貴州東部變質(zhì)巖區(qū)地?zé)崴x存規(guī)律研究

段啟杉，宋小慶，孟凡濤，曹振東

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊，貴州 貴陽550008;2.貴州地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院，貴州 貴陽550008)

貴州省地?zé)崴碧介_發(fā)主要集中在中西部沉積巖分布區(qū)域，由于變質(zhì)巖地區(qū)地?zé)崴碧介_發(fā)技術(shù)難度較大，因而極少有勘探工程活動。貴州東部變質(zhì)巖分布面積大(約7 800 km2)，天然溫泉出露少、地?zé)峥辈殚_發(fā)力度小，與社會經(jīng)濟發(fā)展需要相比，地?zé)崴Y源供需矛盾突出。

我國變質(zhì)巖系分布廣泛，近年來變質(zhì)巖方面的地質(zhì)研究較多，但大多局限于固體礦產(chǎn)領(lǐng)域[1-12]，地?zé)崴南嚓P(guān)研究極少。變質(zhì)巖區(qū)地?zé)崴碧绞堑責(zé)衢_發(fā)利用的薄弱環(huán)節(jié)，研究變質(zhì)巖區(qū)地?zé)崴纬蓷l件和賦存規(guī)律，對豐富地?zé)崴傻V理論、提高勘探技術(shù)水平、降低勘探風(fēng)險、提高勘探與開發(fā)利用效率有十分重要的意義，同時為促進(jìn)貴州省東部旅游和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 地層

貴州元古宇變質(zhì)巖主要分布在黔東和黔中，尤其黔東南地區(qū)(見圖1)。層狀淺變質(zhì)巖系是構(gòu)成貴州省元古宇地層的主體，伏于寒武系梅樹村階之下，屬區(qū)域動力變質(zhì)作用產(chǎn)物。貴州東部變質(zhì)巖以淺變質(zhì)硅質(zhì)陸源碎屑巖為主，巖性主要為變余砂巖、變余凝灰?guī)r、粉砂質(zhì)板巖及砂質(zhì)板巖。

1.2 構(gòu)造

貴州變質(zhì)巖主要分布在揚子板塊與江南造山帶過渡區(qū)，隨著揚子古陸、華夏古陸的匯聚碰撞形成華南板塊。貴州東部地區(qū)經(jīng)歷了多期強烈的構(gòu)造運動[13]，形成了以北東、北北東向斷裂和褶皺為主的新華夏系構(gòu)造體系。

2 地?zé)岙惓Ｌ卣?/h2>

貴州東部變質(zhì)巖區(qū)出露溫泉3處，分別為開陽下翁丑溫泉(S1)、浪洞溫泉(S2)、劍河溫泉(S3)，水溫 27.5℃ ～50℃，流量2.5～10.0 L/s。地?zé)岢删?口，其中3口位于變質(zhì)巖裸露區(qū)，井口水溫43℃ ～62℃，單井涌水量3.5～17.4 L/s;4口為隱伏變質(zhì)巖區(qū)，井口水溫42℃ ～71℃，單井涌水量 6.3～17.5 L/s(圖1)。

圖1 貴州變質(zhì)巖區(qū)地質(zhì)構(gòu)造略圖

變質(zhì)巖區(qū)的地?zé)崴纬膳c分布與地殼淺層構(gòu)造相關(guān)，并受區(qū)域性深層大斷裂控制，屬中低溫斷裂對流型地?zé)嵯到y(tǒng)。貴州變質(zhì)巖區(qū)溫泉均出露于深大斷裂附近，成功實施的地?zé)峋捕嘁詳嗔褞榭碧侥康膶印?/p>

3 典型地?zé)岙惓^(qū)成因分析

3.1 劍河溫泉

劍河溫泉出露于前震旦系上板溪群變質(zhì)巖分布區(qū)，由6個泉點構(gòu)成溫泉群，水溫36℃ ～50℃，涌水量總計6.0 L/s。水化學(xué)類型為HCO3-Na型，pH值8.50，呈弱堿性，水中偏硅酸含量60.63 mg/L，為硅水[14]。區(qū)域上，劍河溫泉處于華南褶皺帶西南緣，北西與揚子地臺接壤。溫泉出露于北東向崇梭溪背斜近核部區(qū)域，南東側(cè)為北東向革東挽近期活動斷裂(見圖2)。

