甘孜地區(qū)雅拉河段地?zé)嵯到y(tǒng)特征及控制因素

林正良，肖鵬飛，李 弘，俞建寶，呂 慧

(1. 中國石化石油物探技術(shù)研究院，江蘇南京 210014；2. 中國石油大學(xué)(北京)，北京 102249)

?

甘孜地區(qū)雅拉河段地?zé)嵯到y(tǒng)特征及控制因素

林正良1，2，肖鵬飛1，李 弘1，俞建寶1，呂 慧1

(1. 中國石化石油物探技術(shù)研究院，江蘇南京 210014；2. 中國石油大學(xué)(北京)，北京 102249)

綜合應(yīng)用區(qū)域地質(zhì)、地震、地球化學(xué)等資料，對甘孜地區(qū)雅拉河段地?zé)嵯到y(tǒng)及其主控因素進(jìn)行研究。分析認(rèn)為，甘孜地區(qū)地?zé)釋儆诘湫偷膶α餍偷責(zé)嵯到y(tǒng)，雅拉河斷裂破碎帶及板巖中發(fā)育的大量裂隙共同構(gòu)成了研究區(qū)的熱儲體，這些熱儲體沿雅拉河斷裂帶不均勻分布。研究區(qū)充沛的大氣降水以及季節(jié)性的冰雪融水為地?zé)嵯到y(tǒng)提供充足的水源。雅拉河斷裂與色拉哈斷裂之間大范圍相對平坦的區(qū)域以及大量儲水洼地為地?zé)嵯到y(tǒng)中的水源提供存儲空間。該地區(qū)地表裂隙發(fā)育，利于地表水向下滲透，是地下水的主要補(bǔ)給通道。色拉哈斷裂的強(qiáng)烈活動為淺層地下水在重力作用下進(jìn)一步向深層運(yùn)移提供重要流體通道。雅拉河斷裂帶的地勢相對低，斷裂破碎帶是深層流體上涌的重要通道。在流體供給區(qū)與出露區(qū)的重力勢能差以及兩條走滑斷裂帶壓力差共同作用下，流體經(jīng)深部熱源加熱后在流體通道內(nèi)形成持續(xù)的熱流體循環(huán)系統(tǒng)。

甘孜地區(qū) 雅拉河斷裂 色拉哈斷裂 構(gòu)造特征 地?zé)嵯到y(tǒng)

Lin Zheng-liang, Xiao Peng-fei, Li Hong, Yu Jian-bao, Lü Hui. Characteristics of the geothermal system and control factors in the Yalahe reach, Ganzi area [J]. Geology and Exploration, 2015, 51(4): 0764-0771.

地?zé)崾且环N具有較高溫度、含有特殊化學(xué)成分或氣體成分的特殊的地質(zhì)流體，是集熱、礦、水三位于一體的清潔而寶貴的礦產(chǎn)資源(李保珠等，2011)。地?zé)豳Y源的形成與區(qū)域地質(zhì)條件以及構(gòu)造特征緊密相關(guān)，在理論研究方面，主要包括研究區(qū)域以及全球地?zé)釄龅奶攸c(diǎn)、地殼的熱狀態(tài)、巖石圈的熱結(jié)構(gòu)、地球的熱演化歷史以及由它們所反映的地質(zhì)和地球物理過程(Chapmanetal.,1977；閆秋實(shí)等，2012)。在應(yīng)用研究方面，主要包括地?zé)豳Y源的賦存狀態(tài)和形成機(jī)制(李鐸等，2002)，地?zé)嵯到y(tǒng)的分布特點(diǎn)和資源定量評價(jià)(夏躍珍等，2014)，盆地構(gòu)造熱演化特征(孫少華等，1995；蔣林等，2013)以及盆地?zé)崃黧w運(yùn)動及演化特征等(周立岱，2005)。

針對地?zé)岬某梢蚣翱刂埔蛩?，前人進(jìn)行了大量的研究(李保珠等,2011；梁長軍等，2006)。實(shí)踐證明，對流型地?zé)嵯到y(tǒng)中走滑斷裂帶與地震活動和地?zé)峥臻g分布之間具有密切的聯(lián)系(李先福，2000；李志成等，2014)。甘孜地區(qū)處在地中海-喜馬拉雅縫合地?zé)釒У臇|部的鮮水河走滑構(gòu)造帶上，區(qū)內(nèi)水資源豐富，地形高差大，構(gòu)造運(yùn)動頻繁，具有獨(dú)特的地?zé)岚l(fā)育背景(武斌，2013)。位于鮮水河斷裂帶的甘孜地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，溫泉占川渝溫泉總數(shù)的60.66%，占全國溫泉總數(shù)的6.62%，多數(shù)溫泉呈自然出露狀態(tài)(傅廣海等，2009)。多年的地?zé)峥碧脚c普查表明該地區(qū)具有良好的地?zé)峥碧角熬?。但由于該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，地?zé)豳Y源在成因上也不盡相同，從而給該地區(qū)地?zé)豳Y源的高效開發(fā)和利用也帶來一定的困難。筆者結(jié)合前人對鮮水河斷裂帶及其周緣地區(qū)的大量研究成果，從地?zé)嵯到y(tǒng)出發(fā)，重點(diǎn)分析鮮水河斷裂帶中段的熱點(diǎn)勘探地區(qū)色拉哈-雅拉河段熱儲特征，并系統(tǒng)分析了該地區(qū)地?zé)豳Y源的形成條件及主控因素。

