云南大理州洱源盆地溫泉分布特征及成因分析

房艷國(guó)，李茂華，付調(diào)金，邵玉冰，董建輝

(長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司(武漢)，湖北武漢 430074)

云南省地?zé)豳Y源非常豐富，從地質(zhì)構(gòu)造上看，滇西地區(qū)具有溫?zé)崛獢?shù)量多、單泉流量大、溫度高、天然熱流量大等特征。云南地區(qū)自西向東分布有騰沖—高黎貢山高溫地?zé)釒А⒈Ｉ健线B中低溫地?zé)釒?、臨滄—景洪高溫地?zé)釒?、蘭坪—普洱低溫地?zé)釒Ъ皠Υā玛P(guān)—金平高溫地?zé)釒В?］。洱源盆地位于劍川—下關(guān)—金平高溫地?zé)釒?nèi)，在洱源盆地內(nèi)及周緣呈帶狀分布有大量溫(熱)泉，相對(duì)集中分布在洱源牛街—三營(yíng)區(qū)、洱源—煉城區(qū)、下山口—西湖區(qū)三個(gè)條帶區(qū)內(nèi)(圖1)。

1 地?zé)釡厝植继卣?/h2>

1.1 牛街—三營(yíng)

區(qū)內(nèi)熱泉(井)分布范圍北至牛街鄉(xiāng)練渡村文化展示館，南至三營(yíng)街火焰山，東至牛街盆地東側(cè)緣，條帶南北長(zhǎng)約3.5 km，東西寬約0.8 km。帶內(nèi)共調(diào)查18個(gè)熱泉(井)點(diǎn)，其中熱泉點(diǎn)7個(gè)，熱井11個(gè);熱泉地表量測(cè)水溫一般60～75℃，最高80℃;熱水井井深20 m內(nèi)，井口量測(cè)水溫62～72℃，井深20～80 m，井口量測(cè)水溫72～86℃，井內(nèi)地下熱水水溫有隨井深增加而升高的趨勢(shì)。

1.2 洱源—煉城

區(qū)內(nèi)熱泉(井)分布范圍北至洱源縣江干，南東至洱源縣煉城村，西至洱源盆地西側(cè)緣鳳羽河西側(cè)溫泉澡塘，整體呈北西向條帶狀展布，條帶長(zhǎng)約5 km，寬0.5～1.5 km。帶內(nèi)共調(diào)查13個(gè)熱泉(井)點(diǎn)，其中熱泉點(diǎn)2個(gè)，熱井11個(gè);泉水點(diǎn)地表量測(cè)水溫一般65℃;井深20 m內(nèi)，井口量測(cè)水溫63～70℃，井深60～250 m，井口量測(cè)水溫46～65℃，大理地?zé)崽锍樗钸_(dá)300 m，出水口量測(cè)水溫達(dá)88℃。井內(nèi)地下熱水水溫有隨井深增加而升高的趨勢(shì)。

1.3 下山口—西湖溫水村

區(qū)內(nèi)熱泉(井)分布范圍北至G214里程K2291+500公路外側(cè)彌苴河左岸，經(jīng)下山口、坡頭村，向南至洱源縣右所鎮(zhèn)溫水村南，北東至大麗高速下山口隧洞東側(cè)一帶(大麗高速下山口隧洞開挖過(guò)程中玄武巖地層中遇到地?zé)崴?，西至右所盆地西側(cè)緣，整體呈近南北向條帶狀展布，條帶長(zhǎng)約10 km，寬約1.8 km。帶內(nèi)共調(diào)查30個(gè)熱泉(井)點(diǎn)，熱泉點(diǎn)1個(gè)，熱井27個(gè);熱泉(井)集中分布在下山口、坡頭村、溫水村一帶，其中下山口共調(diào)查22個(gè)熱泉(井)點(diǎn)，坡頭村3個(gè)熱井，溫水村3個(gè)熱井;隨著地下水開采量急增，地下水水位有所下降。熱泉點(diǎn)位于G214里程K2291+500處，地表量測(cè)水溫88℃;下山口一帶熱水井井深多在20 m內(nèi)，井內(nèi)水溫36～60℃，坡頭村一帶井深6～8 m，井內(nèi)水溫41～45℃，溫水村一帶井深4～5 m。下山口南至坡頭村北、坡頭村南至溫水村北地帶為農(nóng)田及地表水域，無(wú)水井及溫(熱)泉露頭，該地段靠近右所盆地西側(cè)緣，地勢(shì)低洼處，在雨季有少量溫泉溢出。