劍河溫泉所處區(qū)域遠(yuǎn)離板塊邊緣，屬板內(nèi)地?zé)釁^(qū)，區(qū)內(nèi)地?zé)岵痪邘r漿熱源和放射性熱源條件，主要以區(qū)域大地?zé)崃髁刻峁崮?。根?jù)貴州省地礦局111地質(zhì)大隊地質(zhì)調(diào)查和CSAMT地球物理勘探結(jié)果，崇梭溪背斜軸部節(jié)理裂隙發(fā)育，熱儲含水層沿背斜軸延伸，具有帶狀發(fā)育特征。多期活動的革東斷層構(gòu)造裂隙十分發(fā)育，具有較好的含水性和透水性，革東斷層不僅是導(dǎo)熱通道，也是區(qū)域地下水深循環(huán)的主要途徑。作為熱能載體的深循環(huán)地下水沿革東斷層向上運移并向崇梭溪背斜構(gòu)造區(qū)匯集，于背斜軸部裂隙帶溢出地表形成劍河溫泉。

圖2 劍河溫泉地質(zhì)構(gòu)造略圖

3.2 甕安老墳嘴地?zé)徙@井

甕安老墳嘴地?zé)峋碧缴疃? 354.22 m，以紅石斷層為目的構(gòu)造，成井地層為前震旦系上板溪群清水江組凝灰?guī)r、板巖等淺變質(zhì)巖。井溫57℃，井口水溫42℃，允許開采量845 m3/d，水化學(xué)類型為HCO3-Na型，水中鍶和鋰達(dá)到礦泉水標(biāo)準(zhǔn)，偏硅酸達(dá)到醫(yī)療價值濃度(見圖3)。

構(gòu)造上，老墳嘴地?zé)峋幱趽P子地臺黔北臺隆和黔南臺陷結(jié)合部。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)分析和地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查結(jié)果，紅巖斷層發(fā)育深大，具多期活動跡象，是區(qū)內(nèi)主要的控?zé)針?gòu)造。受多期構(gòu)造運動影響，紅石斷裂帶巖性脆硬的板巖、凝灰?guī)r巖體十分破碎，具有很好的含水性、透水性，為地?zé)崃黧w的運移、富集提供了條件。紅石斷層在老墳嘴區(qū)域發(fā)育深度和寬度較大，形成以斷裂帶為構(gòu)造背景的帶狀熱儲，根據(jù)成井效果分析，該帶狀熱儲地?zé)豳Y源豐富、有較大的開發(fā)利用潛力。

4 地?zé)崴傻V作用與賦存規(guī)律

4.1 變質(zhì)巖的含水性、透水性

貴州變質(zhì)巖巖性以變余砂巖、變余凝灰?guī)r、粉砂質(zhì)板巖及砂質(zhì)板巖為主，富水性差，不僅地?zé)崴瑴\層地下水的成井率也很低。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料統(tǒng)計，在構(gòu)造條件簡單的區(qū)域變質(zhì)巖的滲透系數(shù)在0.02 m/d左右。因此，變質(zhì)巖的含水性、透水性是非常差，在地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育的區(qū)域難以形成熱礦水資源。

4.2 斷裂的成礦作用

變質(zhì)巖區(qū)斷層兩盤完整性較好的巖層具隔水性，但斷層破碎帶一般節(jié)理、裂隙發(fā)育，為地下水的富集和運移提供了條件。區(qū)域性斷裂構(gòu)造具有發(fā)育深度大、破碎帶寬、節(jié)理裂隙發(fā)育的特點，在變質(zhì)巖區(qū)地?zé)豳Y源形成中起到了至關(guān)重要的作用:(1)深大斷裂深切地殼，形成地?zé)崃黧w向地表運移的主要通道;(2)區(qū)域性斷裂往往是變質(zhì)巖區(qū)主要含水構(gòu)造，具有相對較好的含水性和透水性，為地下水深循環(huán)提供了條件;(3)補給區(qū)降雨和地表水入滲后，在靜水壓力作用下地下水沿斷裂帶向深部滲流，汲取熱能的高位能、低密度熱礦水向淺部運移，從而形成熱礦水資源(圖4)。

