大別山河南段地?zé)岬刭|(zhì)條件分析探討

李玉璞，李 晶 ，劉文文

(1.河南省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430000 )

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大別山河南段地?zé)岬刭|(zhì)條件分析探討

李玉璞1，李 晶2，劉文文1

(1.河南省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430000 )

大別山河南段大地構(gòu)造上位于秦嶺——大別造山帶東段，地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作程度較高，地?zé)岬刭|(zhì)工作剛剛起步。近年來，在地質(zhì)調(diào)查及居民建井過程中，多地發(fā)現(xiàn)地?zé)豳Y源。根據(jù)相關(guān)資料和多年調(diào)查成果，確認(rèn)大別山河南段地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，有五條區(qū)域性北西西向斷褶帶，八條以上北東向斷裂帶，沿淮河分布有三個小型盆地，具備儲存于層狀巖石中的盆地型地?zé)豳Y源的條件；特別是商城湯泉池溫泉的展現(xiàn)，預(yù)示大別山河南段具有形成斷裂構(gòu)造控制型帶狀分布的地?zé)豳Y源地質(zhì)條件。據(jù)此，應(yīng)對與信陽地區(qū)地?zé)豳Y源有關(guān)的地質(zhì)條件進(jìn)行分析研究，并根據(jù)該區(qū)的地質(zhì)條件，開展詳細(xì)的地?zé)豳Y源調(diào)查工作，初步判斷河南省信陽地區(qū)具備賦存地?zé)豳Y源的地質(zhì)背景，具有盆地型和斷裂型兩種類型地?zé)豳Y源，可為該地區(qū)地?zé)豳Y源合理開發(fā)利用提供依據(jù)。

大別山；盆地型地?zé)豳Y源；斷裂型地?zé)豳Y源；地質(zhì)條件

大別山河南段主指豫南信陽地區(qū)，面積18 915 km2，其中山地面積約7 000 km2,海拔700～1 000 m。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。由于陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個地溫異常點，顯示區(qū)內(nèi)有賦存地?zé)豳Y源的可能，現(xiàn)根據(jù)有關(guān)資料，結(jié)合近年的調(diào)查工作情況，對大別山河南段地?zé)豳Y源地質(zhì)條件作一分析，為進(jìn)一步調(diào)查該區(qū)地?zé)豳Y源提供方向。

1 區(qū)域地質(zhì)條件

1.1 地質(zhì)構(gòu)造框架

大別山位于昆侖—秦嶺東西向構(gòu)造帶東段，冠名大別山造山帶，北以紅石洞—息縣—固始斷裂為界與華北地臺接壤，南以孝感—廣濟(jì)斷裂為界與楊子地臺接壤，東延安徽被南北向郯城—廬江斷裂所截，西與伏牛山造山帶連接。大別山河南段地層走向北西、北西西向，主傾向北東，傾角陡，褶皺構(gòu)造不發(fā)育，斷裂構(gòu)造發(fā)育。

1)東西向斷裂構(gòu)造:受華北，揚(yáng)子地臺擠壓作用形成以韌性剪切為特征的斷層帶，規(guī)模大，由北向南有6個大斷裂帶，即：紅石洞—息縣—固始斷裂；王崗—洋河—方集斷裂；大河—信陽斷裂；松扒—龜山—梅山斷裂；桐柏—商城斷裂；孝感—廣濟(jì)斷裂。

2)南北向斷裂構(gòu)造:受華夏﹑新華夏系先壓后張和剪剪切力作用形成的北東向斷裂構(gòu)造，有一定規(guī)模的由西向東有8個，即：柳河斷裂﹑張灣斷裂﹑羅山斷裂﹑竹竿河斷裂﹑潢川—新縣斷裂﹑白露河斷裂﹑商城—麻城斷裂﹑固始斷裂。

3)斷陷構(gòu)造：指0.7億年前(新構(gòu)造—喜山運動前)，受燕山晚期構(gòu)造升降作用，沿平昌關(guān)～固始一線形成了一個長180 km﹑寬25 km近東西向沉陷帶，受新構(gòu)造運動影響在中西部的平昌關(guān)﹑羅山﹑潢川形成了小盆地，沉積了厚1 000～2 500 m中新生界地層。

1.2 地層分布特點

大別山造山帶河南段出露地層由北向南基本情況是：

1)息縣—固始斷裂(F1)以北，以隱伏為主分布陶灣群下古生界寒武系，奧陶系灰?guī)r，白云巖，頁巖，未變質(zhì)；

2)息縣—固始斷裂(F1)以南，分布寬坪群中，上元古界變中基性火山——碎屑沉積巖系；

3)寬坪群南以洋河—方集斷裂(F2)為界，是二郎坪群，為一套蛇綠巖沉積﹑復(fù)理石建造及碎屑巖沉積；

4)信陽西側(cè)南灣—董家河分布有少量中深變質(zhì)秦嶺巖群陸源碎屑——碳酸鹽巖沉積(古元古界秦嶺巖群斜長角閃片巖、綠泥片巖；下古生界蔡家凹組結(jié)晶灰?guī)r、大理巖、片巖)；

