處新近紀(jì)地層中富存的地下水，也具有較高溫度，且埋藏深度小，屬于松散巖類孔隙水，如寶應(yīng)1號(hào)地?zé)峋粠Ъ靶⊙罂诘貐^(qū)鹽城組地層中的地?zé)峤詫儆谶@一類。
3.2.3 古構(gòu)造面巖溶型埋藏于地下一定深度之下的古構(gòu)造面是地?zé)崴l(fā)育的有利部位，特別是印支面為具有蘊(yùn)藏地?zé)豳Y源潛力的古構(gòu)造面。古構(gòu)造面是曾經(jīng)的剝蝕夷平面，該面上局部為碳酸鹽巖地層，經(jīng)地史時(shí)期長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕形成巖溶，后經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)被埋藏，其上覆蓋較厚的地層，該巖溶水被埋藏于地下一定深度并被升溫成為隱伏地?zé)崴?。該類型地?zé)崴梢圆话l(fā)育在斷裂構(gòu)造帶，當(dāng)然，發(fā)育于斷裂構(gòu)造帶更有利于巖溶化的進(jìn)一步加深。北京及天津地區(qū)新生代地層之下構(gòu)造面上分布有古生代及前古生代碳酸鹽巖地層，并發(fā)育大量巖溶，北京、天津地區(qū)大量地?zé)峥辈槌晒C實(shí)，該構(gòu)造面之下蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源。
4 小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源成因模式
金蛤島地?zé)峋沂镜氖莻鲗?dǎo)型之孔隙型地?zé)?，而小洋口地?zé)峋畟?cè)屬于對(duì)流型地?zé)帷?shí)際上，小洋口地?zé)峋喜恳啻嬖趥鲗?dǎo)型地?zé)?，上部傳?dǎo)型地?zé)豳Y源可理解為下部對(duì)流型地?zé)岚樯Y源。
4.1 小洋口地區(qū)對(duì)流型地?zé)豳Y源成因
4.1.1 水循環(huán)動(dòng)力分析小洋口地?zé)峋責(zé)崴x存深度為1 000 m左右，溫度達(dá)76℃。小洋口地?zé)峋@探結(jié)果證實(shí)，該區(qū)沒有現(xiàn)代火山活動(dòng)等附加熱源的影響，新近紀(jì)及古近紀(jì)地層中廣泛發(fā)育的玄武巖也未發(fā)現(xiàn)，很顯然地?zé)崴墙?jīng)深循環(huán)后到達(dá)該深度，據(jù)南通地區(qū)平均地溫梯度(2.4℃/100 m)推算，其循環(huán)深度至少2 500 m，也是對(duì)流型地?zé)岢梢虻拈g接依據(jù)。地?zé)峋挥诮饓绺迶嗔褞?，該斷裂是地?zé)崴钛h(huán)的通道。
小洋口地區(qū)方圓百千米范圍內(nèi)皆為平原地貌，因此，地?zé)崴钛h(huán)所需的動(dòng)力是一個(gè)令人費(fèi)解的問題。筆者認(rèn)為，冷水在自身重力作用下沿金壇—如皋斷裂帶下滲至深部并增溫，水的密度也隨之減小，根據(jù)液體中密度大的下降、密度小的上升之原理，冷水下滲，熱水上升，形成水的對(duì)流系統(tǒng)，如果下滲深度足夠大，部分地下水被汽化，其循環(huán)的動(dòng)力則更強(qiáng)大(圖3)。
4.1.2 循環(huán)深度估算采用Na/K地?zé)峄瘜W(xué)溫標(biāo)公式估算溫度，估算公式(赫爾蓋森，1970)為:
式中，Na/K為克原子比，根據(jù)該公式估算的溫度為102℃。如果采用2.4℃/100 m的區(qū)域背景地溫梯度(陳滬生等，1999)計(jì)算，在沒有其他附加熱源的情況下，地?zé)崴难h(huán)深度大于4 km。
大于100℃的熱水或蒸汽，上升至1 000 m左右的深度，其經(jīng)過了降溫或與冷水混合的過程，形成了76℃的地?zé)崴?/p>
4.1.3 水熱活動(dòng)跡象小洋口地?zé)峋責(zé)崴l(fā)育于斷裂破碎帶，破碎帶巖石呈角礫狀，巖性含白云質(zhì)，破碎帶之下的巖性為鮞粒狀白云巖，其填隙物為粒度更小的鮞粒狀白云巖，具有強(qiáng)白云石化和重結(jié)晶作用現(xiàn)象。雖然鮞粒狀白云巖多形成于半封閉淺海相蒸發(fā)環(huán)境，但其強(qiáng)白云石化和重結(jié)晶作用顯示其經(jīng)歷了強(qiáng)烈的水熱活動(dòng)改造過程。
白云石成因分原生和次生兩種，原生一般有生物參與，普遍認(rèn)為白云石是由于次生交代作用形成的，也就是所謂的白云石化(赫云蘭等，2010)。小洋口地?zé)峋扑閹е碌孽b粒狀白云巖內(nèi)核為碳酸鹽巖晶粒和石英碎屑集合體，具有次生交代作用特征，其內(nèi)核可能是白云巖的交代殘余。