圖1 洱源盆地及周緣溫泉分布圖Fig.1 Distribution map of Eryuan basin and periphery spring

2 地?zé)崴瘜W(xué)特征

根據(jù)實(shí)地調(diào)查、取樣分析并參考1∶20萬(wàn)蘭坪幅水文地質(zhì)普查報(bào)告書［2］，各地?zé)釁^(qū)內(nèi)的水化學(xué)特征稍有差異。

2.1 牛街—三營(yíng)

區(qū)內(nèi)熱泉(井)共調(diào)查18個(gè)點(diǎn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)帶內(nèi)熱水井鉆孔成井時(shí)，大多井口地下熱水自涌，深井孔內(nèi)噴射出水柱，水柱高10余米;熱水井井內(nèi)有大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體，井壁可見大量的乳黃色鈣華;天然泉水點(diǎn)主要分布在該條帶東側(cè)盆地邊緣一帶及牛街鄉(xiāng)練渡村歷史文化展示館等地，均為上升泉，泉水點(diǎn)流量多＜0.1 L/s，流量受季節(jié)變化影響不明顯，泉口多形成凹潭，大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體，泉口周圍多見鈣華。根據(jù)地?zé)崴瘜W(xué)成分試驗(yàn)成果(表1)可知，該帶內(nèi)地下熱水水質(zhì)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，pH 值6.0、7.4，氟含量5 ～8 mg/L。據(jù)蘭坪幅 20 萬(wàn)水文地質(zhì)普查報(bào)告，帶內(nèi)水氡含量為5.85埃曼/L。

2.2 洱源—煉城

區(qū)內(nèi)熱泉(井)帶內(nèi)共調(diào)查13個(gè)點(diǎn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)帶內(nèi)熱水井鉆孔成井時(shí)，大多井口地下熱水自涌，說(shuō)明具有弱承壓性，熱水井井內(nèi)多有大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體，井壁可見大量的乳黃色鈣華及氣磺，據(jù)云南省地質(zhì)局水文地質(zhì)大隊(duì)資料，早期洱源九臺(tái)一帶溫泉年產(chǎn)硝1.5 t;洱源大理地?zé)釃?guó)就位于該地?zé)釁^(qū)內(nèi)，井深300 m，水溫達(dá)88℃;天然泉水點(diǎn)主要分布在洱源縣老城區(qū)寧湖路一帶，均為上升泉，泉水點(diǎn)流量＜0.1 L/s，流量受季節(jié)變化影響不明顯，泉口多形成凹潭，有大量氣泡冒出，有刺激性氣味(臭雞蛋味)，為硫化氫氣體。根據(jù)地?zé)崴瘜W(xué)成分試驗(yàn)成果(表2)可知，該帶內(nèi)地下熱水水質(zhì)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，中性，氟含量5～8 mg/L。據(jù)蘭坪幅20萬(wàn)水文地質(zhì)普查報(bào)告，帶內(nèi)水氡含量為1.75～3.5埃曼/L。

表1 牛街—三營(yíng)區(qū)地?zé)崴瘜W(xué)成分試驗(yàn)成果表Table1 Test results of chemical constituents of geothermal water of Niujie-Sanying area 單位:mg/L

表2 洱源—煉城區(qū)地?zé)崴瘜W(xué)成分試驗(yàn)成果表Table 2 Test results of chemical constituents of geothermal water of Eryuan-Liancheng area 單位:mg/L

2.3 下山口—西湖溫水村

區(qū)內(nèi)共調(diào)查30個(gè)熱泉(井)點(diǎn)。熱泉點(diǎn)位于G214西側(cè)沖溝左岸處，出水口改造成水池(普陀泉)，有大量氣泡冒出，弱刺激性氣味;下山口一帶熱水井井深多在20 m內(nèi)，井內(nèi)有少量氣泡冒出，弱刺激性氣味，井壁多見乳黃色鈣華;溫水村一帶井深4～5 m，井內(nèi)水量及水位較低，有少量氣泡冒出，弱刺激性氣味。普陀泉水質(zhì)分析顯示，帶內(nèi)地?zé)崴疄槿鯄A性，富含偏硅酸、鍶、鋰、偏硼酸、鈣等多種元素。

