淺析南京六合地區(qū)形成地?zé)岬挠欣麠l件

丁梅花，朱春生

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210093；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一四隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212005)

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淺析南京六合地區(qū)形成地?zé)岬挠欣麠l件

丁梅花1，2，朱春生2

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210093；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一四隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212005)

[摘要]地?zé)豳Y源是埋藏在地下一定深度范圍內(nèi)、可開(kāi)采且經(jīng)濟(jì)環(huán)保的可再生能源，是現(xiàn)階段重要的綠色能源之一。南京六合地區(qū)位于冶山—湯泉復(fù)式背斜的北端，斷裂發(fā)育，重力梯度帶貫穿其間，與香泉、湯泉具有相似的溫泉形成機(jī)制及水文地質(zhì)條件，自身具有得天獨(dú)厚的地質(zhì)條件，能為地下水上移提供良好通道和熱源并與之呈帶分布，具有良好的地?zé)岬刭|(zhì)條件與開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)景。

[關(guān)鍵詞]地?zé)豳Y源；復(fù)式背斜；水文地質(zhì)條件；重力梯度帶

六合是江蘇省會(huì)南京市北大門(mén)，素有“京畿之屏障、冀魯之通道、軍事之要地、江北之巨鎮(zhèn)”之稱(chēng)。地處蘇皖兩省、寧(南京)揚(yáng)(揚(yáng)州)滁(安徽滁州)三市交匯地，擁有46 km長(zhǎng)江“黃金水道”，屬長(zhǎng)江下游“金三角”經(jīng)濟(jì)區(qū)。區(qū)內(nèi)冶山至金牛湖一帶位于冶山復(fù)式背斜的隆起部位，火山巖發(fā)育，具有良好的地?zé)岬刭|(zhì)條件，地?zé)豳Y源前景較好。

1六合地質(zhì)概況

六合地區(qū)位于華北和揚(yáng)子板塊的銜接部位，郯(城)一廬(江)深斷裂帶斜貫西北部，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要區(qū)域構(gòu)造為冶山—湯泉隆起。六合北部冶山一帶以復(fù)式背斜出露地表，其他地段均隱伏于第三系之下。該復(fù)式背斜(圖1)主體出露于冶山及金牛山，總體走向60°～70°。四周為燕山期巖體所占據(jù)，組成復(fù)式背斜的震旦系和寒武系實(shí)為巖體的殘留頂蓋。

1.陡山沱組上段；2.燈影組下段；3.燈影組上段；4.幕府山組下段；5.幕府山組中段；6.幕府山組上段；7.全新統(tǒng)沖積物；8.燕山晚期石英閃長(zhǎng)巖

圖1冶山復(fù)式背斜剖面圖(據(jù)安徽區(qū)調(diào)隊(duì))

冶山發(fā)育有數(shù)條大致平行的斷裂，多為壓扭性斷裂，個(gè)別為張性斷裂。走向NE，大致平行褶皺軸的方向，構(gòu)成擠壓破碎帶，使褶皺倒轉(zhuǎn)，屬壓扭性結(jié)構(gòu)面。但NW向斷裂具有大量的角礫巖，角礫大小混雜，硅質(zhì)膠結(jié)而堅(jiān)硬。沿?cái)嗔褞в性S多冷泉分布，具有張性結(jié)構(gòu)面的特征。

區(qū)內(nèi)燕山期、喜馬拉雅期火山活動(dòng)強(qiáng)烈，火山口略呈格子狀分布，受NE、NW向兩組斷裂的控制，構(gòu)造的交匯處常為巖漿活動(dòng)的有利部位。

2水文地質(zhì)概況

在冶山—湯泉復(fù)式背斜構(gòu)造兩側(cè)分布著多處溫泉，如安徽和縣的香泉溫泉、南京浦口的湯泉等。現(xiàn)將香泉、湯泉，以及六合地區(qū)的水文地質(zhì)條件詳述如下：

圖2　香泉地區(qū)地質(zhì)圖

2.1鄰區(qū)溫泉水文地質(zhì)條件

2.1.1湯泉溫泉(圖2)