1 區(qū)域地質(zhì)以構(gòu)造特征

1.1 鮮水河斷裂帶特征

鮮水河斷裂帶是展布于中國川西北高原上一條現(xiàn)今強(qiáng)烈活動的大型地震斷裂帶，無論是在活動斷裂的類型還是地震發(fā)育規(guī)律方面都極具代表性。

鮮水河斷裂帶北起甘孜縣東谷區(qū)地卡蘇，向南經(jīng)過爐霍縣、道孚縣、康定縣，至石棉縣安順場逐漸減弱并消失，鮮水河斷裂帶全長約400 km，總體走向320°～330°，呈略向北東方向凸出的大型弧形走滑斷裂帶(圖1)。鮮水河斷裂帶在空間上具有明顯的分段性，可劃分為北西段、中段以及南東段三大段，各段內(nèi)斷裂的幾何形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)又有較大差異性。在空間上，鮮水河斷裂帶主要包括8個(gè)次級斷裂，從北西至南東分別為爐霍、道孚、乾寧、色拉哈、雅拉河、折多塘、雪門坎和磨西等段(張景發(fā)等，1996；安艷芬，2010)。

圖1 鮮水河斷裂帶區(qū)域概圖(據(jù)安艷芬，2010)Fig.1 Regional map of the Xianshuihe fault zone(after An, 2010)1-地塊邊界；2-斷層；3-走滑方向；4-地表水系；5-研究區(qū)；6 -地名；7-歷史地震1-block boundary；2-fault；3-strike-slip direction；4-surface water system；5-study area；6-place name；7-historical earth quake

鮮水河斷裂帶在大地構(gòu)造上位于四川西部一級構(gòu)造單元松潘-甘孜地槽褶皺系內(nèi)部，北東側(cè)為巴顏喀拉塊體，南西側(cè)為川滇菱形塊體(駱佳驥等，2012)。鮮水河斷裂帶是兩個(gè)二級構(gòu)造單元的分界線，斷裂兩側(cè)構(gòu)造單元特征各異，呈斷層接觸關(guān)系。斷裂帶的南東端插入一級構(gòu)造單元的華南塊體內(nèi)部。

鮮水河斷裂帶及鄰近地區(qū)的地貌受構(gòu)造控制形成山川并列的格局，走向由北西-南東逐漸向南偏轉(zhuǎn)，最后呈近南北走向，整體表現(xiàn)為左行走滑特征。近年來對鮮水河斷層幾何學(xué)運(yùn)動學(xué)的研究表明，斷裂的水平最大走滑距離在80km左右，走滑速率向斷裂兩端逐漸變小，詳細(xì)的斷裂幾何學(xué)運(yùn)動學(xué)研究表明，鮮水河斷裂具有圍繞喜馬拉雅東構(gòu)造帶順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的特征(Wangetal.,2000)。

1.2 鮮水河斷裂活動特征

由于強(qiáng)烈的構(gòu)造活動，鮮水河斷裂帶成為中國西部地震高發(fā)區(qū)。自1725年有地震記載以來，鮮水河斷裂帶迄今共發(fā)生七級以上地震8次，6～6.9級地震14次，約占整個(gè)川西地區(qū)同級地震總數(shù)的一半(張希等，2012)。研究者常把這一帶劃分為鮮水河地震帶。前人對1970 ～2007年川西地區(qū)2.5～4.6級地震小震震中的分布研究，近30年來小震沿鮮水河斷裂帶呈狹窄的條帶狀分布(朱艾斕等，2005)，且最近10年來地震活動頻率顯明增高。震源深度介于4.8～84km，且多數(shù)地震的震源深度小于33km。地震活動的時(shí)空分布特征表明鮮水河斷裂帶活動具有時(shí)間上的持續(xù)性、空間上的原地重復(fù)性以及分段活動強(qiáng)度的差異性。而較強(qiáng)的斷裂活動形成的應(yīng)力的集中與釋放可以產(chǎn)生大量熱能，同時(shí)斷裂構(gòu)造也具有一定的導(dǎo)熱和儲熱作用(歐陽成甫等，2002)。

走滑斷裂的滑動速率可以定量反映出走滑斷裂的活動強(qiáng)度，李天祒(1997)依據(jù)年代學(xué)及地貌學(xué)方法，推算出鮮水河斷裂帶各分支斷裂近代的平均滑動速率(李天祒，1997)。鮮水河斷裂帶北西段滑動速率明顯大于南東段，推測可能與斷裂的展布特征有關(guān)，北西段斷裂較為單一，而南東段由多條次級斷裂分擔(dān)了活動速率(圖1)。而位于鮮水河斷裂帶中段的色拉哈斷裂帶的滑動速率顯明高于雅拉河斷裂，地震活動也主要集中在色拉哈斷裂帶一側(cè)(圖2)。