3 成因分析

地下熱水的形成、富集和排泄嚴(yán)格受地質(zhì)構(gòu)造的控制，構(gòu)造體系決定熱水的空間分帶性，次級(jí)構(gòu)造形跡、巖漿巖界面以及不同方向和力學(xué)性質(zhì)斷裂結(jié)構(gòu)面的交匯部位制約著熱水的成生和運(yùn)移，淺表巖體成分及富水程度對(duì)地?zé)崴雎都捌浠瘜W(xué)組分具有一定的影響。洱源盆地位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、松潘—甘孜褶皺系與三江褶皺系的交界部位，周圍深大活動(dòng)斷裂發(fā)育。洱源盆地位于鶴慶—洱源斷裂與金沙江斷裂帶及洱海深大斷裂結(jié)合部位(圖1)，屬斷陷盆地。盆地邊界均有斷裂控制，盆地內(nèi)隱伏有多條斷裂。

3.1 牛街—三營(yíng)帶

該地下熱水帶位于南北向、北東向及近東西向多種構(gòu)造體系的復(fù)合部位。溫(熱)泉及熱水井基本沿著近南北向隱伏斷裂(f4)展布，斷裂東側(cè)山地下伏基巖，巖性主要為泥盆系下統(tǒng)灰?guī)r，中等巖溶發(fā)育程度，富含巖溶地下水;沿?cái)嗔芽梢娤采狡诳嚅闲鋷r分布，玄武巖中裂隙發(fā)育，中等賦水。根據(jù)該帶內(nèi)地下水水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，出水口多有硫化氫氣體溢出，水中含氟等特征，初步分析地?zé)崴难a(bǔ)給來(lái)源主要為東側(cè)淺部巖溶地下水與深部地下水。熱源主要由巖漿余熱擴(kuò)散、放射性元素蛻變熱(氡是放射性元素鈾、鐳等衰變的結(jié)果)、正常地?zé)嵩鰷丶皵嗔鸦顒?dòng)摩擦生熱等熱源［3］。斷裂破碎帶及旁側(cè)霹靂裂隙為地下熱水上升運(yùn)移提供了良好的通道，地下熱水補(bǔ)給、循環(huán)、排泄見圖2。

圖2 牛街—三營(yíng)帶地?zé)崴梢蚴疽鈭DFig.2 Schematic diagram of origin of geothermal water of Niujie-Sanying zone

3.2 洱源—煉城帶

洱源—煉城帶分布在洱源盆地西部，斷裂構(gòu)造以北西向?yàn)橹?，?guī)模較大的為洱源盆地西側(cè)緣斷裂及盆地中隱伏f1斷裂，溫(熱)泉及熱水井基本沿著兩條斷裂之間分布(圖1)。其間下伏基巖為泥盆系青山組灰?guī)r，灰?guī)r中等巖溶發(fā)育，富含巖溶水;斷裂f1東側(cè)下伏基巖為二疊系峨眉山玄武巖，裂隙發(fā)育，中等賦水;盆地西側(cè)山地為前寒武系蒼山群片巖、變粒巖等，裂隙較發(fā)育，地下水較豐富。根據(jù)該帶內(nèi)地下水水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，出水口多有硫化氫氣體溢出，水中含氟(具深循環(huán)強(qiáng)淋濾水化學(xué)特征)等特征，初步分析地?zé)崴难a(bǔ)給來(lái)源主要為淺部巖溶地下水與深部循環(huán)水。熱源主要由巖漿余熱擴(kuò)散、放射性元素蛻變熱(氡是放射性元素鈾、鐳等衰變的結(jié)果)［4］、正常地?zé)嵩鰷氐葋?lái)源。斷裂破碎帶及旁側(cè)霹靂裂隙為地下熱水上升運(yùn)移提供了良好的通道，地下熱水補(bǔ)給、循環(huán)、排泄見圖3。

