凌源市熱水湯地熱田成因分析

【摘 要】凌源市熱水湯地熱田位于遼寧省凌源市以北。本文通過對在熱水湯地熱田區(qū)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察及地熱地質(zhì)普查等工作，基本查明了該地熱田地層巖性、溫泉出露條件、熱儲埋藏條件及規(guī)模等。熱水湯地熱田地下熱水豐富，可用于洗浴、醫(yī)療、采暖等。

【關(guān)鍵詞】地熱田；構(gòu)造；熱儲

1 地熱田基本情況

凌源市熱水湯是我省開發(fā)利用較早的溫泉之一，地熱資源潛力較大，是極為珍貴的具有特殊醫(yī)療效果的醫(yī)療礦泉資源。目前開采僅是淺部熱水，利用形式單一，零散、不具規(guī)模，存有不合理的資源浪費；淺、深部的資源及資源質(zhì)量不十分清晰，應進行資源勘察，拓展開發(fā)，統(tǒng)一規(guī)劃，合理利用，科學保護，依法管理，增進效益。

熱水湯地熱田位于凌源-三十家子晚燕山期上疊式盆地凌源城以北地段，呈似箕狀展布于山間斷陷盆地之中，構(gòu)成盆地組成的一部分。

2 地熱田地熱地質(zhì)條件

2.1 地球物理特征

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造相對比較發(fā)育，地下熱水的產(chǎn)出與出露均與斷裂構(gòu)造展布發(fā)育有關(guān)，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、巖石巖性、含水性等導致電阻率高低不一，主要地層及電阻率為：

（1）太古界小塔子溝組（Arx）的黑云斜長片麻巖，電阻率1120～2840Ωm；

（2）白堊系下統(tǒng)義縣組（kly）的安山巖、安山質(zhì)角礫巖電阻率20～400Ωm；

（3）第四系上更新統(tǒng)（Q3）、全新統(tǒng)（Q4）的粉質(zhì)粘土、砂卵礫石等，電阻率5～50Ωm；

（4）斷裂構(gòu)造是由于巖石破碎蝕變含水性增加，導致電阻率降低，電阻率3～80Ωm；

斷層與圍巖的電阻率存在顯著差異。

2.2 地熱田構(gòu)造特征

本區(qū)位于新華夏第三隆起帶與陰山東西向構(gòu)造的復合部位，凌源三十家子中生代晚燕山期盆地的北部，張家營子-叨爾登北北東向活動性殼斷裂西側(cè)。本區(qū)發(fā)育斷裂構(gòu)造有6條。FW2斷裂與地溫等值線長軸方向一致。是貫穿工作區(qū)南北，全長5km，呈北北東向波狀展布延伸，傾向東，傾角變化較大40～65°，寬度20～40m，局部可達60～80m，南段無白丁營子村附近寬度增加，傾角顯緩，而北部熱水湯地段斷裂變窄而角度漸陡接近直立，根據(jù)所取得的現(xiàn)有資料成果，視其為壓扭性構(gòu)造。熱水湯溫泉的出露和無白丁營子自流孔的低溫熱水的揭遇，確定了FW2斷裂為熱水湯地熱田控熱構(gòu)造。FW1、FW3斷裂發(fā)育于工作區(qū)北部熱水湯地段，為壓性、壓扭性，位于FW2西側(cè)并與其平行，傾向東，南端又交匯于FW2斷裂；F1東西向張扭性斷裂的發(fā)育展布，被上述3條斷裂所分割切斷，并使其產(chǎn)生百米的錯斷位移，使其斷裂構(gòu)造集中發(fā)育段脈狀構(gòu)造裂隙發(fā)育密集，為地下熱水的運移賦聚增添了聚集空間和循環(huán)活力。FW4位于無白丁營子村附近FW2斷裂西側(cè)并與其平行，傾向西；FW5位于熱水湯東南FW2斷裂東側(cè)并與其平行，傾向東；F1、FW1、FW3、FW4、FW5斷裂均為FW2斷裂的次級構(gòu)造為多期構(gòu)造活動所形成；發(fā)育于山間溝谷地段一是被第四系松散沉積物所掩埋下的隱伏斷裂構(gòu)造。

2.3 地熱流體流場特征及動態(tài)

根據(jù)熱水湯地熱田所處凌源-三十家子盆地凌源以北地段整體地勢位置分析，本區(qū)地熱流體流向大體自盆地東側(cè)向西盆地中心運移，自北東向南西方向流動，又為地下水的逕流區(qū)段，地下熱水埋深較大，地下水交替作用受FW2壓扭性斷裂構(gòu)造所控制，工作區(qū)北部熱水湯地段斷裂構(gòu)造相對發(fā)育，脈狀構(gòu)造裂隙密集而相對集中，地下熱水水交替循環(huán)相應積極，水溫顯高47℃，而靠近南部無自丁營子村附近，水溫20.3℃顯低，受斷裂構(gòu)造性質(zhì)所決定，其地下熱水的交替、運移、循環(huán)具有其不均一性，形成脈狀構(gòu)造裂隙對流型帶狀熱水系統(tǒng)。根據(jù)工作區(qū)內(nèi)地下熱水的賦存環(huán)境和條件，分為基巖裂隙脈狀溫熱水和第四系孔隙次生溫熱水兩種類型。

