貴州省黔東南州北西部地?zé)崴Y源及成礦條件

張成忠

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)局七總隊，貴州 貴陽 550005)

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貴州省黔東南州北西部地?zé)崴Y源及成礦條件

張成忠

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)局七總隊，貴州 貴陽 550005)

黔東南州北西部處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺與華南褶皺帶的接觸地帶，區(qū)域內(nèi)深大斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，不僅具有多期活動性且在挽近時期仍在活動，獨(dú)特的構(gòu)造環(huán)境使地段內(nèi)地?zé)崴傻V條件良好，天然的溫泉及地?zé)徙@探揭露，都佐證該區(qū)地?zé)豳Y源蘊(yùn)藏較為豐富。對黔東南州北西部地?zé)崴Y源的分布特征、成礦條件進(jìn)行了分析，結(jié)合區(qū)段內(nèi)現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求預(yù)測經(jīng)濟(jì)可行的地?zé)崴Y源找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

黔東南北西部；地?zé)崴怀傻V條件；儲熱結(jié)構(gòu)

貴州省黔東南州北西部，涉及范圍是東至劍河、三穗，南至雷山一帶，北至施秉縣、鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣、岑鞏縣，西至黃平、凱里，面積為6 711.23 km2。其處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺、華南褶皺帶以及其過渡地段，地層結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育其間的深大斷裂如鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂、施洞口斷裂、翁哨斷裂、革東斷裂等都是延伸長度在數(shù)十至數(shù)百千米，其具有多期活動性且挽近時期仍在活動區(qū)域性斷裂，相互間有次級的斷裂溝通，并有巖漿巖體產(chǎn)出，大量物探及鉆探資料顯示沿這些斷裂多有地?zé)岙惓ｏ@示，由此構(gòu)成了獨(dú)特地?zé)崴Y源成礦環(huán)境。從目前發(fā)現(xiàn)的天然溫泉點(diǎn)還是人工揭露的地?zé)峋責(zé)崴Y源富集區(qū)均沿這些深大斷裂分布(見圖1)。

從熱儲層結(jié)構(gòu)的空間分布和主要控制因素綜合分析，地?zé)崴Y源的勘查類型主要有II-2和II-3兩種類型。從國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及貴州保住生態(tài)和發(fā)展兩條底線的發(fā)展戰(zhàn)略來看，開發(fā)和利用地?zé)徇@種生態(tài)熱能資源已成為趨勢，貴州省“5個100工程”中有9個產(chǎn)業(yè)園區(qū)、9個現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、6個示范小城鎮(zhèn)、11個城市綜合體、7個旅游景區(qū)分布在該區(qū)段，這些項(xiàng)目的實(shí)施，如果有地?zé)豳Y源開發(fā)的助推，可以提升項(xiàng)目的品質(zhì)，增加招商引資的資源優(yōu)勢。本項(xiàng)目為研究該區(qū)地?zé)崴目臻g分布及變化規(guī)律作出一個嘗試，為今后對地?zé)崴Y源的規(guī)劃、礦權(quán)設(shè)置提供基本思路[1]。

圖1 黔東南州北西部地?zé)崴惓７植?/p>

1 區(qū)域地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)以北東向施洞口深大斷裂為界，斷裂以北揚(yáng)子準(zhǔn)地臺黔北臺隆遵義斷拱的貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)，以南屬南東屬華南褶皺帶，是揚(yáng)子板塊與華南造山帶的過渡部位。施洞口斷裂北西的揚(yáng)子準(zhǔn)地臺地層出露以震旦和寒武系地層，其次青白口系為主，加里東運(yùn)動使寒武系和下伏巖層一起形成北北東向的褶皺和東西向的斷層；斷裂南東盤的華南褶皺帶地層出露青白口系為主，華南褶皺帶從武陵構(gòu)造階段早期的大洋地殼，經(jīng)武陵構(gòu)造階段晚期和雪峰、加里東構(gòu)造階段的過渡性地殼，到早古生代末的廣西運(yùn)動發(fā)生基底褶皺，并與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺融為一體，后期的燕山運(yùn)動、喜馬拉雅運(yùn)動使本區(qū)褶皺隆起或整體上升，上覆較新地層屢遭剝蝕，，古老基底大面積裸，因而許多地層缺失露，僅在一些斷陷地段零星分布有古生代地層[2]。