位于南京江浦縣湯泉鎮(zhèn)，溫度最高可達(dá)43℃ ，上升泉呈北東向、條帶狀出露 ，長(zhǎng)約3 500 m，泉眼多而密，溫泉帶的展布基本與上震旦統(tǒng)和下寒武統(tǒng)的界線一致。下寒武統(tǒng)砂質(zhì)頁(yè)巖及碳質(zhì)頁(yè)巖角度不整合于上震旦統(tǒng)灰質(zhì)白云巖之上，由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，白云巖較硬而脆容易破碎，裂隙溶洞發(fā)育，為地下熱水的流動(dòng)和儲(chǔ)存創(chuàng)造了條件；而相對(duì)較軟的頁(yè)巖不易破碎，成為良好的蓋層。所以溫泉出露帶偏向灰質(zhì)白云巖一邊，只有鉆井揭穿較厚的頁(yè)巖和紅層直至灰質(zhì)白云巖裂隙破碎帶，才能遇到熱水(一般自流)。已有鉆孔資料揭穿了碳質(zhì)頁(yè)巖進(jìn)入灰質(zhì)白云巖破碎帶(深295 m)后，就有大量的熱水溢出，孔口水溫達(dá)52℃。

熱水補(bǔ)給主要靠深部循環(huán)水，山前隱伏斷裂為熱水引流通道，排泄主要為泉水溢流，埋深一般在20～600 m。

2.1.2香泉溫泉(圖3)

位于安徽和縣香泉鎮(zhèn)，主要分布在伏釜山北西山腳下，共有泉眼16處多，水溫46℃～47℃，屬溫?zé)崴找? 320 T/d，四季穩(wěn)定，出水于龍王山背斜核部的奧陶系上統(tǒng)湯頭組硅質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r段，由于硅質(zhì)灰?guī)r硬脆，特別在背斜核部受力后更容易破碎，地下水的作用使得裂隙溶洞發(fā)育，是地下水上移的良好通道和熱水儲(chǔ)存介質(zhì)。背斜兩翼是志留紀(jì)泥巖、頁(yè)巖，為不透水地層，熱擴(kuò)散性差，是地下熱水良好的儲(chǔ)熱蓋層。

北東向區(qū)域性斷層切割較深，是香泉重要的導(dǎo)熱(水)構(gòu)造。斷裂形成的斷裂破碎帶提供了地下水深循環(huán)通道，大氣降水、地表水或淺層地下水通過(guò)它循環(huán)到地層深部，在地?zé)嶙匀辉鰷刈饔孟轮饾u變熱。近東西向橫斷層是后期形成的導(dǎo)熱(水)構(gòu)造，切割早期形成的北東向構(gòu)造，在與北東向斷層交匯地帶，提供深層地下熱水上移通道。由于補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)有一定的高差而產(chǎn)生靜水壓力，構(gòu)造帶或巖層較陡直且具有良好的滲透性；再由于對(duì)流受熱后又產(chǎn)生流體密度差異疊加了熱擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力，使得截流熱體在構(gòu)造通道上運(yùn)移并涌出地表形成溫泉，這樣形成的溫泉稱(chēng)之謂強(qiáng)迫對(duì)流—非火山型溫泉。推測(cè)對(duì)流點(diǎn)埋深約1 500 m左右。宏觀上處于香泉-湯泉-冶山復(fù)式背斜帶(隆起帶)上。

2.2六合地區(qū)水文地質(zhì)概況

地層有震旦紀(jì)、寒武紀(jì)灰?guī)r，白堊紀(jì)火山巖系，老第三紀(jì)浦口組及赤山組，新第三紀(jì)的雨花臺(tái)組及玄武巖。

震旦紀(jì)、寒武紀(jì)灰?guī)r，常為儲(chǔ)水層，當(dāng)其上有隔水層存在時(shí)，地下水溢出為泉，或?yàn)闇厝?。冶山一帶寒武系灰?guī)r由于破碎較嚴(yán)重，常見(jiàn)有裂隙水滲出，金牛山頭所謂牛鼻子的地方有一泉水，泉水集成池塘，終年不枯，也就是現(xiàn)在的金牛山水庫(kù)。在冶山之中牙山西端，有一名為珍珠泉，為卡斯特溶洞中的水出露、流量大，從不間斷。

白堊系浦口組(K2p)巖性為砂巖、礫巖、頁(yè)巖，夾安山巖，為含水層，或不好的透水層。而赤山組(K2c)是結(jié)構(gòu)較疏松的砂巖層，滲透率很大，如遇下部有隔離層(或透水性較差的地層)，如浦口層之頁(yè)巖時(shí)，則可為含水層。

上第三系雨花臺(tái)組(N2y)的礫石層未經(jīng)膠結(jié)，甚是疏松為很好的透水層。

六合地區(qū)水井分布很廣泛，地下水位埋深一般4～9 m。主要是雨水補(bǔ)給。泉水多分布在石灰?guī)r、雨花臺(tái)組及玄武巖的層間水、喀斯特水、孔隙水。