5)龜山—梅山斷裂(F4)南即二郎坪群南側(cè)分布信陽群中深變質(zhì)巖(中元古界龜山巖組，古生界泥盆系南灣組。龜山巖組與南灣組以翟家溝——五岳韌性剪切帶為界)；

6)以區(qū)域桐柏—商城斷裂(F5)為界，北側(cè)出露信陽群地層，南側(cè)出露蘇家河群地層(含奧陶系下統(tǒng)——震旦系肖家廟巖組；古生界定遠(yuǎn)組；中元古界滸灣巖組；太古宇大別巖群花崗片麻巖)；

7)信陽東北部為準(zhǔn)平原，廣布新生界地層，由老至新有古近系始新統(tǒng)李莊組棕色泥砂巖；新近系中新統(tǒng)鳳凰鎮(zhèn)組淺綠色泥砂巖；中下更新統(tǒng)黃褐色粘土、細(xì)砂層；全新統(tǒng)分布于河床、階地，為淺灰色粉砂質(zhì)砂土，砂礫石。

1.3 巖漿巖分布特點

1)產(chǎn)出時代跨度大：有前古生代的榴輝榴閃巖﹑輝長巖；下古生代(加里東期)的斜輝橄欖巖﹑輝石巖及輝長巖﹑閃長巖﹑花崗巖；上古生代(海西期)的輝長巖﹑花崗巖；中生代(燕山期)花崗巖﹑石英閃長巖﹑閃長巖及脈巖(斑巖﹑玢巖﹑石英脈)等。

2)巖石種類較齊全(依SiO2,鐵鎂質(zhì)有超基性巖﹑基性巖﹑酸性巖﹑中性巖﹑堿性巖)；巖石成因類型齊全(深成﹑中深成﹑淺成及噴出巖均有)。

3)1.5億年燕山期中酸性巖漿巖廣布大別山河南段，有四望山﹑雞公山﹑靈山﹑新縣﹑商城﹑馮店﹑半都城﹑亮山等地花崗巖體，面積約3 000 km2。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

2.1 地?zé)豳Y源分布現(xiàn)狀

大別山河南段已探明的地?zé)豳Y源數(shù)量較少，分布比較分散。目前已發(fā)現(xiàn)的有商城縣湯泉池溫泉，井口水溫54℃，自流量336 m3/d，已進(jìn)行旅游開發(fā)；另有資料顯示淮濱一鉆孔出現(xiàn)了水溫47℃地下水；新縣—民井水溫達(dá)45℃；此外，羅山縣、新縣的地質(zhì)勘查鉆孔有水溫25℃的自噴井兩處。

2.2 地?zé)豳Y源類型

區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的地?zé)豳Y源調(diào)查資料表明，大別山河南段地?zé)豳Y源成因類型有二種，1)于層狀地層中分布的盆地型地?zé)豳Y源，如羅山縣、淮濱縣散布的有地?zé)崽卣鞯臋C(jī)民井；2)受斷裂構(gòu)造控制呈帶狀分布的斷裂型地?zé)豳Y源，如商城縣湯泉池溫泉。

2.3 地?zé)豳Y源地質(zhì)條件

2.3.1 盆地型地?zé)豳Y源地質(zhì)條件

大別山河南段北側(cè)，由西向東沿淮河分布著平昌關(guān)、羅山、潢川(簡稱平、羅、潢)三個小型盆地，地勢平坦，標(biāo)高50～80 m，高差5～15 m。平、羅、潢三盆地沉積了厚度500～3 000 m的中生界白堊系(上統(tǒng))、新生界古近系、新近系和第四系河湖相沖洪積碎屑巖。按埋深800 m以下圈定，平、羅、潢三盆地面積分別達(dá)500～800 km2，基底為中，上元古界、下古生界寒武系變質(zhì)巖，(二云石英片巖，斜長角閃 片巖夾大理巖，硅質(zhì)巖)。盆地內(nèi)的地層巖石、巖性由老到新自下而上的概況是：

1)中生界白堊系上統(tǒng)周家灣組(K2z)：下段以紫紅色含礫粗砂巖、礫巖為主，向上為紫紅色中細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。厚度800～1 000 m。上段以磚紅色含礫中細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，局部夾棕黃色砂礫巖和雜色泥巖、泥灰?guī)r薄層。厚度500～1 000 m。