2 地?zé)岙惓５姆植继卣?/h2>

以北東向施洞口、革東深大斷裂以及近東西向區(qū)域性的鎮(zhèn)遠(yuǎn)深大斷裂為評價區(qū)的主干構(gòu)造，其均具有挽近時期仍在活動的斷裂，兩旁由其派生的不同方向的次級構(gòu)造構(gòu)成評價區(qū)不同發(fā)育程度地?zé)岙惓^(qū)，從已經(jīng)揭露的地?zé)峋蜏厝c(diǎn)佐證(見表1和表2)，區(qū)內(nèi)沿3大斷裂蘊(yùn)藏的地?zé)豳Y源較為豐富，是尋找、開發(fā)地?zé)豳Y源的有利遠(yuǎn)景區(qū)。該區(qū)地?zé)岙惓７植继卣骶哂腥缦乱?guī)律：

表1 調(diào)區(qū)內(nèi)地?zé)崴烊粶厝咎卣饕挥[

表2 勘查區(qū)內(nèi)主要地?zé)峋咎卣鹘y(tǒng)計

1) 受到多期次構(gòu)造運(yùn)動的影響，區(qū)內(nèi)的褶皺構(gòu)造已被不同期次、不同方向斷裂構(gòu)造的破壞，褶皺形態(tài)變形嚴(yán)重，背斜對地?zé)岬目刂谱饔每刂莆⑷?，深大斷裂破碎帶發(fā)育相對較寬處或以之呈“入”字形交匯(無論是在平面上或空間上)的破碎地段是地?zé)岙惓５闹饕植紖^(qū)；

2) 以施洞口斷裂為界，南東側(cè)(上盤)多為單一的深大斷裂控制的帶狀熱儲，勘查類型多為Ⅱ-2，北西側(cè)(下盤)多為帶狀和層狀兼有的熱儲結(jié)構(gòu)，其間的熱儲單元有震旦系的燈影組(Z∈d)，勘查類型為Ⅱ-3，局部為熱儲單元缺失的地段為斷裂控制的帶狀熱儲；

3) 通過δD-δ18O關(guān)系曲線判斷出的地下水補(bǔ)給來源，大氣降水入滲補(bǔ)給。但是施洞口斷裂南東側(cè)以帶狀熱儲類型的地?zé)崴?4C測定年齡普遍大于北西側(cè)帶狀和層狀兼有的地?zé)崴挲g，說明受構(gòu)造破碎帶控制的地?zé)崴?，其?jīng)歷了更遠(yuǎn)距離和深部循環(huán)過程；

4) 地段地?zé)崽荻妊卮怪狈植忌喜⒎浅市甭蔬f增，如凱里大中的ZK7測溫曲線呈豎直狀，甚至在局部的向深地段有降低的現(xiàn)象(如雷山陶堯的ZK6)，說明地?zé)崽荻仁艿刭|(zhì)構(gòu)造環(huán)境的影響較大；

5) 本區(qū)南東部廣泛分布厚度上萬米的青白口系變質(zhì)巖體，由于這類巖體含水性貧乏、隔水性強(qiáng)、滲透性，在該區(qū)一些地?zé)徙@探在尋找水熱型地?zé)豳Y源失敗或者效果較差，但具備賦存干熱巖型地?zé)豳Y源。根據(jù)地?zé)崽荻鹊脑鰷芈?，若以梯?(°)/100 m，在不計其間放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能條件下，在4 000～500 m可以達(dá)到150(°)的干熱巖體。區(qū)內(nèi)的背斜構(gòu)造地段這是貴州今后尋找干熱巖的主要區(qū)位之一。

3 地?zé)崴纬蓷l件及富集規(guī)律

地?zé)崴男纬杀仨毦邆鋬?、蓋、通、源4個基本要素，對于4個要素，源和儲的最為重要，以下就這兩個問題進(jìn)行簡述。

3.1 地?zé)崴男纬傻脑?/p>

通過對該區(qū)域的地質(zhì)資料綜合分析，有3種熱源說：

1)通過地?zé)崽荻仍鰷?/p>

大氣降水或地表水通過構(gòu)造破碎帶向深部滲流，隨著深度的增加不斷的從深層圍巖中攫取熱能使流體增溫，但水溫達(dá)到一定的溫度后，流體因受熱增溫體積膨脹(密度變小)產(chǎn)生浮升力而向上沿斷裂帶向深對流，同時上部的低溫流體因密度大在重力作用下向下運(yùn)動，由此構(gòu)成地下熱水循環(huán)。

