青海祁連縣地?zé)衢_發(fā)與環(huán)境評(píng)價(jià)研究

井延泉，沈春強(qiáng)，陳建敏，康舒欣，羅平平

(1. 陜西地礦九〇八水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，陜西 臨潼 710600； 2. 地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)工程勘查院， 陜西 臨潼 710600； 3. 長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054)

環(huán)保

青海祁連縣地?zé)衢_發(fā)與環(huán)境評(píng)價(jià)研究

井延泉1,2，沈春強(qiáng)1,2，陳建敏1,2，康舒欣3，羅平平3

(1. 陜西地礦九〇八水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，陜西 臨潼 710600； 2. 地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)工程勘查院， 陜西 臨潼 710600； 3. 長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054)

祁連縣是青海省重要的高原生態(tài)旅游地，具有北接河西走廊，南連環(huán)湖過境通道的區(qū)位優(yōu)勢，在全省“一圈三線”旅游戰(zhàn)略布局中處于“北線”的核心位置，是青海的重要交通樞紐和對(duì)外開放的重要門戶。通過地?zé)岬刭|(zhì)鉆探、抽(放)水試驗(yàn)、化驗(yàn)分析，取得熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)和化學(xué)組分等，分析勘查區(qū)祁連縣地?zé)針?gòu)造特征為受斷裂構(gòu)造控制的對(duì)流型Ⅱ-3型中低溫地?zé)崽铮嬗袑訝顭醿?chǔ)和帶狀熱儲(chǔ)特征，對(duì)該區(qū)的地下熱水資源做出評(píng)價(jià)。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及本次調(diào)查成果，通過該處鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算，熱儲(chǔ)溫度70.79℃，該處地?zé)峋疁乜梢源笥?0℃，區(qū)內(nèi)構(gòu)造破裂帶脈狀水構(gòu)成了富水帶，泉流量一般1～3 L/s，因此地?zé)峋坑型_(dá)到500 m3/d，進(jìn)而指導(dǎo)祁連縣的城鎮(zhèn)規(guī)劃，服務(wù)當(dāng)?shù)芈糜渭吧鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以達(dá)到綠色勘查的目的。

祁連縣；地?zé)豳Y源；綠色勘查

0 前 言

伴隨青藏高原由南向北遞進(jìn)式隆升并在距今3.0 Ma年前后向東滑移擠出過程中造就了一系列北北西向展布的斷裂構(gòu)造，如北北西向多禾茂斷裂帶溫泉出露溫度44～82.2℃，瓦里貢山斷裂帶溫泉出露溫度62～96.6℃；瓦洪山斷裂帶溫泉出露溫度30～62℃。祁連地區(qū)熱儲(chǔ)系統(tǒng)區(qū)域熱力中心在瓦里貢山構(gòu)造帶，這一點(diǎn)與瓦里貢山構(gòu)造帶巖漿巖分布最廣是相一致的，說明北北西向斷裂構(gòu)造應(yīng)為深達(dá)軟流層的深大斷裂，也是區(qū)域地?zé)釤嵩赐ǖ?，具有巨大的地?zé)豳Y源。

在國外，地球表面發(fā)生的火山爆發(fā)、溫泉等自然地?zé)岈F(xiàn)象讓人們致力于地球內(nèi)部溫度場的研究。1740年，De Gensanne最早使用溫度計(jì)進(jìn)行地?zé)釡囟葴y量[1]；16～17世紀(jì)，人們利用開掘到地下數(shù)百米深的礦井來研究地球內(nèi)部的地?zé)岈F(xiàn)象[2]；19世紀(jì)，人們開始大規(guī)模開發(fā)利用地?zé)豳Y源；20世紀(jì)初，人們開始利用地?zé)岚l(fā)電，進(jìn)入商業(yè)性開發(fā)[3]。1904年意大利在拉德瑞羅地?zé)崽锝⑹澜缟系谝蛔責(zé)岚l(fā)電試驗(yàn)裝置[4]；1960年到1989年地?zé)岬刭|(zhì)研究和地?zé)豳Y源開發(fā)走入加速發(fā)展階段[5]。自1990年至今，地?zé)豳Y源勘探技術(shù)己經(jīng)得到跨越式的發(fā)展，世界各國加強(qiáng)了對(duì)地?zé)嵝纬傻牡刭|(zhì)條件、地?zé)岱植己吐癫氐囊?guī)律的研究。Michael Rosenberg等[6]人在2009年發(fā)表的論文論述了新西蘭地區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的地質(zhì)條件。Sami Khomsi等[7]人在2012年發(fā)表的論文通過地震資料、鉆孔資料及露頭等分析了構(gòu)造格架從而研究地?zé)豳Y源。Siler D L等[8]利用“發(fā)揮航道”分析和“模糊邏輯”來確定熱循環(huán)的一些熱量、滲透率等必要參數(shù)來評(píng)估美國莫多克地區(qū)潛在的未被發(fā)掘的地?zé)豳Y源；Lichoro C M等[9]在肯尼亞北部裂谷用MT和TEM數(shù)據(jù)聯(lián)合一維反演電阻率成像評(píng)價(jià)地?zé)豳Y源，采用重力測量的方式對(duì)厚低阻帶進(jìn)一步調(diào)查，解決關(guān)于低電阻率相鄰火山的一些歧義；Mustafa Yalcin等[10]利用多層次分析處理和基于GIS的多決策分析方法在土耳其阿菲永來探索地?zé)豳Y源，地?zé)豳Y源開發(fā)利用力度迅速加大。當(dāng)前，世界上有超過70個(gè)國家和地區(qū)直接利用地?zé)崴?0多個(gè)國家建立地?zé)岚l(fā)電站[11]。