1.3 研究區(qū)地層特征

圖2 鮮水河斷裂帶滑動速率Fig.2 Slip rates of the Xianshuihe fault zone

色拉哈斷裂與雅拉河斷裂具有明顯的差異性。從斷裂的空間位置以及滑動速率可以判斷色拉哈斷裂屬于鮮水河斷走滑裂帶的主斷裂，而雅拉河斷裂為調(diào)節(jié)性次生走滑斷裂。從產(chǎn)狀上來看，色拉哈斷裂斷面較陡傾，斷層傾角77°～85°，雅拉河斷裂斷面傾角變化較大為77°～85°。從斷裂破碎帶寬度來看，色拉哈斷裂的斷裂破碎帶較寬，約200～300m左右，雅拉河斷裂的斷裂破碎帶變化較大，約80～300m左右。從走滑斷裂活動特征上看，色拉哈斷裂的滑動速率明顯高于雅拉河斷裂，滑動速率超過雅拉河斷裂的三倍(圖2)。

2 研究區(qū)地?zé)崽卣?/h2>

地?zé)嵯到y(tǒng)根據(jù)地質(zhì)環(huán)境和熱量傳遞方式可分為對流型地?zé)嵯到y(tǒng)和傳導(dǎo)型地?zé)嵯到y(tǒng)(Rybach，1976)。在研究區(qū)的雅拉河流域，有大量出露于地表的地?zé)崛c(diǎn)以及目前已經(jīng)消亡的溫泉所形成的鈣化錐。目前活動的溫泉多以串珠狀泉群的方式出露地表。自然出露泉點(diǎn)的流量介于0.02～40L/S。這些泉點(diǎn)整體以對流傳熱為主，在平面上呈條帶狀沿雅拉河谷分布，屬于典型的帶狀熱儲溫泉類型。甘孜地區(qū)地?zé)釋儆诘湫偷膶α餍偷責(zé)嵯到y(tǒng)。

2.1 總礦化度特征

研究區(qū)發(fā)育大量的露天泉點(diǎn)，泉水溫度分布范圍廣。根據(jù)出露地表的泉水溫度可以將研究區(qū)的泉點(diǎn)劃分為冷泉(<20℃)、溫泉(20～40℃)、溫?zé)崛?40～60℃)以及熱泉(60～90℃)等五種類型(表1)。

表1 泉點(diǎn)礦化度特征

在數(shù)量上，冷泉數(shù)占到總?cè)獢?shù)量的40.6%，大量冷泉發(fā)育表明研究區(qū)淺層循環(huán)系統(tǒng)發(fā)育，說明地下水在未經(jīng)過深部熱源的加熱，直接沿淺層流體通道出露地表。在空間上，不同溫度的泉點(diǎn)分布并無明顯規(guī)律，表明研究區(qū)地下流體通道的類型與分布非常復(fù)雜，需要從熱儲體的成因以及控制因素上作進(jìn)一步的分析。

通過對研究區(qū)32個(gè)泉點(diǎn)的礦化度統(tǒng)計(jì)可見，泉水的總礦化度具有隨溫度的升高而增大的趨勢(圖3)。冷泉的礦化度普遍偏低，平均為204mg/L。溫度接近的不同泉點(diǎn)的總礦化度分布范圍較廣，說明在來自深層的熱流體在上涌并出露地表之前，在地層中與淺層循環(huán)通道中的冷水發(fā)生了不同程度的水體混合作用，從而導(dǎo)致了出露泉水溫度以及礦化度的降低。

圖3 泉點(diǎn)溫度-礦化度交匯圖Fig.3 Temperature-salinity cross-plot of springs

2.2 熱儲特征

在地?zé)嵯到y(tǒng)中，熱儲溫度是劃分地?zé)嵯到y(tǒng)的成因類型和評價(jià)地?zé)豳Y源潛力所不可缺少的重要參數(shù)，但是熱儲溫度在通常情況下難以直接測量，只能通過間接的方式獲得。地?zé)釡貥?biāo)方法是提供這一參數(shù)經(jīng)濟(jì)有效的手段(汪集旸，1996)。SiO2溫標(biāo)是基于水溶液中硅的濃度是由水-巖相互作用時(shí)不同溫度下硅的溶解性決定的。水體中的SiO2主要來自熱水溶解巖石中的石英所形成，其含量取決于所處環(huán)境的溫度以及在地層中運(yùn)移的距離。水體所流經(jīng)地層的溫度越高、流經(jīng)的距離越遠(yuǎn)，SiO2的含量就越高。因此，SiO2是重要的地?zé)釡貥?biāo)之一，通過利用熱水中的SiO2溶解度與溫度的關(guān)系可以估算地下熱儲溫度，在多數(shù)情況下誤差僅有±3℃(汪集旸等，2001)。這種方法的適用條件是出樣品點(diǎn)的溫度低于沸點(diǎn)值，研究區(qū)的出露泉點(diǎn)的最高溫度約84℃，因此可以使用SiO2地?zé)釡貥?biāo)來近似的計(jì)算地下熱儲的溫度。

