陽原縣三馬坊地?zé)崽锏刭|(zhì)條件分析

樊延恩　李楊　劉林杰　盧會婷

摘要：對三馬坊地?zé)崽锓秶⒌貙訋r性特征等情況進(jìn)行分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景特征，利用地球物理勘探資料，對三馬坊地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件進(jìn)行分析，結(jié)果表明，三馬坊地?zé)崽飳儆诠艥撋綌鄬悠扑閹?dǎo)水型地?zé)崽铩?/p>

關(guān)鍵詞：三馬坊地?zé)崽铮坏厍蛭锢砜碧?；斷層破碎?/p>

引言

地?zé)豳Y源是一種十分寶貴的潔凈的綜合性礦產(chǎn)資源，河北省陽原縣三馬坊地?zé)崽镩_采利用歷史悠久，遠(yuǎn)在北魏時期即興建“北魏行宮”，歷朝浴者對此贊不絕口。然而自二十世紀(jì)八十年代末以來，由于對三馬坊地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件缺乏研究，加之成井工藝不合理等因素，造成多處地?zé)峋畧髲U。既浪費(fèi)了地?zé)豳Y源，又破壞了地質(zhì)環(huán)境。因此，對三馬坊地?zé)崽锏刭|(zhì)條件進(jìn)行分析顯得十分必要。

1. 地?zé)崽锔艣r

1.1 地?zé)崽锓秶捌涮卣?/p>

三馬坊地?zé)崽镂挥谏８珊游鞅卑?，沿桑干河方向呈北東走向近橢圓形展布，其范圍為：西起西窯頭村東，東到大渡口村西，北西方向越澡洗塘村，南東方向跨大灣臺村，北東—南西方向長約3.20km，北西—南東方向?qū)捈s1.35km，總面積約3.40km2（圖1三馬坊地?zé)崽锓植紙D）。地?zé)崽飪?nèi)現(xiàn)有地?zé)嶙粤骶?1眼，其中，6眼為完好井，另外5眼因井管破裂、卡鉆、塌孔等原因而報廢。其水溫在25℃～41℃之間，溫度較高區(qū)主要集中在地?zé)崽镏胁康脑柘翠绱逡粠?。根?jù)《地?zé)豳Y源勘查規(guī)范》（GB/T 11615—2010），三馬坊地?zé)崽飳儆凇暗蜏氐責(zé)豳Y源”中的“溫水”。

1.2 地?zé)崽锏貙訋r性特征

區(qū)內(nèi)地?zé)峋删疃仍?51m～170m之間，靠近地?zé)崽镞吘壍貛Э蛇_(dá)290m。一般因鉆孔涌水量太大，鉆進(jìn)困難而終孔。鉆孔所揭露的地層巖性特征概述如下：

0m～6.5m：褐黃色粉質(zhì)粘土。6.5m～47.7m：灰黃色灰綠色砂卵礫石、泥礫石，間夾粉土。47.7m～149.5m：灰綠色、灰黑色、棕灰色粉質(zhì)粘土與淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土互層。149.5m～154.5m：淺灰色斷層角礫巖，上部含泥質(zhì)，角礫大小一般25mm～60mm，大者達(dá)95mm，成分以燧石角礫巖、燧石條帶白云巖為主夾石英巖。

2. 區(qū)域地質(zhì)背景

三馬坊地?zé)崽锎蟮貥?gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺（Ⅰ級）、山西斷?。á蚣墸?、五臺臺拱（Ⅲ級）、天鎮(zhèn)臺穹（Ⅳ級）的東部邊緣。三馬坊地?zé)崽锏乇肀坏谒南档貙痈采w，但區(qū)域內(nèi)分布地層較多，地層產(chǎn)狀平緩，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿侵入活動微弱。

2.1 區(qū)域地層

區(qū)域內(nèi)與三馬坊地?zé)崽锏男纬申P(guān)系最為密切的地層主要有以下幾種。

（1）太古界集寧巖群：分布在地?zé)崽锿獾谋辈可絽^(qū)，巖性為輝石斜長麻粒巖、紫麻巖、大理巖等變質(zhì)巖。

（2）中元古界長城系高于莊組、大紅峪組：分布在地?zé)崽锿獾臇|部、南部和西部山區(qū)，高于莊組主要巖性為厚—巨厚層燧石條帶白云巖、含泥砂白云巖，大紅峪組主要巖性為石英砂巖、長石石英砂巖夾頁巖。

（3）中元古界薊縣系鐵嶺組、霧迷山組：主要分布在地?zé)崽锿獾臇|部山區(qū)，主要巖性為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、疊層白云巖、藻團(tuán)白云巖、燧石條帶白云巖及鮞粒硅質(zhì)灰?guī)r。