在國內(nèi)，勘查區(qū)開展了不同程度的區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)等工作。在區(qū)域地質(zhì)方面，1959年青海省地質(zhì)局區(qū)測隊(duì)在區(qū)內(nèi)進(jìn)行了1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，于1965年對(duì)該圖幅作了補(bǔ)充工作，1968年出版了祁連幅《區(qū)域地質(zhì)測量報(bào)告書》，并附有1∶20萬地質(zhì)礦產(chǎn)圖，可對(duì)本次地?zé)岬刭|(zhì)勘查工作中的地層、構(gòu)造等提供基礎(chǔ)資料[12]。1989年青海省第二地質(zhì)隊(duì)提交了《1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(J47E011017)》，對(duì)勘查區(qū)的地層、構(gòu)造等提供基礎(chǔ)資料[13]；在水文地質(zhì)方面，1980年中國人民解放軍00926部隊(duì)調(diào)查編制了《祁連縣幅1∶20萬區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》[14]，報(bào)告提供了該泉水溫、流量、礦化度、色、氣、味等資料，分析了其成因并附有泉點(diǎn)水文地質(zhì)剖面圖；在地?zé)岬刭|(zhì)方面，2011年5月，為開發(fā)祁連地區(qū)地?zé)豳Y源，某公司對(duì)祁連縣八寶鎮(zhèn)一帶進(jìn)行了可控源音頻大地電磁測深，順東西方向布置三條測線，南北方向布設(shè)兩條測線，勘探線點(diǎn)距50 m，總測點(diǎn)200個(gè)，根據(jù)物探剖面CSAMT電阻率等值線圖來推斷地層和斷裂構(gòu)造，2012年玉林公司于八寶鎮(zhèn)打出一眼孔深度為1 980 m，井口水溫42℃的地?zé)峋?，該鉆孔測井資料為本次工作提供了地層、低溫梯度等基礎(chǔ)資料[15]。

前人對(duì)該地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球物理勘探等工作可為本次工作提供必要的基礎(chǔ)資料保障和技術(shù)支撐，在地質(zhì)和水文地質(zhì)普查工作中，初步查明了巖漿活動(dòng)的規(guī)模、性質(zhì)及其與地層接觸關(guān)系，較客觀的反應(yīng)了區(qū)內(nèi)地質(zhì)、構(gòu)造演化的歷史，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的溫泉做有位置、流量、水質(zhì)、水溫、出露條件的記錄，為地?zé)岬刭|(zhì)研究積累了資料，地球物理勘探工作可為本次工作的部署提供指導(dǎo)性資料，但其物探剖面的布置并沒有徹底查清該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征及地?zé)醿?chǔ)藏模型、物性資料相對(duì)缺乏，未能詳細(xì)闡述“源、通、儲(chǔ)、蓋”四個(gè)方面的基本物性參數(shù)，地?zé)岙惓Ｌ卣鲃澐植幻黠@，推測斷層的依據(jù)不充分，部分?jǐn)鄬拥奈恢眉把由彀l(fā)育情況不明。在進(jìn)行過地?zé)徙@探工作中，盡管取得了一定溫度的地?zé)崃黧w，但未能充分揭露祁連地區(qū)地?zé)釤醿?chǔ)，且前人施工鉆孔以開發(fā)為目的，未進(jìn)行巖性編錄、水樣采集、抽水試驗(yàn)等一系列地質(zhì)工作，故該區(qū)地下熱水資源量并不清楚未做有效的環(huán)境保護(hù)措施，造成了一定程度上的污染。