2)放射性元素衰變產(chǎn)生的地?zé)嶂率沽黧w增溫

上地幔頂部與其相鄰的地殼巖石中，集中分布放射性U238、U235、Th232、K40等衰變釋放的巨大熱能，使斷裂帶或者層狀巖石的地下水增溫而進(jìn)行作垂直狀態(tài)的對流或者水平狀態(tài)的傳導(dǎo)，由此構(gòu)成地下熱水循環(huán)。調(diào)查區(qū)沿鎮(zhèn)遠(yuǎn)深大斷裂分布的鉀鎂煌斑巖及金佰利巖巖體，特別是隱伏巖體，(據(jù)梅厚均1990年級)：其巖石中放射性元素產(chǎn)生的熱率依據(jù)經(jīng)驗(yàn)計算公式為：

A=ρ[9.52U+2.56Th+3.48K]×10-2

其中A為巖石熱率，ρ為巖石密度，分別為8.09 mW/m3和3.1 mW/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于背景的凝灰質(zhì)板巖1.54 mW/m3。大量的區(qū)域地質(zhì)資料研究證實(shí)，鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂(或稱黔中大斷裂、湘黔大斷裂)是一條導(dǎo)通地幔的深大斷裂，并具有多期活動性，沿斷裂分布較多的中低溫?zé)嵋旱V床和天然溫泉分布，如著名開陽白馬洞的鈾礦床等及息烽溫泉等。

3)變質(zhì)熱液說

張傳昱等在研究了黔東南金礦成因?yàn)樵谘芯苛饲瓥|南金礦成因時，在研究含金石英脈中氣液包裹體的δD、δ18O值時，主要投影雜變質(zhì)水區(qū)域內(nèi)和接近變質(zhì)水的區(qū)域內(nèi)，反映了區(qū)域內(nèi)成礦流體熱液來源于變質(zhì)熱液。就本項(xiàng)目區(qū)而言，從施洞口斷裂以東的大部分地段大面積分布青白口系的變質(zhì)巖，當(dāng)其受區(qū)域性大斷裂切割，導(dǎo)通深部的變質(zhì)熱液時，淺表的地下水沿斷裂帶下滲較短的徑流途徑，就能獲得較高水溫的地?zé)崴?，特別是近期仍在活動(2015年3月30日發(fā)生5.5級地震，震源深度7 km)的革東深大斷裂及分支斷裂帶內(nèi)是地?zé)岙惓５募蟹植紖^(qū)，如著名的劍河天然溫泉(見表1)等，同時通過較淺人工揭露深度可獲得較高的地?zé)崴?見表2中的ZK2和ZK3)。就該區(qū)的地?zé)崽荻缺尘盀?.0～2.0℃/100 m來看，通過地?zé)崽荻仍鰷厥呛茈y達(dá)到上述天然和人工揭露的水溫。在放射性元素衰變產(chǎn)生的地?zé)嶂率沽黧w增溫依據(jù)不足的地質(zhì)環(huán)境下，變質(zhì)巖石形成的熱液沿斷裂帶向上對流形成埋藏較淺的地?zé)崴蔀橐环N較好的詮釋[3-4]。

3.2 地?zé)崴男纬傻膬?/p>

就地?zé)崴畠瘲l件而言，在施洞口斷裂北東，有震旦系燈影組、寒武系婁山關(guān)群兩個熱儲層以及其中變質(zhì)巖區(qū)沿深大斷裂的構(gòu)造破碎帶分布的帶狀地?zé)?。分析該區(qū)的層狀熱儲，其具有將淺表地下水沿斷裂帶下滲地下水經(jīng)過深循環(huán)獲得增溫的流體儲存，同時又可將下伏可使水體增溫的的因子獲得的溫度儲集于熱儲層，使熱儲層即便在當(dāng)?shù)氐責(zé)崽荻容^低的環(huán)境下，賦存其中的天然溫泉或者人工揭露較淺的深度亦可有較高水溫的地?zé)崴?。而在施洞口斷裂以南的地段，大面積分布的是青白口系變質(zhì)巖地層，該區(qū)域主要為區(qū)域斷裂及其分支斷層控制的帶狀地?zé)?。通過研究該區(qū)的斷裂構(gòu)造，其斷層破碎帶平面上層折線展布，空間上多呈舒緩波狀寬并具有厚大和狹窄不等距相間分布的特點(diǎn)，地?zé)岙惓Ｑ財嗔褞У姆植家彩遣痪鶆虻?，破碎帶較寬的地段往往地?zé)岙惓］^高，是儲集地?zé)嵊欣囟危扑閹л^狹窄的地段地?zé)岙惓］^低，這從物探和深部鉆探都得到有效的驗(yàn)證。