熱儲溫度的計(jì)算公式如下：

式中：T，熱儲溫度，單位℃，

C，SiO2濃度，單位，×10-6。

通過對研究區(qū)沿雅拉河斷裂分布，且出露泉點(diǎn)溫度大于25℃的15個(gè)泉點(diǎn)的熱儲溫度計(jì)算，研究區(qū)熱儲的溫度介于123.9～148.6℃。由北向南熱儲溫度變化較大，但是溫度較高的熱儲多位于雅拉河斷裂的彎折處(如Q01、Q07泉點(diǎn))，說明其分布與雅拉河斷裂活動特征密切相關(guān)。雅拉河斷裂破碎帶及板巖中發(fā)育的大量裂隙共同構(gòu)成了研究區(qū)的熱儲體，這些熱儲體沿雅拉河斷裂帶不均勻分布。

圖4 SiO2濃度與熱儲溫度Fig.4 SiO2 concentration and temperature of geothermal reservoir

2.3 儲集層及蓋層特征

優(yōu)質(zhì)的儲蓋組合是熱儲體有效保存的必要條件。儲熱層最好是孔隙度高的地層，使熱水得到富集，而且孔隙的連通性要較好，易于熱水的流動。同時(shí)，熱儲上部的低滲透蓋層能為熱流體的大量富集提供保障。

研究區(qū)雅拉河斷裂帶巖性以脆性板巖為主，由于活動斷裂的垂向切割作用，形成了百余米寬的斷裂破碎帶。斷裂破碎帶裂隙的物性在空間上變化大，孔隙性以及滲透性好的地區(qū)可為地下水的向上運(yùn)移提供通道以及儲集空間。

斷裂破碎帶物性差的地區(qū)可以垂向形成封堵，成為下覆熱儲的局部蓋層。因此，研究區(qū)熱儲集層的空間分布與斷裂關(guān)系緊密。另外，沿雅拉河谷分布巨厚的第四系卵石層，其最大沉積厚度接近80m，其中下部已形成半膠結(jié)-膠結(jié)地層。其中膠結(jié)好的地層可以成為下覆熱儲有效的淺部蓋層。

3 地?zé)嵯到y(tǒng)分析

3.1 地表水源特征

水是地?zé)崮芰康妮d體，充足的補(bǔ)給水源是形成大型地?zé)嵯到y(tǒng)的物質(zhì)條件。甘孜地區(qū)地表水充沛，可以為地?zé)嵯到y(tǒng)提供充足的水源。甘孜地區(qū)位于青藏高原東部，屬半濕潤季風(fēng)高原型氣候，年平均溫度7.1℃，年均降雨量為795.0mm。其特點(diǎn)是冬季干冷晴天多，夏季溫涼雨水集中，干濕兩季比較明顯。太陽輻射強(qiáng)，氣溫日較差大，山地垂直氣候分帶變化明顯。冬半年(11～4月)受西風(fēng)帶青藏高原干冷氣流控制，降水稀少，干燥度大，晝夜溫差大，日照強(qiáng)，多晴天和大風(fēng)，雨雪稀少，大陸性氣候顯著。夏半年(5～10月)受印度洋西南季風(fēng)和太平洋東南季風(fēng)制約，溫涼多雨，降水集中，濕潤多雨無酷暑，以溫濕氣候?yàn)橹饕攸c(diǎn)，六月份降雨量大，平均月可達(dá)到165mm。

另外，研究區(qū)內(nèi)高山林立，其中海拔最高的雅拉神山最高峰達(dá)到5820m。位于4800m雪線之上的多個(gè)主峰終年積雪，同時(shí)也積累了大量的季節(jié)性水資源。因此，研究區(qū)夏半年近地表水資源充沛，大氣降水以及季節(jié)性的高山冰雪融水為地?zé)嵯到y(tǒng)提供充足的水源補(bǔ)給(圖5)。

圖5 甘孜地區(qū)地表形態(tài)圖Fig.5 Surface morphology of the Ganzi area

3.2 研究區(qū)地貌特征

地表形態(tài)對于水體的保存以及遷移方式具有重要的控制作用。雅拉河西岸與色拉哈斷裂之間的地區(qū)地勢相對平坦，有利于地表水的有效保存。

在研究區(qū)雅拉河斷裂與色拉哈斷裂之間的條形區(qū)域地勢相對較高，同時(shí)發(fā)育有大范圍相對平坦的區(qū)域以及大量不同規(guī)模的儲水洼地(圖5)。這些地區(qū)可以使地表水不會以地表徑流的形式快速的流失，并且可以在一定時(shí)間內(nèi)得以有效保存，這些保存在地表的水體可以成為該地區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)中重要的水源。而雅拉河?xùn)|側(cè)地區(qū)地勢相對陡傾，水體主要以地表徑流為主，因此與雅拉河西岸地區(qū)相比，該地區(qū)地表水易流失，不利于有效保存。