本文通過前期地面調(diào)查、地球物理勘探等工作，將鉆孔布設(shè)于北北西向?qū)釋?dǎo)水?dāng)嗔选呃镓暽綌嗔褞c北西西向斷裂的交匯的上盤位置，熱源埋藏較淺，地下水補(bǔ)給、徑流條件好，能保證較豐富的地下熱水資源。通過地?zé)岬刭|(zhì)鉆探、抽(放)水試驗(yàn)、化驗(yàn)分析，取得熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)和化學(xué)組分等，對(duì)該區(qū)的地下熱水資源做出評(píng)價(jià)，對(duì)鉆探、地面調(diào)查過程中的植被破壞、泥漿污染環(huán)境等進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而指導(dǎo)祁連縣的城鎮(zhèn)規(guī)劃，服務(wù)當(dāng)?shù)芈糜渭吧鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以達(dá)到綠色勘查的目的。

1 自然地理及地質(zhì)地?zé)岣艣r

1.1地形地貌

祁連縣地處青藏高原高寒地區(qū)，屬高原亞干旱氣候，氣候特征是：光能資源豐富，太陽輻射強(qiáng)，區(qū)內(nèi)干旱少雨，日照強(qiáng)烈，蒸發(fā)量大，多風(fēng)，氣壓及含氧量低，晝夜溫差大，冬季寒冷而漫長，夏季涼爽短促。勘查區(qū)位于祁連縣八寶鎮(zhèn)所處的八寶河河谷地段，河谷一般寬約1～2 km，由河床向山前依次發(fā)育有河床、階地、山前傾斜平原，河谷階地不甚發(fā)育，一般見Ⅱ、Ⅲ級(jí)，上接山麓，下連河谷，自上而下呈緩傾斜狀態(tài)，寬1 500～1 700 m，前緣以5～15 m的陡坎形式同階地接觸，河谷外圍為構(gòu)造剝蝕低山丘陵，海拔3 200～3 800 m，相對(duì)高差達(dá)150～600 m，山梁和谷坡上常有第四系坡殘積層覆蓋。

1.2地質(zhì)概況

勘查區(qū)位于祁連褶皺系北祁連加里東優(yōu)地槽褶皺帶中的走廊南山南坡復(fù)背斜和托勒山復(fù)向斜的中段，斷裂活動(dòng)十分強(qiáng)烈，且具有多期復(fù)活特點(diǎn)，而后期斷裂又有明顯的繼承性，使斷裂系統(tǒng)更趨復(fù)雜化。從級(jí)別上看，既有深切上地幔的深斷裂，又有橫貫全區(qū)的復(fù)活斷裂，更有密集分布的一般斷裂。從空間展布態(tài)勢、組合特點(diǎn)看更是多種多樣，組成一個(gè)復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)。

1.3地?zé)岬刭|(zhì)狀況

勘查區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，加里東運(yùn)動(dòng)、華力西運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)在區(qū)內(nèi)都有表現(xiàn)，其中以加里東運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈，其基本特征為以第四系松散層及滲透性差的白堊系為蓋層，侏羅系為熱儲(chǔ)層，總的構(gòu)造線方向?yàn)楸蔽魑飨?、北北西向，斷層間相互交錯(cuò)，祁連地區(qū)屬受斷裂構(gòu)造控制的對(duì)流型地?zé)崽?，其熱量主要來自大地?zé)崃骷訙?、深循環(huán)地下水、斷裂構(gòu)造的熱對(duì)流三個(gè)方面，這些構(gòu)成了勘查區(qū)的儲(chǔ)熱、導(dǎo)熱的基本條件。青海省熱水活動(dòng)主要受北北西向斷裂所控制，并成串珠狀分布。正是由于北西西和北北西向斷裂交互作用控制著青海熱水分布，溫度較高地區(qū)主要密集在不同構(gòu)造體系的交接復(fù)合部位和同一構(gòu)造體系的轉(zhuǎn)折部位(如圖1)。

1 區(qū)域深大斷裂；2 控?zé)釘嗔褞В? 溫泉及水溫；4 地?zé)徙@孔及孔底溫度

圖1區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)