2)新生界古近系始新統(tǒng)李莊組(EL)紅色、淺灰綠色砂質(zhì)泥巖、含礫泥質(zhì)砂巖、含礫砂巖泥巖互層夾細(xì)砂巖、砂礫巖等。厚度300～500 m。

3)新生界新近系中新統(tǒng)鳳凰鎮(zhèn)組(Nf)：為淺灰、淺綠色中細(xì)粉砂巖、泥巖等。厚度300～500 m。

4)新生界第四系更新統(tǒng)(Q2、Q3)：分布于平、羅、潢三盆地丘陵邊緣、壟崗Ⅱ級、Ⅲ級階地。下部為黃褐色粉砂質(zhì)粘土、粘土，夾紅褐色砂礫層、細(xì)砂層。厚10～20 m。上部為土黃色粉砂質(zhì)粘土層、灰褐色粘土層，夾炭質(zhì)淤泥層。厚5～15 m。

5)新生界第四系全新統(tǒng)(Q4)：分布于現(xiàn)代河床、溝溪沖溝Ⅰ級階地。下部為灰、灰白色粉砂層、粘土質(zhì)粉砂層，厚5～10 m。上部為淺灰、灰白色砂礫層、粗砂—粉細(xì)砂層、砂土層。厚0.5～5 m。

根據(jù)平、羅、潢三盆地分布的地層巖石、巖性初步分析，按新構(gòu)造盆地型地?zé)豳Y源形成機(jī)理，借鑒河南省靈寶、洛陽、溫縣、開封、漯河等市縣，已在新生界古近系、新近系地層中找到了可供利用的低溫地?zé)豳Y源，據(jù)此推測信陽市平、羅、潢三盆地內(nèi)，即埋深800～2 000 m的白堊系上統(tǒng)周家灣組(K2z)，埋深500～1 000 m新生界古近系李莊組(EL)中的淺紅色砂巖、砂礫巖，是富含地下水的儲熱層，是尋找水溫40℃～50℃中小型層狀盆地傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源的理想地段。

2.3.2 斷裂控制型地?zé)豳Y源地質(zhì)條件

大別山河南段斷裂構(gòu)造發(fā)育，規(guī)模大，走向北西西向斷裂構(gòu)造有五個，北東、北北東向斷裂構(gòu)造有八個之多。

1)北西西向斷裂構(gòu)造：受華北、揚(yáng)子臺地拉張、擠壓、推覆作用，斷裂構(gòu)造復(fù)雜，多由壓性形跡巖石(碎裂巖、千糜巖、糜稜巖、蝕變巖)組成韌性剪切帶，寬度大(幾十米至百余米)，是本區(qū)劃分地層層序、巖漿巖分布和變成礦產(chǎn)、造山形變架構(gòu)形成的主控構(gòu)造。水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，巖石緊密擠壓、碎裂巖不發(fā)育，滲水、賦水條件較差，沒有發(fā)現(xiàn)與地?zé)豳Y源有關(guān)的信息，但在上述深大斷裂構(gòu)造兩側(cè)分布的晚期次一級張力或剪切斷裂構(gòu)造，可形成中淺部斷裂構(gòu)造控制的小型、上升溫水(<30℃)泉。如新縣南金村、羅山黃家灣、等地與北西向斷裂構(gòu)造有關(guān)的上升自流溫水現(xiàn)象。

2)北東、北北東向斷裂構(gòu)造：多為先壓后張的斷裂構(gòu)造，規(guī)模中等(長幾十公里、寬幾十米)，構(gòu)造形跡巖石(斷層角礫巖、斷層泥、碎裂巖和糜稜巖等)明顯，是大別山河南段控巖、成礦主要斷裂構(gòu)造，根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件調(diào)查，巖石破碎，滲水、透水性強(qiáng)，具有形成斷裂深循環(huán)(對流)型地?zé)豳Y源地質(zhì)條件。