（4）古生界寒武系張夏組、崮山組、昌平組及炒米店組：主要分布在地?zé)崽锿獾哪喜考澳衔鞑可絽^(qū)，主要巖性為鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、豹皮灰?guī)r及礫屑灰?guī)r。

（5）新生界第四系更新統(tǒng)泥河灣組黃綠、灰白色、黃褐色粉砂、粉砂質(zhì)粘土，主要分布在地?zé)崽锬喜?；赤城組紅黃色含鈣質(zhì)結(jié)核或礫石粉砂質(zhì)粘土主要分布在地?zé)崽飽|部；馬蘭組黃土、次生黃土在全區(qū)均有分布；全新統(tǒng)沖積、洪積地層主要沿桑干河分布。

2.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

三馬坊地?zé)崽镂挥陉栐璧貎?nèi)，處于松枝口—馬市口大斷裂（F5）和陽原南山—舊站堡斷裂（F28）兩斷裂交匯處的南西側(cè)（圖2三馬坊地?zé)崽镏饕刭|(zhì)構(gòu)造分布圖）。

圖2 三馬坊地?zé)崽镏饕刭|(zhì)構(gòu)造分布圖

松枝口—馬市口大斷裂（F5）呈北西—南東向展布，形成于中—晚元古代；區(qū)域上該斷層長約110km，斷距大于900m；區(qū)內(nèi)化稍營以北通過太古界變質(zhì)巖區(qū)向東陡傾，以南被第四系覆蓋，以線狀壺流河顯示。陽原南山—舊站堡斷裂（F28）在陽原盆地被稱為桑干河斷裂，呈北東東—南西西向展布，形成于中侏羅世；受其影響，區(qū)內(nèi)北盤相對下降，形成洪積扇裙，南盤相對抬升，二者以桑干河為界呈陡坎接觸，斷距約700m～800m，高差近百米。

3. 地質(zhì)條件分析

區(qū)域地層資料反映了該區(qū)的地層層序，即沿桑干河河谷一帶廣泛發(fā)育一套第四系下更新統(tǒng)泥河灣組的河湖相沉積地層，其下部則為元古界長城系白云巖和太古界變質(zhì)巖系。

3.1 地球物理特征

采用可控源音頻大地電磁測深地球物理勘探方法（簡稱CSAMT法）研究三馬坊地?zé)崽锏牡厍蛭锢硖卣鳎▓D1物探工作布置圖）。根據(jù)CSAMT勘查所取得的三馬坊地?zé)崽锏牡厍蛭锢硖卣?，對三馬坊地?zé)崽镒鋈缦峦茢唷?/p>

3.1.1 地層劃分推斷

除淺部地層外，三馬坊地?zé)崽镆曤娮杪实戎稻€分布較均勻，低阻層連續(xù)性較好，呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，共顯示出四個大的電性層。

第一層：20<ρa(bǔ)<100Ω·m，其厚度為0m～100m左右，推測為第四系晚更新世以來（Q3～Q4）地層。

第二層：ρa(bǔ)<20Ω·m，其厚度為100m～500m左右，推測為泥河灣組（Q1）地層。

第三層：ρa(bǔ)=30Ω·m～70Ω·m，其厚度為50m～500m左右，推測為長城系地層的反映。

第四層：ρa(bǔ)大于100Ω·m，推測為太古界變質(zhì)巖的反映。

經(jīng)過CSAMT測量取得的推斷成果與區(qū)域地層結(jié)構(gòu)相吻合，在各測線反演視電阻率斷面圖中顯示出上部連續(xù)的低阻層，反映為泥河灣組的泥質(zhì)蓋層，下部高阻區(qū)則為基巖層。二者電性層界面清楚。

區(qū)內(nèi)基巖頂面埋深等值線圖中顯示了一個呈北東向分布的基巖隆起，它的形成可能與斷陷盆地基底中部分?jǐn)鄩K差異沉降有關(guān)。該隆起頂面埋深自地表以下-140m～-250m，東西長約5km，南北寬1.0km～2.5km，平面為似紡錘狀（圖3基巖頂面埋深等值線及斷裂解釋推斷圖）。

3.1.2 斷裂構(gòu)造推斷

在地?zé)崽飪?nèi)共推斷主要斷裂構(gòu)造三處，分別是F1、F2、F3（見圖3），次級斷裂13處（未編號）。

F1斷裂：為松枝口—馬市口大斷裂的區(qū)內(nèi)部分，斷裂走向北西320°，傾向北東，傾角80°左右，該斷裂在100線電阻率斷面圖中反映清楚，由陡立的視電阻率曲線變化構(gòu)成低阻帶。低阻梯度帶反映構(gòu)造破碎帶的存在。