故根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T 11615 2010)將勘查區(qū)劃分為受斷裂構(gòu)造控制的對(duì)流型Ⅱ-2型中低溫地?zé)崽?，熱?chǔ)呈帶狀展布，地?zé)崧癫靥卣饕妶D2。

圖2 勘查區(qū)地?zé)崮Ｐ?/p>

2 研究技術(shù)方法

2.1研究技術(shù)原則及技術(shù)路線

1)研究技術(shù)的原則：“收集資料，深入分析研究”、“多技術(shù)方法相結(jié)合”、“先地面后物探”、“地面調(diào)查和物探綜合分析確定孔位”“以探為主，探采結(jié)合”的原則。

2)技術(shù)路線：在充分收集分析已有資料及地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，及時(shí)合理調(diào)整物探布設(shè)方案，進(jìn)行地球物理勘探；綜合分析上述取得資料確定宜井地段，進(jìn)行地?zé)徙@探、抽放水試驗(yàn)、樣品測試等工作，查明地?zé)針?gòu)造特征、熱儲(chǔ)埋藏條件、地層結(jié)構(gòu)等，并獲取地?zé)豳Y源量評(píng)價(jià)計(jì)算所需參數(shù)；而后結(jié)合取得的地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查和地球物理勘探成果，對(duì)地?zé)豳Y源量進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出開發(fā)利用建議，本次項(xiàng)目技術(shù)路線見圖3。

圖3 技術(shù)路線

2.2工作方法

2.2.1 地?zé)岬刭|(zhì)的調(diào)查

在充分利用區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料的基礎(chǔ)上，以1∶5萬地形圖為底圖，采用路線穿越法與界線追索法相結(jié)合，調(diào)查沿線的地層巖性變化、地質(zhì)構(gòu)造特征、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地形地貌、水文地質(zhì)條件、地表熱異常點(diǎn)，采集必要的樣品，拍攝影像記錄，做好沿途記錄工作。重點(diǎn)進(jìn)行地?zé)岬刭|(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造及地?zé)岙惓｜c(diǎn)調(diào)查，查清地?zé)岙惓｜c(diǎn)(區(qū))附近斷層構(gòu)造展布方向、性質(zhì)及其相互關(guān)系。

2.2.2 地?zé)岬刭|(zhì)鉆探

本次地?zé)徙@孔深度為1 500 m，目的在于初步查明八寶鎮(zhèn)地區(qū)的地質(zhì)條件、熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、地層巖性、地溫變化、熱儲(chǔ)滲透性，通過樣品測試工作取得流體物理性質(zhì)、化學(xué)組份等資料，并通過測井和水文地質(zhì)試驗(yàn)取得熱儲(chǔ)資源量及地?zé)崃黧w可開采資源量計(jì)算所需的參數(shù)。鉆探技術(shù)設(shè)計(jì)孔為1 500 m，成井口徑：0～250 m為500 mm，分兩次鉆進(jìn)，井深1 500 m，每100 m進(jìn)行定深取巖心一次，回次長度為3 m，定深取芯工作量為45 m/15次。通過地?zé)岬刭|(zhì)鉆探主要是揭露地層結(jié)構(gòu)、熱儲(chǔ)埋藏深度、巖性、厚度、地?zé)崃黧w溫度及化學(xué)組份，鉆進(jìn)過程中合理使用沖洗液，盡量采用近平衡鉆進(jìn)，以防堵塞和污染熱儲(chǔ)層，進(jìn)行簡易水文地質(zhì)觀測，每進(jìn)尺100 m做定深測溫一次，利用數(shù)字測溫儀進(jìn)行定深測溫，然后進(jìn)行孔斜、孔深校正、下管、止水、洗井。

2.2.3 抽(放)水試驗(yàn)、水樣采集與分析

進(jìn)行三個(gè)落程的穩(wěn)定流地?zé)峋?放)水試驗(yàn)，大落程為S，中落程為2/3S，小落程為1/3S，抽(放)水試驗(yàn)3落程/1孔。

本次樣品采集在DR1號(hào)地?zé)徙@孔、調(diào)查泉水、河流內(nèi)進(jìn)行，主要采取全分析6組、放射性3組、理療熱礦泉水分析3組、穩(wěn)定同位素(2H、18O)3組、年齡同位素(3H)3組、巖芯測試樣10組(密度、比熱容、熱導(dǎo)率、滲透率、孔隙率)。樣品采集與分析工作量布置詳見表1。