3.3 流體通道

具有使地下水發(fā)生垂向環(huán)流的裂隙系統(tǒng)是對流型地?zé)嵯到y(tǒng)的必要條件。色拉哈斷裂與雅拉河斷裂由北至南的帶狀地帶地表裂隙發(fā)育，有利于地表水向下滲透，是地下水的主要補(bǔ)給區(qū)域。

研究區(qū)地表切割強(qiáng)烈，溝谷縱橫。色拉哈斷裂與雅拉河斷裂在研究區(qū)相距大約2～5km，由于構(gòu)造活動強(qiáng)烈，加上晝夜溫差大，在強(qiáng)烈物理風(fēng)化作用下，其間地表的巖體較破碎。該區(qū)主要受近東西方向構(gòu)造應(yīng)力的作用，形成了北西向斷裂為主的構(gòu)造體系。同時(shí)，在走滑作用下，這種應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)一步復(fù)雜化，在北東、北西方向上形成了密集的縱張裂隙發(fā)育區(qū)，這些縱張裂隙為地表水的下滲提供了必要的通道。

通過對研究區(qū)地表130條裂隙的走向進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，雅拉河西岸裂隙相對發(fā)育，裂隙在空間上走向變化較大；雅拉河?xùn)|岸裂隙相對較少，走向以北東向?yàn)橹?，并發(fā)育少量北西走向的縱張性裂隙(圖6)。因此，兩條斷裂之間由北至南帶狀地帶為地表水的下滲提供重要的流體通道。由于大量裂隙的存在，研究區(qū)淺層地下水資源豐富，從而形成大量的淺層流體循環(huán)系統(tǒng)。

圖6 雅拉河斷裂帶地表裂隙走向玫瑰花圖(a，雅拉河西岸地區(qū)；b，雅拉河?xùn)|巖地區(qū))Fig.6 Strike rose diagrams of surface fractures of the Yalahe fault zone(a)-west bank of Yalahe; (b)-east bank of Yalahe

由于色拉哈斷裂的強(qiáng)烈活動，在深切基巖的同時(shí)，在斷裂附近形成一定范圍的縱向破碎帶，這條破碎帶與淺層裂隙系統(tǒng)溝通，并可以成為淺層地下水在重力作用下進(jìn)一步向深層運(yùn)移的重要流體通道。雅拉河斷裂帶的地勢相對低，其斷裂破碎帶可以成為深層流體上涌的重要通道。

3.4 研究區(qū)深部熱源

熱源是形成有效地?zé)嵯到y(tǒng)的必要條件。白登海等(2010)在東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)及周圍地區(qū)實(shí)施了連續(xù)六年的大地電磁觀測，獲得了青藏高原東部巖石圈電性結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識(Bai，2010)。通過對四條大地電磁剖面的理論計(jì)算得到兩條中下地殼的弱物質(zhì)流，其中一條從羌塘地體沿金沙江斷裂帶、鮮水河斷裂帶向東延伸，在四川盆地西緣轉(zhuǎn)向南，最后通過小江斷裂和紅河斷裂之間的川滇菱形塊體。

研究區(qū)熱儲的溫度主要取決于循環(huán)深度和地?zé)嵯到y(tǒng)所處的區(qū)域熱背景，在一定的熱背景條件下，熱水循環(huán)深度越大，熱儲體的溫度越高。通過鮮水河斷裂帶的這條大規(guī)模的低阻弱物質(zhì)流位于斷裂帶的西側(cè)，為該地區(qū)最主要的深部熱源。因此，從鮮水河斷裂帶西側(cè)的色拉哈斷裂帶下滲的地表水經(jīng)過深部熱源的加熱后，與活動性強(qiáng)烈的雅拉河斷裂帶形成熱對流，更利于形成大型的熱儲體，而斷裂帶的東部地區(qū)深部熱源相對不發(fā)育。這對目前該地區(qū)地?zé)峥碧街袑ふ覠醿τ欣植紖^(qū)具有重要的意義。

4 流體循環(huán)系統(tǒng)

研究區(qū)流體在地層中循環(huán)的動力主要來自流體供給區(qū)與出露區(qū)地表高差引起的重力差以及兩條走滑斷裂在滑動過程中在地層內(nèi)部形成的壓力差。

雅拉河西側(cè)高地水源供給區(qū)與雅拉河谷的地?zé)岢雎秴^(qū)由于地表高差巨大，最大高差接近1200m，從而在重力作用下形成巨大的勢能差，這個(gè)勢能差可為地下流體在不同深度流體通道中的持續(xù)流動提供充足的能量，并在地層中形成多樣的自循環(huán)系統(tǒng)。這種形式從對流機(jī)理上來說屬于典型的受迫對流。