3.3 下山口—西湖溫水村帶

洱源—煉城帶分布在大理縣城北西右所盆地的西側(cè)緣，溫泉及地?zé)崴傮w沿蒼山山前斷裂(紅河斷裂北段西支)北段展布，在下山口一帶為該斷裂與洱海深大斷裂(紅河斷裂北段東支)相交，此兩條斷裂均為全新世活動(dòng)深大斷裂，深切至地幔。右所盆地西側(cè)山地及下山口一帶均為二疊系峨眉山組玄武巖組，巖體中裂隙發(fā)育，中等賦水。根據(jù)帶內(nèi)地?zé)崴呷鯄A性，富含偏硅酸、鍶、鋰、偏硼酸、鈣等多種元素特征，初步分析地?zé)崴a(bǔ)給來(lái)源主要為盆地西側(cè)山體淺部裂隙型地下水與深部地下水，其熱源主要有巖漿余熱擴(kuò)散、正常地?zé)嵩鰷兀?］及斷裂活動(dòng)摩擦生熱等。斷裂破碎帶及旁側(cè)霹靂裂隙為地下熱水上升運(yùn)移提供了良好的通道，地下熱水補(bǔ)給、循環(huán)、排泄見圖4。

圖3 洱源—煉城帶地?zé)崴梢蚴疽鈭DFig.3 Schematic diagram of origin of geothermal water of Eryuan-Liancheng zone

4 結(jié)語(yǔ)

(1)洱源盆地位于劍川—下關(guān)—金平高溫地?zé)釒?nèi)，在洱源盆地內(nèi)及周緣呈帶狀分布有大量溫(熱)泉，相對(duì)集中分布在洱源牛街—三營(yíng)區(qū)、洱源—煉城區(qū)、下山口—西湖區(qū)三個(gè)條帶區(qū)內(nèi)。

(2)牛街—三營(yíng)區(qū)內(nèi)地表量測(cè)熱泉(井)水溫一般60～75℃，最高86℃;洱源—煉城區(qū)內(nèi)地表量測(cè)熱泉(井)點(diǎn)水溫一般63～70℃，最高88℃;下山口—西湖溫水村帶區(qū)內(nèi)熱泉(井)內(nèi)水溫一般36～60℃，最高為88℃;各帶井內(nèi)地下熱水水溫有隨井深增加而升高的趨勢(shì)。

(3)牛街—三營(yíng)區(qū)內(nèi)地下熱水水質(zhì)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，接近中性水，氟含量5～8 mg/L;洱源—煉城區(qū)內(nèi)地下熱水水質(zhì)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水，中性，氟含量5～8 mg/L;下山口—西湖溫水村區(qū)內(nèi)地?zé)崴疄槿鯄A性，富含偏硅酸、鍶、鋰、偏硼酸、鈣等多種元素。洱源盆地內(nèi)地?zé)崴瘜W(xué)類型及水質(zhì)特征與下山口—溫水村一帶地?zé)崴兴町悺?/p>

圖4 下山口—西湖溫水村帶地?zé)崴梢蚴疽鈭DFig.4 Schematic diagram of origin of geothermal water of Xiashankou-Xihu

(4)大氣降水、淺表巖溶水、基巖裂隙水及深部循環(huán)地下水為各溫泉帶的補(bǔ)給來(lái)源，各溫泉系為深部循環(huán)高溫地下水沿?cái)嗔哑扑閹н\(yùn)移上升，與淺部地下水混合后，沿破碎帶溢出地表而成。

(5)根據(jù)各帶內(nèi)溫泉水化學(xué)成分特征，初步分析牛街—三營(yíng)區(qū)及洱源—煉城區(qū)熱源主要由巖漿余熱擴(kuò)散、放射性元素蛻變熱(氡是放射性元素鈾、鐳等衰變的結(jié)果)、正常地?zé)嵩鰷丶皵嗔鸦顒?dòng)摩擦生熱等熱源來(lái)源;下山口—西湖溫水村區(qū)熱源主要由巖漿余熱擴(kuò)散、正常地?zé)嵩鰷氐葋?lái)源。

［1］ 熊家鏞，王義昭，張遠(yuǎn)志，等.云南省區(qū)域地質(zhì)志［R］.昆明:云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)調(diào)隊(duì)，1987.

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［3］ 方麗萍，丁建博.云南地?zé)豳Y源的成因分析及開發(fā)利用［J］.水文地質(zhì)與工程地質(zhì)，1997，12(1):15 －18.

［4］ 歐陽(yáng)珽.中國(guó)地?zé)岙惓＜皽厝梢颍跜］//中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所40周年所慶論文集.北京:科學(xué)出版社，1990.

［5］ 苗慧帥.云南省下關(guān)溫泉和安寧溫泉的特征及成因研究［D］.北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，2009.