表1 樣品測試分析

2.3地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算與確定

前文已述及祁連縣地?zé)崽镱愋蛻?yīng)屬于主要受斷裂構(gòu)造控制呈帶狀分布的地?zé)崽?，熱?chǔ)呈帶狀展布，根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T 11615 2010)劃分為Ⅱ-2型中低溫地?zé)崽铮搭A(yù)可行性勘查要求，采用熱儲(chǔ)法對(duì)勘查區(qū)地?zé)豳Y源進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)時(shí)參考《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》(DZ40-89)，并根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)鉆探及樣品測試所采集的數(shù)據(jù)做資源量評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果與分析

3.1技術(shù)結(jié)果與分析

在可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)技術(shù)野外工作中，通過增加疊加次數(shù)、選擇好的工作時(shí)段、采集過程中對(duì)時(shí)序曲線的實(shí)時(shí)監(jiān)測、重復(fù)測量等多種手段來保障原始數(shù)據(jù)的可靠性，檢查點(diǎn)數(shù)不得少于全工區(qū)測點(diǎn)的3%，并在測區(qū)內(nèi)大體均勻分布，在異常區(qū)段必須有一定數(shù)量的檢查點(diǎn)，檢查點(diǎn)與被檢查點(diǎn)的卡尼亞視電阻率(ρxy)曲線和相位(φxy)曲線，應(yīng)形態(tài)一致，卡尼亞視電阻率和相位曲線的誤差計(jì)算公式采用(1)和(2)式，卡尼亞電阻率均方相對(duì)誤差不大于7%，相位絕對(duì)均方誤差不大于2(°)。

(1)

(2)

其中n——參與計(jì)算的總頻點(diǎn)數(shù)；

ρi——為觀測第i個(gè)頻點(diǎn)視電阻率值，Ω·m；

ρi′——為檢查觀測第i個(gè)頻點(diǎn)視電阻率值，Ω·m；

φi——為觀測第i個(gè)頻點(diǎn)的相位值，(°)；

φi′——為檢查觀測第i個(gè)頻點(diǎn)相位值，(°)；

σ——為視電阻率相對(duì)均方誤差；

δ——阻抗相位絕對(duì)均方誤差，(°)。

3.2結(jié)果討論

3.2.1 可控源音頻大地電磁測深

侏羅系、白堊系砂巖推測厚度，Ⅰ-Ⅰ’剖面厚度約為400～1 000 m，Ⅱ-Ⅱ’剖面厚度約為100～1 400 m，Ⅲ-Ⅲ’剖面厚度約為800～1 700 m，Ⅳ-Ⅳ’剖面厚度約為300～1 000 m，Ⅴ-Ⅴ’剖面厚度約為600～1 200 m，詳見CSAMT測量報(bào)告。

根據(jù)已完成的物探剖面視電阻率剖面圖和推斷顯示，部分異常或斷裂構(gòu)造具有相關(guān)性，可能為同一構(gòu)造引起。其中F1斷裂、F4斷裂、F5斷裂、F6斷裂、F7斷裂、F8斷裂在地表有直接或間接顯示為推斷斷裂構(gòu)造，F(xiàn)9斷裂、F10斷裂為推測斷裂構(gòu)造。F4斷裂在重力資料和磁測資料中都有顯示。F1斷裂、F6斷裂、F7斷裂、F8斷裂在重力資料中有顯示。

F1斷裂，該斷裂構(gòu)造僅在Ⅰ-Ⅰ’線有顯示。在野外出露于馬拉河，走向北西，傾向南西，傾角較大，延伸約1 600 m。

F4斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅰ-Ⅰ’線有顯示。在野外可見天橋山出有出露。但是Ⅲ-Ⅲ’線干擾較大，不能確定去具體位置。結(jié)合野外情況，推測斷裂走向北西。根據(jù)視電阻率剖面圖，結(jié)合野外實(shí)測產(chǎn)狀，可以看出該斷裂傾向北東，延伸約1 500 m。

F5斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅰ-Ⅰ’、Ⅳ-Ⅳ’和Ⅴ-Ⅴ’線都有明顯顯示，但在Ⅱ-Ⅱ’線顯示不明顯。在平面圖上連接這幾個(gè)異常點(diǎn)，可以看出，該斷裂走向北北西向；再結(jié)合Ⅰ-Ⅰ’、Ⅳ-Ⅳ’和Ⅴ-Ⅴ’線視電阻率剖面圖，可以看出該斷裂上部傾向東，傾角很大，下部傾角陡立，延伸較深。

F6斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅰ-Ⅰ’線22號(hào)點(diǎn)有顯示。根據(jù)視電阻率剖面圖，可以看出該斷裂傾向南西，走向北西。