另外，由于色拉哈斷裂的活動強(qiáng)度比雅拉河斷裂強(qiáng)(圖2)，在區(qū)域性的壓扭應(yīng)力狀態(tài)下，色拉哈斷裂帶的深部地層壓力也要大于雅拉河斷裂帶。因此，在兩條走向近平行斷裂帶之間的地層孔隙之中會形成近東西方向的壓力差，而低壓區(qū)正好指向雅拉河斷裂帶。來自西側(cè)的色拉哈斷裂帶下滲的水體，經(jīng)過深層熱源加熱后，在滲透性地層中可向東側(cè)的雅拉河斷裂帶方向運(yùn)移，形成深部側(cè)向移動。因此，研究區(qū)內(nèi)這兩條高角度走滑斷裂的差異活動所形成的水平方向的地層壓力差進(jìn)一步強(qiáng)化了研究區(qū)不同深度流體循環(huán)作用。

5 結(jié)論

從熱儲的形成條件來看，研究區(qū)具有優(yōu)良的地?zé)嵯到y(tǒng)時(shí)空配置。雅拉河地區(qū)充足的水源供給為地?zé)嵯到y(tǒng)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。地表裂隙以及走滑斷裂的發(fā)育為地表水不斷下滲以及深部熱水上涌提供了良好的流體補(bǔ)給運(yùn)移通道，而深部熱源為熱儲體提供穩(wěn)定的熱能供給。最后，研究區(qū)的地表高差形成的重力勢能差以及兩條走滑斷裂帶的差異活動為熱流體持續(xù)循環(huán)提供了穩(wěn)定的能量。色拉哈斷裂帶位地下水的補(bǔ)給區(qū)，活動性相對較強(qiáng)，不但可以成為深部水循環(huán)的下滲通道，同時(shí)靠近熱源區(qū)，與活動性相對較弱的雅拉河斷裂帶共同構(gòu)成了研究區(qū)優(yōu)質(zhì)的地?zé)嵯到y(tǒng)，其形成模式如圖7所示。

從雅拉河流域近地表地溫以及高溫泉點(diǎn)的分布特征來看，高溫區(qū)主要分布在斷裂走向變化大的地區(qū)，因此，研究區(qū)地?zé)峥碧侥壳耙鉀Q的關(guān)鍵問題是雅拉河斷裂帶的精細(xì)研究。通過尋找斷裂活動相對強(qiáng)烈，裂隙相對發(fā)育的區(qū)域，同時(shí)在上涌通道中沒有與淺部冷水溝通的優(yōu)質(zhì)熱儲體。通過雅拉河斷裂帶地層物性的精細(xì)研究也可為尋找優(yōu)質(zhì)熱儲體提供重要的保障。

圖7 甘孜地區(qū)雅拉河段地?zé)嵯到y(tǒng)模式Fig. 7 Geothermal system model of the Yalahe reach, Ganzi area1-花崗巖；2-混合巖；3-板巖；4-斷裂破碎帶；5-走滑斷層；6-地表裂隙；7-大氣降水；8-季節(jié)融水；9-蓄水洼地；10-冷水通 道；11-熱水通道；12-溫泉；13-冷泉1-granite；2-migmatite；3-slate；4-fault fracture zone；5-strike-slip fault；6-surface fracture；7-meteoric water；8-seasonal meltwa ter；9-waterhole；10-cold water channel；11-hot water channel；12-hot spring；13-cold spring

致謝 文中地?zé)崴姆治鰷y試數(shù)據(jù)由四川省地質(zhì)工程勘察院提供，研究過程中得到了中石化新星公司多位專家的大力幫助，在此一并表示衷心的感謝！

An Yan-fen. 2010. Boundary features of the seismic rupture segments along the Xianshuihe fault zone[D]. Beijing: Institute of Geology China Seismological Bureau:17-44(in Chinese with English abstract)

Bai Deng-hai, Unsworth M J, Meju M A, Ma Xiao-bing, Teng Ji-wen, Kong Xiang-ru, Sun Yi, Sun,Jie, Wang Li-feng, Jiang Chao-song, Zhao Ci-ping, Xiao Peng-fei, Liu Mei. 2010. Crustal deformation of the eastern Tibetan plateau revealed by magnetotelluric imaging[J]. Nature Geoscience, 3(5):358-362

Chapman D S, Pollack H N. 1977. Regional geotherms and lithospheric thickness[J]. Geology, 5:265-268

Fu Guang-hai, Yin Ji-cheng. 2009. A study on the distribution and general mechanism about the hot spring as well as tourism development in Ganzi of Sichuan province[J]. Journal of Northwest University:Natural Science Edition,39(1):142-148(in Chinese with English abstract)

Jiang Lin, Ji Jian-qing, Xu Qin-qin. 2013. Geologic analysis on the prospects of the enhanced geothermal system (EGS) in the Bohai Bay Basin[J]. Geology and Exploration,49(1):167-178(in Chinese with English abstract)

Li Bao-zhu, Li Feng, Zhou Pei-jie. 2011. Geological features of geothermal deposits in the Jinghong basin of Yunnan province and their genesis[J]. Geology and Exploration, 47(5):929-934(in Chinese with English abstract)

Li Duo, Wu Qiang. 2002. Research on genesis and influencing factors of Nanding geothermal field[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 31(1):53-57(in Chinese with English abstract)

