新疆塔什庫(kù)爾干縣塔合曼盆地地?zé)豳Y源成因特征分析

【摘要】新疆塔什庫(kù)爾干縣塔合曼盆地受控于塔什庫(kù)爾干主干大斷裂的影響，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，在其盆地中出露3處溫泉點(diǎn)，其中溫度最高的為塔合曼溫泉，溫泉水溫度達(dá)64℃，且在盆地中也有較好的地?zé)犸@示特征。本文對(duì)塔合曼盆地的地層、構(gòu)造特征和地?zé)嵝纬蓹C(jī)理進(jìn)行了研究探討，對(duì)于指導(dǎo)地?zé)豳Y源勘探工作有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】地?zé)豳Y源；地質(zhì)構(gòu)造；成因類(lèi)型；大地?zé)崃?；形成機(jī)理

1.引言

塔合曼盆地位于帕米爾高原的塔什庫(kù)爾干谷地北側(cè)，為一封閉的山間盆地，區(qū)內(nèi)南、北、西三面為山前帶，地形起伏較大，中部地形相對(duì)平緩，行政區(qū)劃隸屬于塔什庫(kù)爾干縣塔合曼鄉(xiāng)管轄。在盆地的西南緣出露塔合曼溫泉2處，在盆地的東南緣出露拜什庫(kù)爾干溫泉1處，地?zé)犸@示較為明顯。目前塔合曼溫泉已開(kāi)發(fā)成溫泉療養(yǎng)院，具有較好的開(kāi)發(fā)前景。

2.地形地貌

區(qū)域上，塔合曼溫泉位于帕米爾高原昆侖山-喀喇昆侖山區(qū)，西部為沙里闊勒嶺，海拔5000m以上，東部為安大力塔格山脈，海拔5000m左右。兩山系之間為封閉的塔合曼盆地，海拔3100-5000m，高差1000～1500m，屬中-高山區(qū)，盆地寬處僅15km，窄處不足5km。構(gòu)成西北高東南低的窄長(zhǎng)的盆地，地形切割強(qiáng)烈，形成平坦開(kāi)闊的山谷。

3.地質(zhì)概況

3.1 地層

研究區(qū)主要出露地層為：元古界變質(zhì)巖（Pt）、第四系（Q）堆積地層和喜山期侵入巖（γ6），在該區(qū)域內(nèi)未見(jiàn)到第三系地層出露地表，但通過(guò)物探顯示，在第四系之下有第三系地層存在。

3.1.1元古界變質(zhì)巖

為一套富含石榴子石、夕線(xiàn)石等特征變質(zhì)礦物的變質(zhì)巖系，變質(zhì)程度達(dá)高角閃巖相的，因大量巖漿巖侵入。主要巖石類(lèi)型有角閃片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖、大理巖，夾石英巖、石英片巖和少量變質(zhì)杏仁狀安山巖。石英片巖在研究區(qū)東部基巖山區(qū)成規(guī)模的出露，在研究區(qū)西南部塔合曼溫泉周邊及溫泉南部呈零星出露，呈黑色和灰黑色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。

3.1.2 第四系

第四系松散堆積物主要為：上更新統(tǒng)冰川堆積物和上更新統(tǒng)-全新統(tǒng)沖洪積物，分布于研究區(qū)山前地帶及盆地中部的大面積盆地區(qū)，巖性以砂礫石、卵礫石、亞沙土為主，由山前向盆地中部顆粒逐漸變小，母巖成分主要為花崗巖和變質(zhì)巖。第四系地層厚度數(shù)十米到數(shù)百米不等，從四周向盆地中部逐漸加深。