商城縣湯泉池溫泉位于商城縣西南15 km的雷山南側(cè)山腳下，在區(qū)域桐柏一商城大斷裂帶的東段南側(cè)約4 km，出露地層除第四系殘破積碎石質(zhì)砂土、粉土外，主要為中元古界滸灣組(pt2-h)白云斜長片麻巖，眼球狀混合巖，夾斜長角閃片巖、淺粒巖，石英巖等，產(chǎn)狀44°∠60°。湯泉池褶皺構(gòu)造不發(fā)育，為一傾向北東單斜層，斷裂構(gòu)造發(fā)育有：商城—麻城斷裂(F4)：分布于湯泉池東約1 000 m，切割了元古界、古生界泥盆系、石炭系地層，縱穿燕山期商城花崗巖體。斷層走向10°～20°，傾向280°～290°，傾角75°；湯泉池斷裂(F5)：分布于湯泉池北側(cè)80 m雷山頂，走向55°傾向145°，傾角78°，長約7 km，與主干斷裂商城——麻城斷裂(F4)呈入字型交匯。扎皮溝斷裂(F6)：分布于湯泉池北扎皮嶺東側(cè)沖溝內(nèi)，為一隱伏(第四系覆蓋)斷層，走向345°，傾向75°，傾角85°，長大于1 000 m。沿湯泉池斷裂(F5)南側(cè)廣布燕山期黑云二長花崗巖，與滸灣組片巖呈犬牙交錯接觸。在湯泉池斷裂(F5)與扎皮溝斷裂(F6)于深500 m交匯處，形成了以構(gòu)造角礫巖、碎裂巖為熱儲層，以斷層泥和斷層泥膠結(jié)的碎裂巖為蓋層的斷裂控制型地?zé)豳Y源。該溫泉水溫54℃，自流量336 m3/d，仍有開發(fā)潛力。

根據(jù)河南省魯山縣“三湯”溫泉、洛陽、南陽等地已勘查、開發(fā)利用的斷裂構(gòu)造控制型溫泉地質(zhì)特征，可推斷大別山河南段分布的北東、北北東向斷裂構(gòu)造，如張灣、羅山、竹竿河、商城等斷裂中北段，是尋找斷裂構(gòu)造控制型地?zé)豳Y源有利地段。熱儲為埋深為500～1 000 m的斷層碎裂巖、角礫巖；蓋層為斷層泥及斷層頂板阻水巖石，熱源來自溝通深部熱源的活動斷裂帶的熱對流。此外，沿淮河準(zhǔn)平原分布區(qū)如明港、息縣、潢川、淮濱及固始等地，埋深100 m以內(nèi)賦存有豐富的水溫20°～25℃ 淺層地?zé)崮堋?/p>

3 結(jié)語

根據(jù)以上分析，結(jié)合地?zé)豳Y源形成機(jī)理，初步判斷信陽地區(qū)具備賦存地?zé)豳Y源的地質(zhì)背景條件，且兼有盆地型和斷裂控制型兩種類型的地?zé)豳Y源。為探明地?zé)豳Y源的分布埋藏特征，查明熱儲結(jié)構(gòu)、儲量，尚需根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件，開展詳細(xì)的地?zé)豳Y源調(diào)查工作，為該區(qū)地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用提供科學(xué)的依據(jù)。

[1]付光宏，等.河南省秦嶺——大別造山帶地質(zhì)構(gòu)造與成礦規(guī)律[R].鄭州.河南科學(xué)技術(shù)出版社.1994.

[2]GB∕T11615-2010.地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范[S].

[3]河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院.河南省商城縣湯泉池地?zé)豳Y源調(diào)查報告[R].鄭州.河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院.2007.

[4]河南省信陽工程地質(zhì)勘查院.河南省新縣地質(zhì)災(zāi)害1:5萬詳細(xì)調(diào)查報告[R].信陽.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查院.2014.

[5]賀華, 張建良, 焦二中. 羅山盆地地?zé)豳Y源地質(zhì)條件初析[C].河南地球科學(xué)通報2009年卷(上冊).北京：中國大地出版社.2009：47-49.

The analysis of the Geothermal geological conditions in Dabie orogen Henan province

LI Yu-pu1，LI Jing2，LIU Wen-wen1

(1.Third survey institute of geology and mineral resources of Henan mine bureau，Zhengzhou 450000,China；2.China university of geosciences (Wuhan),Wuhan 430000,China)

Dabie orogen tectonic located in Qinling——eastern Dabie orogeny, have high degree of geology and mineral resources survey work, geothermal geological work is just getting started. In recent years, there are many geothermal resources were?found when geological survey and residents built well. According to the relevant data and survey results for years, confirm that Dabie orogeny have formation lithology、complex geological structure. There are five regional north west fault fold belt, more than eight north east to fault zone, three small basin are along the Huaihe river, have conditions basin type geothermal resources stored in layered rock, Especially the mall essence show of hot spring pools, indicate Dabie orogen with formation fracture structure controlling banded distribution of geothermal geological conditions. Based on those, we should analysis the geological conditions of geothermal resources in Xinyang area, according to the geological conditions of the area to carry out the detailed geothermal resources investigation, preliminary estimate that there occurrence of geothermal resources in Xinyang Henan Province, has the basin type and fracture type of geothermal resources, can provide the basis for geothermal resources reasonable development and utilization in the region.

Dabie mountains；The basin type geothermal resources；Fracture type geothermal resources；Geological conditions

2016-08-14

李玉璞(1965-)，女，河南南陽人，高級工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)專業(yè)工作。

P314.1

B

1004-1184(2017)02-0030-02