Li Tian-zhao. 1997. The Xianshuihe fault zone and assessment of strong earthquake risk[M]. Sichuan: Science and Technology Press of Sichuan: 230-235(in Chinese)

Li Xian-fu, Yan Tong-zhen, Fu Zhao-ren. 2000. Relationship between NEN-trending active strike-slip faults and earthquake hop spring distribution in eastern Hunan and western Jiangxi, China[J]. Journal of Geomechanics, 6(4):73-78(in Chinese with English abstract)

Li Zhi-cheng, Shen Xian-da. 2014. Genesis of the Xinluo geothermal well in Xifeng, Guizhou Province[J]. Geology and Exploration,50(6):1155-1159(in Chinese with English abstract)

Liang Chang-jun, Pan Wei-hui. 2006. On the distribution characteristics of geo-thermal resources and the controlling factors[J]. Resources and Industries, 8(4):129-130(in Chinese with English abstract)

Luo Jia-ji, Cui Xiao-feng, Hu Xing-ping, Zu Min-jie. 2012. Research review of the division of active blocks and Zoning of recent tectonic stress field in Sichuan-Yunnan region[J]. Journal of Seismological,35(3):309-317(in Chinese with English abstract)

Ouyang Cheng-fu, Zhang Ming-hua, Liang Jin-ye. 2002. Geological conditions of geothermic formation and the development proposals in Guilin[J]. Geotectonica Et Metallogenia,26(1):97-100(in Chinese with English abstract)

Rybach L. 1976. Radioactive heat production in rocks and its relation to other petrophysical parameters[J].Pure and Applied Geophysics,114(2),309-317

Sun Shao-hua, Wang Lu, Zhang Qin-hua, Zhong Jian-hua, Ouyang Shao-huai, Liu Shun-sheng. 1995. Tectonothermal evolution of main natural gas-bearing basins in northern China[J]. Geotectonica et Metallogenia, 19(1):6-16(in Chinese with English abstract)

Wang Er-chie, Burchfiel B C. 2000. Late Cenozoic to Holocene deformation in southwestern Sichuan and adjacent Yunnan, China, and its role in formation of the southeastern part of the Tibetan Plateau[J]. Geological Society of America Bulletin, 112:413-423

Wang Ji-yang, Sui Zhan-xue. 2001. Surernatural geothemics[M]. Beijing: Tsinghua University & Jinan University Press:17-18(in Chinese)

Wang Ji-yang. 1996. Low-medium temperature geothermal system of convective type[J]. Earth Science Frontiers, 3(3-4):96-103(in Chinese with English abstract)

Wu Bin. 2013. Geophysical exploration of geothermal resources in the Songpan-Ganzi area[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology: 10-24(in Chinese with English abstract)

Xia Yue-zhen, Wang Fei, Yao Jing-jing, Zhang Da-zheng. 2014. Study of geothermal heat reservoir temperature systeme valuation method[J]. Energy and Environment, 2(1):10-11(in Chinese with English abstract)

Yan Qiu-shi, Gao Zhi-you, Yin Guan. 2012. Analysis of geothermal resources formation conditions in the Jinsha river valley of the Yibin area, Sichuan province[J]. Geology and Exploration, 48(4):847-851(in Chinese with English abstract)

Zhang Jing-fa, Liu De-quan, He Qun-lu, Su Gang. 1996. The geometric structure, segment character and movement analysis of the Xianshuihe active fault zone[C]. Crustal Tectonics and Crustal Stress:25-35(in Chinese with English abstract).

Zhang Xi, Tang Hong-tao, Li Rui-sha, Jia Peng. 2012. Research on activity features of Xianshuihe fault and its relationship with great earthquakes based upon grey relation degree method[J]. Journal of seismological research,35(4):500-505(in Chinese with English abstract)

Zhou Li-dai. 2005. Study on generating mechanism and evaluation of low-medium temperature geothermal system[D]. Fuxin:Liaoning Technical University:12-27(in Chinese with English abstract)

Zhu Ai-lan, Xu Xi-wei, Zhou Yong-sheng, Yin Jing-fan. 2005. Relocation of small earthquakes in western Sichuan, China and its implications for active tectonics[J]. Chinese Journal of Geophysics,48(3):629-636(in Chinese with English abstract)

[附中文參考文獻(xiàn)]

安艷芬.2010.鮮水河斷裂帶地震破裂段落的邊界特征研究[D].北京:中國地震局地質(zhì)研究所,17-44

傅廣海,殷繼成.2009.四川省甘孜州溫泉資源分布、成因及旅游開發(fā)探討[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,39(1):142-148

蔣 林,季建清,徐芹芹.2013.渤海灣盆地應(yīng)用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)的地質(zhì)分析[J].地質(zhì)與勘探,49(1):167-178

李保珠,李 峰,周沛潔.2011.云南景洪盆地地?zé)岬刭|(zhì)特征及成因分析[J].地質(zhì)與勘探,(5):929-934

李 鐸,武 強(qiáng).2002.南定地?zé)崽锍梢蚣坝绊懸蛩靥接慬J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),31(1):53-57