F7斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅰ-Ⅰ’線264號(hào)點(diǎn)有顯示。根據(jù)視電阻率剖面圖，可以看出該斷裂傾向西，延伸較深，走向北東。

F8斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅰ-Ⅰ’和Ⅳ-Ⅳ’線有顯示。在平面上連接著幾個(gè)異常點(diǎn)，可以看出，該斷裂走向北西西，傾向北東，傾角較大，在Ⅰ-Ⅰ’和Ⅳ-Ⅳ’線都延伸較深。

F9斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅰ-Ⅰ’線和Ⅴ-Ⅴ’線有顯示。根據(jù)視電阻率剖面圖，可以看出該斷裂傾向南西，傾角較大，走向北西西向，延伸約1 600 m。

F10斷裂，該斷裂構(gòu)造在Ⅱ-Ⅱ’深部有顯示，未出露在物探剖面表面。該斷裂傾向北東，傾角較大，延伸約1 400 m。

3.2.2 地?zé)岬刭|(zhì)勘探

祁連地區(qū)熱儲(chǔ)系統(tǒng)區(qū)域熱力中心在瓦里貢山構(gòu)造帶，這一點(diǎn)與瓦里貢山構(gòu)造帶巖漿巖分布最廣是相一致的。說明北西向斷裂構(gòu)造應(yīng)為深大軟流層的深大斷裂，也是區(qū)域地?zé)釤嵩赐ǖ馈?/p>

本次物探工作發(fā)現(xiàn)的深大斷裂有F8。F8工區(qū)內(nèi)由營盤臺(tái)村向冰溝村北側(cè)延伸，走向北西向，傾角較陡。該斷裂在冰溝村北側(cè)地盤子磷礦化點(diǎn)附近被后期的斷裂F5錯(cuò)斷。地質(zhì)上在斷裂交匯處多見泉水出露。綜上，認(rèn)為F8屬于瓦里貢山導(dǎo)熱斷裂帶，在冰溝村附近被斷裂F5錯(cuò)斷，形成了較大范圍的斷層破碎帶，具有地下水深部對(duì)流循環(huán)的條件。因此從物探角度分析該2條斷裂切割部位為有利的熱源位置。F5屬于導(dǎo)熱斷裂帶，在冰溝村附近切割F8等斷裂，形成了較大范圍的斷層破碎帶，具有地下水深部對(duì)流循環(huán)的條件。

勘查區(qū)的地?zé)岙惓＃嚎辈閰^(qū)的地?zé)豳Y源主要受北北西向及北西西向斷裂構(gòu)造控制，在斷裂帶上有多處地表熱顯示，勘查區(qū)表現(xiàn)為F5錯(cuò)斷F8處，泉水線裝溢出?？辈閰^(qū)泉水統(tǒng)計(jì)表見表2、圖4、表3。

表2 勘查區(qū)泉水統(tǒng)計(jì)

由表2、圖4可看出勘查區(qū)泉水的溫度大部分分布在7～9℃，基本上分布在冰溝坡腳、斷層谷、溝谷坡腳、溝谷、河谷等地貌部位，而在斜坡部位溫度為0℃或1℃，由此可推斷出水溫和地貌結(jié)構(gòu)有關(guān)，地?zé)岬刭|(zhì)巖性主要以地層以礫巖、砂巖為主。勘查區(qū)位于八寶河谷與冰溝村處，流量分布不均，D83處的流量最高為4.239 L/s,其余基本分布在0.054 ～1.763 L/s間，這與大氣降水和人工開采的影響有關(guān)，根據(jù)八寶河河谷區(qū)位于上柳溝侵入巖巖脈東延段上，構(gòu)造密集，裂隙發(fā)育，蓋層條件差，受河水影響大，以淺循環(huán)為主，泉水出露多，流量大，熱儲(chǔ)條件差的特點(diǎn)，分析勘查區(qū)F5斷裂的上熱顯示泉，其成因均與北西西向斷裂有關(guān)，地下水順斷裂破碎帶上升，在地表溢出成上升泉，勘查區(qū)地?zé)岙惓Ｅc北西西向斷裂構(gòu)造密切相關(guān)。

圖4 勘查區(qū)水溫流量統(tǒng)計(jì)