溶解了一定量白云巖裂隙中的水，不斷地進(jìn)行深循環(huán)到達(dá)深部并加熱，增溫過程中，MgCO3將轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的Mg(OH)2并沉淀下來，水中微溶的MgCO3平衡被打破，從而使裂隙發(fā)育的白云巖不斷被溶蝕，促進(jìn)了裂隙帶巖溶水發(fā)育，使其成為良好的熱儲(chǔ)層。
4.2 小洋口地區(qū)傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源成因模式
小洋口地區(qū)是一個(gè)地溫異常區(qū)，地溫梯度大于5℃/100 m，發(fā)育厚度大于800 m的半固結(jié)巖層和松散層，松散層中夾多層砂及砂礫層，富含豐富的地下水，該地下水溫度大于40℃，是較好的地?zé)豳Y源。該地?zé)崴o態(tài)分布于鹽城組地層中，以傳導(dǎo)形式增溫，屬于傳導(dǎo)型地?zé)犷愋停谒南导靶陆o(jì)鹽城組中的黏土及含水層是其蓋層。由于該區(qū)具有較高的地溫異常，很明顯存在一個(gè)附加熱源。小洋口地?zé)峋且淮笏?、高水溫地?zé)峋?，其發(fā)育于鹽城組之下成巖性較好的古近系阜寧組地層的斷裂裂隙帶，裂隙帶高水溫地?zé)崴峁崃孔阋允股喜葵}城組增溫形成地溫異常。因此，小洋口地區(qū)鹽城組地溫異常與其下發(fā)育的對(duì)流型地?zé)嵊嘘P(guān)。
4.3 成因模式
圖3為小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源成因模式圖，金壇—如皋斷裂是一條張性深斷裂，冷水沿該斷裂在自身重力作用下下滲至4～5 km的深部并增溫成為高溫?zé)崴?，同時(shí)密度急劇減小，密度減小甚至成為蒸汽的地?zé)崴仙綔\部裂隙中富集，并與其中溫度相對(duì)較低的熱水混合而降溫，正是由于水的溫度和密度變化為水的循環(huán)提供了動(dòng)力，形成了較為完善的自循環(huán)系統(tǒng)。橫向上，北側(cè)海安凹陷盆地發(fā)育熱傳導(dǎo)率低，厚度巨大的蓋層，其熱流沿基底向小洋口地區(qū)斷裂帶運(yùn)移，是小洋口地?zé)豳Y源增溫的一個(gè)重要因素。
對(duì)流型地?zé)豳Y源主要在斷裂帶1 000 m深度的阜寧組裂隙中蓄集，并且溫度較高。在其“烘烤”下，使底部以砂及砂礫層為主且富含地下水的鹽城組產(chǎn)生地溫異常，形成傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。
圖3 小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源成因模式
5 結(jié)論
小洋口地?zé)峋敖鸶驆u地?zé)峋辈槌晒砻?，小洋口地區(qū)存在兩種成因類型的地?zé)豳Y源。沿金壇—如皋斷裂破碎帶分布的對(duì)流型地?zé)豳Y源，因其嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，呈現(xiàn)帶狀分布，其展布方向與該處發(fā)育的金壇—如皋斷裂一致，亦呈北西向展布。金壇—如皋斷裂向北西陡傾，因此受該斷裂破碎帶控制的地?zé)崴植紟б彩窍虮蔽鲀A斜，并且向北西方向逐漸加深，但是，其在北西方向的分布也不是無限延伸的，如果其埋藏深度大于2 500 m，地應(yīng)力明顯加大，破裂帶裂隙度變小，使其蓄水性能減弱。因此，小洋口地區(qū)對(duì)流型地?zé)嶂饕亟饓绺迶嗔褞С时睎|向狹長(zhǎng)帶狀分布。
下部對(duì)流型地?zé)豳Y源是上部松散層中傳導(dǎo)型孔隙類地?zé)豳Y源的熱源，決定了該區(qū)傳導(dǎo)型地?zé)岱植寂c對(duì)流型地?zé)崞矫娣植季哂忻黠@的對(duì)應(yīng)性。不同的是對(duì)流型地?zé)豳Y源是向北西方向陡傾的板狀礦體，而傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源是水平狀的層狀礦體。
對(duì)流型地?zé)豳Y源自斷裂帶向北西方向因埋藏深度加大，溫度將存在增高趨勢(shì)，其對(duì)應(yīng)的上部傳導(dǎo)型地?zé)釀t成相反趨勢(shì)。