3.2 地?zé)嵝纬傻臉?gòu)造特征

區(qū)域上位于帕米爾高原的中東部，帕米爾構(gòu)造區(qū)中東部發(fā)育三大斷裂構(gòu)造體系，由高原內(nèi)部向外分別為喀喇昆侖斷裂帶、康西瓦斷裂帶、公格爾斷裂帶，各斷裂構(gòu)造表現(xiàn)出明顯不同的運(yùn)動(dòng)方式。塔什庫(kù)爾干斷裂是喀喇昆侖構(gòu)造帶向北部延伸的一條分叉斷裂，南北向展布，運(yùn)動(dòng)方式為右行逆走滑，該斷裂位于塔里木一級(jí)板塊中的昆侖微板塊內(nèi)部，是北昆侖古生代復(fù)合溝弧帶和中昆侖地塊三級(jí)板塊的分界斷裂。

3.2.1 Fa斷裂

沿盆地西側(cè)山前呈北北西-南南東向延伸展布，總體上為正走滑斷裂，傾向東，性質(zhì)為張性，傾角60-80°，在部分地段斷裂由正斷層轉(zhuǎn)化為逆斷層，性質(zhì)由張性轉(zhuǎn)變?yōu)閴盒浴Ｊ茉摂嗔延绊?，形成塔合曼溫泉WQ70和WQ71，同時(shí)在盆地西側(cè)山前可以看到多處的斷層三角面，與Fa斷裂走向一致。

3.2.2 Fb斷裂

在研究區(qū)東北部山前呈北西-南東向延伸展布，該斷裂傾角較大，傾向向西，為正走滑性質(zhì)，該斷裂在土根曼蘇溝發(fā)生錯(cuò)段，走向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。受該斷裂控制，發(fā)育有拜什庫(kù)爾干溫泉WQ72，該斷裂為盆地區(qū)與山區(qū)的分界線(xiàn)。

3.2.3 Fc斷裂

在研究區(qū)區(qū)東南部山前呈北東-南西向展布，傾角較大，傾向西，為正斷層，其南北兩端與Fa和Fb橋接。該斷裂控制著山區(qū)與平原區(qū)分界。該斷裂傾向向西，為逆斷層。在該斷裂中部發(fā)育Q3，泉水溫度18°左右。沿該斷裂展布區(qū)域有明顯的第四系湖積相亞沙土，明顯的高出盆地水平面數(shù)米。

3.3 水文地質(zhì)特征

3.3.1 地下水類(lèi)型及富水性

基巖裂隙水主要賦存于盆地周邊基巖山區(qū)的元古界變質(zhì)巖和喜山期花崗閃長(zhǎng)巖的節(jié)理裂隙和斷裂破碎帶中，主要接受高山區(qū)地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水入滲補(bǔ)給，沿?cái)嗔褞Ш凸?jié)理裂隙徑流，其中一部分以泉水溢出的方式排泄，單泉流量一般小于10L/s，富水性一般；另一部分在地下徑流轉(zhuǎn)化為松散巖類(lèi)孔隙水。

3.3.2 地下水的補(bǔ)徑排

研究區(qū)內(nèi)，地下水主要接受東、北、西三面的高山區(qū)的冰川融水補(bǔ)給，分別由東、北、西三面以潛流和地表徑流的方式向盆地中間匯流，同時(shí)還有少量泉水補(bǔ)給。在盆地中部分布有大量的泉水點(diǎn)，泉水主要來(lái)源于上游的地表水轉(zhuǎn)換成了地下潛水，在盆地中部以泉的形式出露。

4.研究區(qū)地?zé)犸@示特征

4.1 溫泉熱顯示

研究區(qū)內(nèi)溫泉出露3處，存在溫度異常的冷泉出露兩處，區(qū)域上均受塔什庫(kù)爾干斷裂及其次級(jí)斷裂控制影響。各泉特征見(jiàn)表2所示。

4.1.1 WQ70溫泉（塔合曼溫泉）

位于盆地西南部山區(qū)前緣，泉點(diǎn)周邊出露地層巖性為γ6花崗閃長(zhǎng)巖和Pt（元古界），該泉出露于Fa斷裂帶處，為斷裂上升泉，該泉點(diǎn)水溫64℃，泉流量5.0L/s。分析其成因?yàn)榈乇硇纬山鼥|-西向延伸的溝谷，相應(yīng)的深部形成斷裂破碎帶，深部地?zé)崃黧w沿破碎帶上涌至地表，形成溫泉。