3形成溫泉的有利條件

(1)在重力布格異常圖(圖3左)上，香泉-湯泉—六合-冶山位于重力高的梯度帶上，說(shuō)明四者在新生界地層覆蓋下亦為隆起構(gòu)造。重力135°水平方向?qū)?shù)異常圖(圖3右)上顯示香泉—湯泉—六合—冶山位于同一條北東向重力高的梯度帶上，說(shuō)明四者位于同一條區(qū)域性的大斷裂帶上，且在六合縣處被北西向斷裂所錯(cuò)斷，這些斷裂為地下熱水的循環(huán)提供了有利的通道。

圖3　重力異常平面圖(左圖-重力布格

(2)六合地區(qū)位于香泉-湯泉-冶山復(fù)式背斜帶的最北端，由兩向一背組成(圖1)，它有利于深部熱流匯集和增溫，這是因?yàn)楸承焙拖蛐钡炔煌臉?gòu)造形態(tài)使巖石熱導(dǎo)率在垂直和水平方向發(fā)生了復(fù)雜的變化，導(dǎo)致熱流在這兩個(gè)方向上重新分配。背斜兩翼的側(cè)向熱流集中于背斜核部，使得核部地溫高于兩翼的地溫。

圖4　六合地區(qū)冶山一帶地質(zhì)圖

(3)該區(qū)冶山一帶出露的震旦紀(jì)和寒武紀(jì)灰?guī)r地層都是以斷層形式接觸(圖4)，而且斷裂性質(zhì)多為壓扭性，走向北東，大致與褶皺軸方向平行，而北西向的斷裂又將其切割錯(cuò)斷，構(gòu)成擠壓破碎帶，為地下水上移提供了良好的通道。而兩組斷裂的交匯點(diǎn)往往是巖漿巖活動(dòng)的通道，為地下水增溫提供了熱源。

(4)碳酸鹽巖儲(chǔ)水層被不透水層所掩蓋，破碎處可能成泉。

(5)冶山周?chē)恢猩鹕綆r所包圍，地下水在經(jīng)過(guò)深循環(huán)時(shí)，可能被侵入的巖漿巖加熱增溫，在適當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)條件下溢出地表成泉。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，安徽的香泉溫泉與南京江浦湯泉溫泉的形成機(jī)制及水文地質(zhì)條件，以及六合地區(qū)自身得天獨(dú)厚的地質(zhì)條件，三者之間存在很多相似之處：

(1)香泉—湯泉-六合-冶山四者位于同一重力高帶上，說(shuō)明宏觀上香泉-湯泉-六合-冶山四者位于同一構(gòu)造帶上即香泉—湯泉—冶山復(fù)式背斜帶(隆起帶)上，走向北東，均被北西向或近東西向的斷裂所錯(cuò)斷，兩組斷裂交匯點(diǎn)又是巖漿活動(dòng)的通道，為地下水上移提供了良好的通道和熱源。

(2)香泉-湯泉-冶山三者位于同一隆起帶上，出露地層大致相同，香泉為奧陶系地層，湯泉為震旦系，冶山為震旦-寒武系地層，巖性均為灰?guī)r，質(zhì)地比較硬，再加上斷裂的切割作用，使得巖層易破碎，地下裂隙溶洞發(fā)育，也是地下水上移的良好通道和熱水儲(chǔ)存介質(zhì)。

總之，六合、冶山段與香泉，湯泉溫泉段在地質(zhì)構(gòu)造上及溫泉形成機(jī)制上均具有可比性，故在六合地區(qū)具有形成溫泉的良好條件，尤其在斷裂交匯處，新生界的覆蓋區(qū)下亦為地?zé)衢_(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)景區(qū)。

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Analysis of forming geothermal favorable conditions in Liuhe area of Nanjing city

Ding Mei-hua1,2，ZHU Chun-sheng2

(1.East China Mineral Exploration and Development Bureau,Nanjing 210093, Jiangsu；2.Team 814, East China Mineral Exploration and Development Bureau, Zhenjiang 212005, Jiangsu)

Abstract:Geothermal resources are buried in the ground within the scope of a certain depth, which are recoverable, economic and renewable energy,and is one of the important green energy recently. For Liuhe area of Nanjing city, it is located in the northern end of Tangquan-Yeshan duplex anticline, where are lots of faults, and there is a gravity gradient belt across the area. And the forming mechanism of hot springs and hydrogeology conditions in Liuhe are similar to Xiangquan spring and Tangquan spring, and they are distributed in the same belt. Therefore, there are good geothermal geological conditions and developing prospect in Liuhe area.

Key words:Geothermal resources；duplex anticline；hydrogeology conditions and gravity gradient belt

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡(jiǎn)介]丁梅花(1977-)，女，江蘇徐州人，工程師，主要從事地質(zhì)和物探解釋工作。

[中圖分類(lèi)號(hào)]P314.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)01-0022-03