圖3 甕安老墳嘴地?zé)峋刭|(zhì)構(gòu)造略圖

區(qū)域性深大斷裂不僅在地?zé)豳Y源形成過程中其主控作用，同時也往往形成熱礦水的帶狀熱儲。貴州變質(zhì)巖大多分布于揚子陸塊向華夏陸塊過渡的江南造山帶內(nèi)，受兩陸塊擠壓作用，多形成北東、北北東向的深大斷裂，其中的部分區(qū)域性斷層有挽近期活動跡象，極有可能形成地?zé)崴畮顭醿Α?/p>

圖4 變質(zhì)巖區(qū)帶狀熱儲模型

4.3 背斜構(gòu)造的成礦作用

褶皺構(gòu)造裂隙較發(fā)育，通常也是地下水富集區(qū)域。背斜構(gòu)造對地?zé)崮艿木奂兄匾饔茫瑪y有熱量與特殊化學(xué)組份的地?zé)崴诒承眳^(qū)富集形成地?zé)岙惓^(qū)。受構(gòu)造應(yīng)力作用，背斜軸部、傾伏端、轉(zhuǎn)折端裂隙發(fā)育密度大，是背斜區(qū)地?zé)崴患挠欣课弧?/p>

表1 貴州東部變質(zhì)巖區(qū)地?zé)峥辈檫h(yuǎn)景區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征

圖5 劍河溫泉地?zé)岬刭|(zhì)剖面示意圖

4.4 復(fù)合構(gòu)造的成礦作用

背斜與深大斷裂的復(fù)合構(gòu)造集合了背斜和斷裂構(gòu)造的成礦優(yōu)勢。背斜構(gòu)造區(qū)所分布低導(dǎo)熱率地層形成了相對的熱儲蓋層，沿斷裂帶深循環(huán)生成的熱礦水向背斜區(qū)富集后，往往形成面積的較大地?zé)岙惓^(qū)。劍河溫泉(見圖5)和浪洞溫泉所在背斜區(qū)即是此類地?zé)岙惓^(qū)。

在變質(zhì)巖區(qū)，區(qū)域性斷裂與背斜復(fù)合構(gòu)造利于地?zé)豳Y源形成，深循環(huán)地下水排泄區(qū)的復(fù)合構(gòu)造易于形成較大規(guī)模的高品位地?zé)崽?，是最有價值的找礦靶區(qū)。

5 地?zé)豳Y源開發(fā)前景

根據(jù)變質(zhì)巖區(qū)地?zé)崴x存規(guī)律研究結(jié)果，通過貴州東部變質(zhì)巖區(qū)區(qū)域地質(zhì)和地?zé)岬刭|(zhì)條件分析，初步圈定出7處具有一定找礦價值的地?zé)峥碧竭h(yuǎn)景區(qū)。

6 結(jié)語

(1)變質(zhì)巖含水性、透水性差，地下水貧乏，一般構(gòu)造區(qū)基本不具地?zé)崴Y源形成條件。

(2)區(qū)域性斷裂不僅是導(dǎo)熱通道，也是富水構(gòu)造，是變質(zhì)巖區(qū)地?zé)豳Y源形成的控制性因素;區(qū)域性斷裂，尤其張性挽近活動斷裂有帶狀熱儲形成條件。背斜構(gòu)造對地?zé)崃黧w富集有重要作用，區(qū)域性斷裂與背斜構(gòu)造復(fù)合部位具備地?zé)崽镄纬蓷l件。

(3)貴州東部變質(zhì)巖區(qū)的鎮(zhèn)遠(yuǎn)-雷山、黎平、榕江、江口及三穗等區(qū)域有較好的熱礦水資源形成條件，有較好的勘探開發(fā)價值。

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