由表3得出剛查縣、貴德縣溫泉水溫大于42℃，最高可達(dá)93℃，具有良好的地?zé)豳Y源，在勘查區(qū)范圍內(nèi)，水溫基本在8～16℃間，有冰溝村溫泉、紅崖灣溫泉、東草臺(tái)溫泉、八寶河溫泉，根據(jù)圖表顯示，溫度越高礦化度越大，礦化度大的泉水可能造成管道堵塞或形成結(jié)晶鹽；冰溝村的泉水陰陽離子的濃度明顯大于其他地區(qū)，鉀鈣鈉等礦物元素能夠補(bǔ)充人體微量的必要元素，冰河溝北的CO32-濃度最高為168.06 mg/L，高濃度的碳酸根離子能夠改

善心血管功能，改善血液循環(huán)，碳酸泉浴常用于皮膚的治療，如慢性濕疹、神經(jīng)性皮炎等，同時(shí)能夠增強(qiáng)人體的代謝功能；泉水的pH值分布在7～8之間，屬于中性或弱堿性水，為比較適宜的pH值，但冰河溝村的的pH值最高達(dá)到9.42，具有高堿度，增強(qiáng)人體免疫力的同時(shí)會(huì)刺激皮膚；根據(jù)水化學(xué)類型推斷，地?zé)豳Y源大致可分為重碳酸鈣型、重碳酸硫酸鈣鎂型、硫酸碳酸鈣型、碳酸鈣型、硫酸氯鈉型、硫酸鈉型，勘查區(qū)冰河溝村屬于重碳酸鈣型、重碳酸硫酸鈣鎂型，地?zé)徙@探區(qū)冰河溝北鉀7.00 mg/L，鎂3.65 mg/L，據(jù)鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算，熱儲(chǔ)溫度70.79℃。

綜上所述，前文已經(jīng)分析了勘查區(qū)熱儲(chǔ)的“儲(chǔ)、蓋、導(dǎo)、源”特征，基本特征為滲透性差的白堊系、侏羅系為蓋層，寒武系為熱儲(chǔ)層，北西西、北北西向斷裂為導(dǎo)水導(dǎo)熱通道，深循環(huán)地下水、斷裂構(gòu)造的熱對(duì)流等為熱源。故根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T 11615 2010)將勘查區(qū)劃分為受斷裂構(gòu)造控制的對(duì)流型Ⅱ-3型中低溫地?zé)崽?，兼有層狀熱?chǔ)和帶狀熱儲(chǔ)特征。通過該處鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算，熱儲(chǔ)溫度70.79℃，該處地?zé)峋疁乜梢源笥?0℃。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及本次調(diào)查成果，區(qū)內(nèi)構(gòu)造破裂帶脈狀水構(gòu)成了富水帶，泉流量一般1～3 L/s，因此地?zé)峋坑型_(dá)到500 m3/d。

表3 勘查區(qū)泉水水化學(xué)統(tǒng)計(jì)表

3.3綠色勘查

項(xiàng)目實(shí)施過程中預(yù)計(jì)形成的環(huán)境問題：鉆機(jī)進(jìn)場、工程期間車輛運(yùn)行、營地建設(shè)等過程，會(huì)造成沿途及營地內(nèi)草場破壞；泥漿坑的開挖，會(huì)破壞局部草場；遺棄的廢泥漿，會(huì)造成地下水等受到污染；抽水試驗(yàn)中產(chǎn)生的廢熱水，若直接排放，會(huì)沖蝕地面，破壞草皮，影響沿途環(huán)境；野外調(diào)查及地球物理勘探階段，車輛在草地上穿行時(shí)，對(duì)植物造成破壞；人員在野外調(diào)查過程中，對(duì)莊稼、農(nóng)田的破壞；人員野外調(diào)查過程中產(chǎn)生的各種生活垃圾及廢物污染環(huán)境；生活中主要產(chǎn)生廢紙、塑料袋、廢舊電池、墨盒、生活污水等污染物對(duì)環(huán)境造成影響。

實(shí)施綠色勘查的方法手段及環(huán)保措施：為減少生態(tài)環(huán)境破壞，嚴(yán)格限定車輛行駛路線，嚴(yán)禁獵捕野生動(dòng)物，設(shè)立野生動(dòng)物保護(hù)標(biāo)示；為減少施工廢水的影響，使用架空的泥漿箱循環(huán)并收集泥漿，將泥漿自然風(fēng)干后就地掩埋，設(shè)置隔油池，產(chǎn)生的油渣定期填埋，泥漿中的廢水自然蒸發(fā)，通過修建防滲旱廁收集；為減少廢氣、固體廢物、噪聲的影響，在施工場地內(nèi)灑水降塵，集中清理收集后送至縣城內(nèi)指定地點(diǎn)，使用低躁設(shè)備，盡量在白天進(jìn)行高噪聲作業(yè)。