F2斷裂：為桑干河斷裂區(qū)內(nèi)部分，斷裂走向北東，總體傾向南東，傾向變化較大，傾角75°～80°，該斷裂由測線100線～700線控制。西段南傾，東段轉(zhuǎn)為北傾。

F3斷裂：位于測區(qū)中部，在100線視電阻率斷面圖中由較寬闊的低阻梯度帶構(gòu)成，顯示出該斷裂具一定規(guī)模，構(gòu)造帶較寬，是區(qū)內(nèi)北西向平行于F1大斷裂的主要構(gòu)造。

次級斷裂：主要由北東向和北西向較小基巖斷裂組成，一般發(fā)育于基巖隆起的邊部，它們的活動影響著上部蓋層沉積，在視電阻率斷面圖中均顯示陡立的低阻曲線向下延伸的特征，在斷層兩側(cè)則顯示出高阻層的不連接和位移。

3.2 地?zé)崽餆醿μ卣骷奥癫貤l件

根據(jù)鉆孔揭露的地層巖性、區(qū)域地質(zhì)背景及物探資料推斷，區(qū)內(nèi)儲熱層主要為元古界長城系熱儲，且長城系熱儲在區(qū)內(nèi)均有分布。地下熱水主要賦存于元古界長城系白云巖及斷層破碎帶中。

在地?zé)崽飪?nèi)，熱儲頂板埋深在100m～360m之間，且以埋深100m～200m的地層為主，由地?zé)崽镏胁肯蛲廨椛洌植加诘責(zé)崽锏拇蟛糠值貐^(qū)，面積約占整個地?zé)崽锏?0%；埋藏較淺處在東窯頭村北西方向、地?zé)崽镏行钠系囟危植柯癫厣疃瓤赡苄∮?00m；埋藏較深處位于地?zé)崽锬隙?，埋深可達(dá)360m左右。

在地?zé)崽镏胁浚瑹醿Φ装迓裆钶^淺，埋深在400m以內(nèi)的熱儲面積約占整個地?zé)崽锏?0%。在地?zé)崽锬隙耍瑹醿Φ装迓裆钭钌?，埋深大?00m。在地?zé)崽飪?nèi)，熱儲層厚度一般在100m～300m之間，廣泛分布于地?zé)崽镏胁繀^(qū)域，面積約占整個地?zé)崽锏?0%。

地?zé)崽锵路貙勇癫貤l件：沿地?zé)崽锓植嫉谋睎|方向埋藏一個古潛山，其基巖隆起位置位于地?zé)崽镏行钠系囟危挥跂|窯頭村北西約300m，澡洗塘村南約580m，與第四系覆蓋層接觸的基巖為中元古界長城系燧石條帶白云巖，基巖隆起部位第四系覆蓋層厚度較薄，約150m左右，其周圍基巖埋深增大，第四系覆蓋層厚度隨之增厚，厚約200m～300m。

4. 結(jié)論

通過上述分析推斷，三馬坊地?zé)崽飳儆诠艥撋綌鄬悠扑閹?dǎo)水型地?zé)崽?。其熱儲為元古界長城系燧石條帶白云巖及斷層破碎帶。在地?zé)崽锏臇|部和南部分別為松枝口—馬市口斷裂和桑干河斷裂，二者直接控制著地?zé)崽锏男纬伞５責(zé)崽锵路鼮楣艥撋?，其巖性為長城系高于莊組燧石條帶白云巖，其上斷裂發(fā)育，巖石破碎，構(gòu)成了良好的熱水上升通道。

地?zé)崽锏纳w層為第四紀(jì)地層，且以下更新統(tǒng)泥河灣組湖積粉質(zhì)粘土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，其結(jié)構(gòu)致密，連續(xù)性強(qiáng)，厚度一般150m～200m，構(gòu)成了良好的天然蓋層。

據(jù)氫、氧同位素測試及水化學(xué)分析資料，地下熱水來源于大氣降水。周圍山區(qū)裸露基巖接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給，然后地下水沿構(gòu)造破碎帶經(jīng)深循環(huán)向地?zé)崽镞\(yùn)移，側(cè)向補(bǔ)給儲熱層。在兩大斷裂的控制下，于三馬坊澡洗塘一帶匯聚成地?zé)崽铮灰坏┿@孔揭穿第四系蓋層，在補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)標(biāo)高差所產(chǎn)生的靜水壓力作用下，地下熱水便會噴涌而出，形成地?zé)嶙粤骶?/p>

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