4 調(diào)查區(qū)地?zé)崴恼业V方向

根據(jù)評價區(qū)地?zé)崴Y源成礦的控制因素及賦存特征，區(qū)內(nèi)地?zé)崴Y源蘊(yùn)藏量較為豐富，但從埋藏深度的經(jīng)濟(jì)性以及地段內(nèi)區(qū)位城鎮(zhèn)發(fā)展趨勢方向來看，主要的找礦方向初步確定的原則：一是地?zé)崴傻V地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相對較好、且經(jīng)鉆探驗(yàn)證或有物探異常地段；二是與現(xiàn)階段貴州省“五個一百工程”重點(diǎn)亟待開發(fā)地段或區(qū)域長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃區(qū)；三是熱儲埋深小于3 000 m，由此原則建議的地?zé)崴h(yuǎn)景區(qū)詳見表3。

5 結(jié) 語

1)黔東南北西部地質(zhì)構(gòu)造組合多樣，其間的區(qū)域性深大斷裂在挽近時期仍在活動，為地?zé)崴男纬商峁┝肆己玫牡刭|(zhì)環(huán)境。由于這些深大斷裂發(fā)育規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)，從而造就了該區(qū)的地?zé)崴Y源十分豐富。

2)該區(qū)支撐地流體增溫的熱源途徑有：地?zé)嵩鰷?、放射性元素衰變產(chǎn)生的地?zé)嶂率沽黧w增溫及變質(zhì)熱液3種，使區(qū)內(nèi)不同地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的地?zé)崴癫厣疃炔町愋暂^大。

3)區(qū)內(nèi)構(gòu)造破碎帶發(fā)育較寬的地段或者區(qū)域

表3 評價區(qū)地?zé)崴业V遠(yuǎn)景區(qū)一覽

性大斷裂與次級斷裂交匯部位是尋找地?zé)崴挠欣囟巍?/p>

[1] 貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 貴州省區(qū)域地質(zhì)志[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1978.

[2] 王明章, 王尚彥. 貴州省地?zé)豳Y源的特征、勘察開發(fā)現(xiàn)狀和建議[C]//全國城市地?zé)豳Y源開發(fā)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)評價論壇, 2006.

[3] 張傳昱, 邢程, 陳曹軍. 黔東南地區(qū)金礦床成礦模式及找礦遠(yuǎn)景[J]. 地質(zhì)與勘探, 2015, 51(4): 690-698.

[4] 方維萱, 胡瑞忠. 黔東—湘西早古生代巖石圈熱狀態(tài)與高產(chǎn)熱率HHPRM型地幔源區(qū)[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 2002, 26(4): 337-344.

Geothermal Water resources and Metallogenic Conditions in Western Part of Qiandongnan Area of Guizhou Province

ZHANG Chengzhong

(The7thteamofGuizhouNonferrousMetalandNucleusIndustrialGeologicalExplorationBureau,Guizhou,Guiyang550005,China)

The northwest part of Qiandongnan prefecture is located in the contact zone between the Yangzi quasi-platform and South China folding belt. The deep faults are well developed, as is of not only multi-period activity, but active close-up period, including natural hot water and geothermal drilling reveal that the geothermal resources in the area are rich. This paper analyzes the distribution and mineralization conditions of geothermal water resources in northwest of Qiandongnan Prefecture. We think the feasible geothermal water resources prospecting area is based on the present economic development.

Southeastern and western Guizhou; Geothermal water; Metallogenic conditions; Thermal storage structure

2016-10-15

張成忠(1964-)，男，貴州鳳崗人，地質(zhì)高級工程師，研究方向：地質(zhì)找礦、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害等，手機(jī)：13608560621，E-mail：121490288@qq.com.

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A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.016