李天祒.1997.鮮水河斷裂帶及強(qiáng)震危險(xiǎn)性評估[M].四川:四川科學(xué)技術(shù)出版社:230-235

李先福,晏同珍,傅昭仁.2000.湘東-贛西NNE向走滑斷裂與地震、地?zé)彡P(guān)系[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào),6(4):73-78

李志成,申嫻達(dá).2014.息烽新蘿地?zé)峋梢驕\析[J].地質(zhì)與勘探,50(6):1155-1159

梁長軍,潘偉輝.2006.地?zé)豳Y源分布特征及控制因素研究[J].資源與產(chǎn)業(yè),8(4):129-130

駱佳驥,崔效鋒,胡幸平,朱敏杰.2012.川滇地區(qū)活動塊體劃分與現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場分區(qū)研究綜述[J].地震研究,35(3):309-317

歐陽成甫,張明華,梁錦葉.2002.桂林市地?zé)豳Y源成熱地質(zhì)條件及其開發(fā)區(qū)預(yù)測分析.大地構(gòu)造與成礦學(xué)[J],26(1):97-100

孫少華,王 璐,張琴華,鐘建化,歐陽少懷,劉順生.1995.中國北方主要天然氣盆地構(gòu)造熱演化特征[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),19(1):6-16

汪集旸,孫占學(xué).2001.神奇的地?zé)醄M].北京:清華大學(xué)與暨南大學(xué)出版社:17-18

汪集旸.1996.中低溫對流型地?zé)嵯到y(tǒng)[J].地學(xué)前緣,3(3-4):96-103

武 斌.2013.松潘甘孜地區(qū)地?zé)豳Y源的地球物理勘探研究[D].成都:成都理工大學(xué):10-24

夏躍珍,王 飛,姚晶娟,張達(dá)政.2014.地?zé)嵯到y(tǒng)熱儲溫度評價(jià)方法探討[J].能源與環(huán)境,2(1):10-11

閆秋實(shí),高志友,尹 觀.2012.四川宜賓金沙江河谷區(qū)地?zé)豳Y源成藏條件分析[J].地質(zhì)與勘探,48(4):847-851

張景發(fā),劉德權(quán),賀群祿,蘇 剛.1996.鮮水河活動斷裂帶幾何結(jié)構(gòu)和分段特性及成因分析[C].地殼構(gòu)造與地殼應(yīng)力文集:25-35

張 希,唐紅濤,李瑞莎,賈 鵬.2012.系統(tǒng)基于灰色關(guān)聯(lián)度的鮮水河斷裂活動特性與大震關(guān)系研究[J].地震研究,35(4):500-505

周立岱.2005.中低溫地?zé)嵯到y(tǒng)形成機(jī)制及評價(jià)研究[D].阜新:遼寧工程技術(shù)大學(xué):12-27

朱艾斕,徐錫偉,周永勝,尹京苑.2005.川西地區(qū)小震重新定位及其活動構(gòu)造意義[J].地球物理學(xué)報(bào),48(3):629-636

Characteristics of the Geothermal System and Control Factors in the Yalahe Reach, Ganzi Area

LIN Zheng-liang1,2, XIAO Peng-fei1, LI Hong1, YU Jian-bao1, LU Hui1

(1.SinopecGeophysicalResearchInstitute,Nanjing,Jiangsu210014;2.CollegeofGeosciencesinChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249)

This study is based on regional geology, earthquakes and geochemistry. The purpose is to analyze the geothermal system characteristics and main influence factors of the Yalahe reach, Ganzi area. The results indicate that the Ganzi area is a typical convection geothermal system. The Yalahe fault zone and a large number of associated fractures in slate constitute the geothermal reservoirs in the study area. These geothermal reservoirs are unevenly distributed along the Yalahe fault zone. Abundant atmospheric precipitation and seasonal meltwater provide adequate underground water for the geothermal system. The broad relatively flat area and a lot of waterholes for the geothermal system offer the water storage space between the Yalahe fault zone and the Selaha fault zone. Surface cracks in the region, in favor of surface water downward penetration, are major underground water recharge channels. Intense activity of the Selaha fautl plays a critical role in the shallow water migration toward the deep subsurface under gravity. The Yalahe fault zone is located in a relatively low-lying area, in which fractures are important channels upwelling fluids from depth. The surface elevation difference between the fluid supply area and the exposed area and the pressure difference between the two strike-slip faults generate the continuous thermal fluid circulation system, which is formed in the fluid migration pathways after the deep heat source heating.

Ganzi area, Yalahe fault, Selaha fault, structural characteristics, geothermal system

2014-12-10；

2015-04-16；[責(zé)任編輯]郝情情。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(編號 2014CB239201)以及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號 41272722和41172123)資助。

林正良(1978年-)，男，2011年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，獲博士學(xué)位，高級工程師，長期從事資源勘查工作。E-mail: lzl-lll@163.com。

P314

A

0495-5331(2015)04-0764-08