地?zé)崽锘虻責(zé)釁^(qū)是指現(xiàn)代地殼內(nèi)占有一定空間位置、產(chǎn)于有利的地質(zhì)構(gòu)造、具有一定物理特性(溫度、壓力、相態(tài))和特殊化學(xué)組分的地下熱水和蒸汽大量富集的地區(qū)，是目前鉆探技術(shù)可及、深度上可供經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用的地段(黃尚瑤，1986)。小洋口地?zé)峋敖鸶驆u地?zé)峋嗑嘟? km，兩口地?zé)峋目辈槌晒砻?，小洋口地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，開發(fā)潛力巨大，隨著勘探力度的不斷加大，有望發(fā)現(xiàn)規(guī)模巨大的地?zé)崽铩?/p>
6 致謝
杜建國(guó)、王素娟、季克其、葛云、劉志平、王彩會(huì)、荊慧、王寬彪、左麗瓊、儲(chǔ)兆君、盧明等參加了該項(xiàng)研究工作。成文中得到了江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院張登明總工程師的指教，在此表示感謝。
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Origin study of geothermal field in Xiaoyangkou of Rudong County in Jiangsu
FAN Di-fu1，XU Xue-qiu1，DAI Kang-ming2
(1.Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China;2.Geological Prospecting Technology Institute of Jiangsu Province，Nanjing 211135，China)
Geoheat resource falls into two types of convection type and conduction type based on origin.Three sub-types of for conduction type of geoheat resource based on varied storage medium，they were loose rocks type pore type，tectonic fissure type，and ancient structural surface karst.Xiaoyangkou Geoheat Field had two geothermal types，its deep fracture belt water was convection type，and the water in the upper loose sediments of Yancheng Formation was associated conduction type.The origin model was as follows:under the effect of self gravity，the cold water infiltrated into 4 m to 5 m deep well along Jintan to Rugao Fracture，and increased to high temperature hot water or steam.Owing to the decrease of density，its floating returned to the shallow fissures and melted with low temperature warm water within the fissures，the variation of temperature and density provided power for the circulation of water.
Genetic model;Tectonic fissure type;Loose rocks pore type;Xiaoyangkou;Rudong，Jiangsu
book=2,ebook=105
P314.1;TK521+.33
A
1674－3636(2012)02－0192－06
10.3969/j.issn.1674-3636.2012.02.192
2011－11－08;編輯:侯鵬飛
范迪富(1964—)，男，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查與研究工作，E-mail:fddf 916@sohu.com
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