3 地熱田成因分析

根據(jù)普查區(qū)的地球物理場特征和所處環(huán)境地質(zhì)構(gòu)造條件的分析，熱水湯地熱田位于凌源-三十家子盆地凌源以北地段，呈似箕狀山間斷陷盆地，為對流型地熱田。

以小塔子溝組（Arx）黑云角閃斜長片麻巖為代表性巖石的太古界建平群變質(zhì)雜巖構(gòu)成了本區(qū)沉積結(jié)晶基底；由于大地構(gòu)造運動、蓋層發(fā)育期地層缺失，中生界白堊系義縣組（K1y）安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖夾凝灰質(zhì)砂巖、礫巖沉積夾層，直接呈不整合接觸覆蓋于太古界變質(zhì)雜巖組成的本區(qū)沉積基底之上；第四系松散沉積物、白堊系義縣組巖層構(gòu)成了地熱田蓋層； 盆地東側(cè)為燕山期鉀長花崗巖沿斷裂侵入，呈巖株狀出露地表的侵入體，鉀長花崗巖侵入接觸帶深部裂隙密集發(fā)育段受大氣降水高部位補給區(qū)沿構(gòu)造及基巖裂隙不斷的補給下滲運移，向深部該空間賦存聚集，構(gòu)成了地熱田的儲熱層；深部的幔源熱及巖漿余熱通過導熱斷裂不斷的將熱量對流、傳導聚集于鉀長花崗巖侵入接觸帶深部巖石裂隙聚集發(fā)育層段之中，火山噴發(fā)，巖漿巖侵入形成的巨大熱量儲存并傳導為深部地下水儲熱特別是北北東向展布延伸發(fā)育的張家營子-叨爾登活斷裂帶，構(gòu)成了盆地的東部（熱源通道）邊界；呈斷續(xù)相連，雁行排列滑動斷層構(gòu)成的北北東向斷裂帶，影響和制約了地熱田的生成和發(fā)展，它切割建平群、長城系、薊縣系及白堊統(tǒng)地層，控制了下白堊統(tǒng)火山噴發(fā)和燕山期花崗巖的侵入，呈陡傾角80°左右發(fā)育，傾向不定，為逆時針剪切性質(zhì)；海城、唐山大地震時沿此斷裂帶有民房倒塌，說明斷裂生于晚燕山期，喜山期仍有活動，呈深大導熱構(gòu)造，為盆地地熱田熱儲中熱水運移提供了源源熱源環(huán)境。

義縣組安山巖、夾層凝灰質(zhì)砂巖、其巖石結(jié)構(gòu)完整，裂隙不發(fā)育，熱導率低，有效的降低了深部巖熱的熱量上升散溢速度，組成了良好的熱儲以上似巖被狀覆蓋層，大氣降水沿盆地兩側(cè)低山丘陵區(qū)滲入補給，特別是沿盆地東側(cè)邊界出露的鉀長花崗巖、NNE向?qū)釘嗔鸦驑?gòu)造破碎帶不斷的滲補深循環(huán)，徑流運移，吸收巖石熱量成為溫度不等的熱水，通過深部透性好的空間被對流深循環(huán)加熱；深部熱源+水汽向上向構(gòu)造對流，盆地山谷中本區(qū)發(fā)育的FW2NNE向壓扭性斷裂及FW1-FW5次級構(gòu)造破碎影響帶和F1東西向張扭性斷裂與其的斷錯發(fā)育，使該地段巖石破碎，構(gòu)造裂隙開啟性增大，導水性增強，勾通了深部儲熱，在補給到排泄受迫對流過程中，是以液態(tài)水為主的（熱水+氣）呈對流型過度傳遞，形成水熱對流型地熱系統(tǒng)。在周邊圍巖和壓扭性斷面相對阻水的條件下、水在加熱和浮力循環(huán)對流傳遞的作用下，沿FW2斷裂上盤構(gòu)造通道呈脈狀運移上升，于斷裂構(gòu)造相交、節(jié)理裂隙密集發(fā)育處，形成自然狀態(tài)下的熱水泉群涌出地表，并使FW2斷裂自身成為控熱、控泉構(gòu)造。

4 結(jié)束語

本區(qū)熱儲完全受區(qū)域性大地構(gòu)造環(huán)境制約和影響，其構(gòu)造裂隙發(fā)育程度、導熱、導水、賦含水性都很不均勻，平面上、垂向上差異性均較大，但其上盤賦水，對深部儲熱連通性較好，預測區(qū)內(nèi)地下水水溫在56℃以上，開采量可達1600m3/d，本區(qū)地熱資源勘察開發(fā)前景是很樂觀的。

【參考文獻】

[1]遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志[Z]1989.

[2]何國恩，賈曉輝，等.遼寧省凌源市熱水湯地熱普查報告[Z].2012.

[責任編輯：薛俊歌]