4 結(jié) 論

本文通過前期收集前人對(duì)八寶河谷及外圍地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)及相關(guān)物探、遙感解譯等資料，做二次開發(fā)利用工作，初步分析研究勘查區(qū)地?zé)岙惓｜c(diǎn)的形成機(jī)制及分布規(guī)律；通過地面調(diào)查工作，查明勘查區(qū)地下熱水的天然(人工)露頭特征、利用現(xiàn)狀、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造等，結(jié)合地球物理勘探資料圈出勘查區(qū)內(nèi)地?zé)釁^(qū)分布范圍，初步確定熱儲(chǔ)、蓋層、熱源控制構(gòu)造及熱儲(chǔ)類型，并基本查清河谷基底埋深及起伏結(jié)構(gòu)；通過一處地?zé)岬刭|(zhì)鉆探，進(jìn)一步確定地層結(jié)構(gòu)、熱儲(chǔ)埋藏條件、厚度、熱儲(chǔ)特征、地?zé)崃黧w溫度及地?zé)崃黧w的化學(xué)組分，并進(jìn)行測井及抽(放)水試驗(yàn)初步評(píng)價(jià)地?zé)豳Y源量。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及本次調(diào)查成果，分析勘查區(qū)祁連縣地?zé)針?gòu)造特征為受斷裂構(gòu)造控制的對(duì)流型Ⅱ-3型中低溫地?zé)崽?，兼有層狀熱?chǔ)和帶狀熱儲(chǔ)特征，通過該處鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算，熱儲(chǔ)溫度70.79℃，該處地?zé)峋疁乜梢源笥?0℃，區(qū)內(nèi)構(gòu)造破裂帶脈狀水構(gòu)成了富水帶，泉流量一般1～3 L/s，因此地?zé)峋坑型_(dá)到500 m3/d，進(jìn)而指導(dǎo)祁連縣的城鎮(zhèn)規(guī)劃，服務(wù)當(dāng)?shù)芈糜渭吧鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在地質(zhì)、水文地質(zhì)勘查的過程中未做有效的環(huán)境保護(hù)措施，造成了一定程度上的污染，主要為鉆探、地面調(diào)查過程中的植被破壞、泥漿污染環(huán)境等，本次工作在該方面做到改進(jìn)，以達(dá)到綠色勘查的目的。

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AnExplorationonGeothermalResourcesandEnvironmentalAssessmentinQilianCountyofQinghaiProvince

JING Yanquan1,2, SHEN Chunqiang1,2, CHEN Jianmin1,2, KANG Shuxin3, LUO Pingping3

(1.No. 908GeologicalTeamofHydrogeologicalEngineeringofShanxiProvince,Xi'an,Shanxi710600,China; 2.GeologyandMiningDepartmentofGeologicalEngineeringSurveyInstitute,Xi'an,Shanxi710600,China; 3.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,Chang'anUniversity,Xi'an,Shanxi710054,China)

Qilian County in Qinghai province is an important ecological tourist destination. It is located in northern Hexi Corridor, South Lake chain crossing location with "three circle line" tourism strategic layout in "north line" of core position is an important gateway to an important traffic hub in Qinghai. I think its tourism resources is of development potential. The proposed County of Qilian City in geothermal resources exploration of feasibility will be in geothermal and geological drilling with pumping test, including water test, heat reservoir structure parameters and chemical composition. The exploration area of Qilian County will be taken as the tectonic characteristics of geothermal convection type II controlled by fracture structure of Ⅱ-3 type in low temperature geothermal field. It makes evaluation of underground water resources in the area according to regional hydrological data and the survey results. Through the calculation of potassium magnesium geo-thermometer, heat storage temperature will be 70.79℃. Geothermal water temperature can be higher than 50℃ with tectonic fracture zone constit-utes a rich vein water hose. Spring flow is generally 1 ～ 3 L/s. Geothermal well water is expected to reach 500 m3/d. Then, we can guide the urban planning in Qilian County to sere the local tourism and social economic development to achieve the purpose of green exploration.

Qilian County; Geothermal resources; Green exploration

2017-07-19

國家自然科學(xué)基金(71603087)。

井延泉(1976-)，男，河南人，水工環(huán)地質(zhì)工程師，研究方向：水文地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害，手機(jī)：13709128276，E-mail：324638267@qq.com.

TK529

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.033