4.1.2 WQ71溫泉（塔合曼溫泉北偏西約950米處）

據(jù)物探結(jié)果，該泉出露于Fa斷裂帶處，為斷裂上升泉，該泉點(diǎn)水溫25℃，泉流量0.5L/s。

4.2 機(jī)民井熱顯示

塔合曼盆地南側(cè)白尕吾勒村有三處機(jī)民井有溫度異常，井水溫度18.18℃、19.89℃、16.37℃，高于正常地下水水溫，恒溫帶在20-60m之間，穿過(guò)恒溫層溫度上升較快，平均地溫梯度在2.5-3.0℃/100m之間。僅僅在第四系蓋層中就能達(dá)到2.5℃/100m，若穿過(guò)蓋層達(dá)到熱儲(chǔ)層，其地溫梯度從理論上推理應(yīng)該大于2.5-3.0℃/100m。

4.3 鉆孔地溫顯示

根據(jù)塔合曼盆地西側(cè)施工的鉆孔測(cè)溫，KT1孔孔內(nèi)最高溫度為36.2℃，出水最高溫度為30℃，KT1鉆孔深度為600m，通過(guò)計(jì)算平均地溫梯度（按孔內(nèi)溫度36.2℃計(jì)算）為5.5℃/100m，表現(xiàn)出明顯的地溫異常。該鉆孔地?zé)崴乃瘜W(xué)類(lèi)型為SO4·HCO3-Na型。

5.地?zé)岢梢蚍治?/p>

5.1 熱源

區(qū)內(nèi)地?zé)醽?lái)源于喜山期花崗閃長(zhǎng)巖的侵入活動(dòng)，花崗巖的發(fā)育受斷裂構(gòu)造的控制，熱田基底可能有年輕的侵入巖體發(fā)育，這些侵入巖體在冷凝過(guò)程中釋放出大量的熱能，從而為熱異常的形成提供了穩(wěn)定的熱源條件。該區(qū)的大地?zé)崃髦荡笥?00mw/m2，也表現(xiàn)了深部有較豐富的地?zé)豳Y源，一般情況元古界凝灰?guī)r的產(chǎn)熱量?jī)H相當(dāng)于喜山期花崗閃長(zhǎng)巖的6.0-8.0%，即絕大部分熱量來(lái)源于深部。

5.2 熱儲(chǔ)

熱儲(chǔ)為斷裂破碎帶及其裂隙控制的條帶狀儲(chǔ)熱空間，埋藏于蓋層以下，熱儲(chǔ)中破碎帶十分發(fā)育，為地?zé)崃黧w提供了很好的存儲(chǔ)及運(yùn)移通道，熱儲(chǔ)主要沿塔什庫(kù)爾干斷裂和其支斷裂分布，以及斷裂所控制的喜山期花崗閃長(zhǎng)巖地層，西側(cè)熱儲(chǔ)組成巖性為喜山期花崗閃長(zhǎng)巖；東側(cè)熱儲(chǔ)組成為深部的花崗偉晶巖脈。

6.結(jié)論

塔合曼盆地地?zé)岢梢驗(yàn)槁∑鹕降匦?，其熱源主要?lái)自于深部大地?zé)崃?，由塔什?kù)爾干主干斷裂及其支斷裂導(dǎo)熱，將深部的熱水通過(guò)斷裂破碎帶向地表運(yùn)移形成溫泉或在近地表形成地?zé)岙惓?。熱水的溫度主要取決于參與對(duì)流循環(huán)的地下水量、循環(huán)深度和地?zé)嵯到y(tǒng)所處的區(qū)域熱背景。在熱背景一定的條件下，熱水循環(huán)深度越大，地下水循環(huán)量越少，地?zé)崴臏囟仍礁摺?/p>

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