江蘇連云港江寧工業(yè)園區(qū)塊地?zé)岬刭|(zhì)特征與地?zé)徇h(yuǎn)景評價(jià)研究

王陸超

(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 連云港 222023)

1 地層特征

研究區(qū)地層分區(qū)屬于華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)，連云港地層小區(qū)。研究區(qū)前第四紀(jì)地層僅出露新元古代云臺巖群，其主要分布于云臺山及周邊諸小山[1]。第四系分布在山間、溝谷地帶，主要?jiǎng)澐譃楦率榔菥捉M和全新世連云港組。

1)新元古代云臺巖群

研究區(qū)周邊僅出露云臺巖群變質(zhì)巖系，主要巖性為二長淺粒巖、鈉長淺粒巖、白云變粒巖、黑云變粒巖、黃鐵礦鈉長淺粒巖、云母片巖等，原巖為一套酸性火山—細(xì)碧巖—碎屑沉積巖，經(jīng)歷了早期的綠簾—藍(lán)片巖相變質(zhì)和晚期的綠片巖相變質(zhì)作用疊加，厚度大于3 408 m。

2)中元古代錦屏巖群

研究區(qū)周邊未見出露，主要巖性為大理巖、白云質(zhì)大理巖、磷灰石巖、白云變粒巖、黑云變粒巖、石英巖、云母片巖等，厚度大于348 m。

3)新生界

新生界主要?jiǎng)澐譃楦陆y(tǒng)戚咀組和全新統(tǒng)連云港組。戚咀組主要發(fā)育在中云臺山山麓，地貌上往往構(gòu)成沖坡積扇的后緣頂部或前緣，成因以沖坡積為主。沉積物呈棕黃、黃褐、淺黃等色，可明顯分為上、下兩部分。下部為含礫砂質(zhì)粘土；上部為砂質(zhì)粘土、亞粘土或粘土質(zhì)砂。厚度一般小于30 m。連云港組研究區(qū)分布較多，主要為砂礫石、砂、砂土、含砂淤泥。

2 構(gòu)造特征

根據(jù)區(qū)域地球物理和遙感圖像判讀以及鉆探等資料的分析研究，連云港市周邊區(qū)域主要存在NE、NNE、NW、NNW和EW向隱伏斷層，其中以NNE和NW向兩組斷層最為發(fā)育，時(shí)代均屬中、新生代。研究區(qū)位于燒香河NE向斷層北部，北部是云臺巖群出露的云臺諸山，NE向展布的山體被NW向斷層切割分離成前云臺山、中云臺山和后云臺山。云臺巖群露頭除有大量的韌性剪切帶外，還發(fā)育有NW、NNE、NE向的節(jié)理群，其中NW向節(jié)理群最為發(fā)育，控制了大型沖溝、陡壁和山脊等特殊微地貌景觀[2]。

1)朱曹—小板橋NW向斷層

該斷層橫穿研究區(qū)，對于尋找斷裂具有極大借鑒意義。其主要位于前云臺山與后云臺山之間NW向大溝沖溝部位，自小板橋西側(cè)沖溝，經(jīng)朱曹、馬山，可能達(dá)臨洪口附近，走向307(°)。推測為一正斷層。

2)燒香河斷層

該斷層位于云臺山山體SE側(cè)，大體沿?zé)愫诱共?。長約32 km，總長約120 km，走向NE50(°)，傾向SE，傾角約60(°)～70(°)。

3)排淡河NW向正斷層

該斷層位于中云臺山與后云臺山之間沖溝靠近后云臺山一側(cè)，大體沿山腳前緣分布。推測向NW方向延伸入海，走向300(°)，傾向SW，傾角60(°)，長約20 km。

4)連云港港口海域NW向正斷層

在東西連島和港口有NW向陡立等值線通過。等值線雖不十分密集，但方向性很強(qiáng)。另外，在港口建設(shè)時(shí)，于港口海域鉆口中發(fā)現(xiàn)了新近系沉積物。為此，推測在港口與連島之間的NW向海域中，可能存在一個(gè)新近系沉積盆地，其兩側(cè)邊界即為推測的NW向同沉積斷層。

5)猴咀鎮(zhèn)—南城鎮(zhèn)斷層

該斷層位于猴咀鎮(zhèn)至南城鎮(zhèn)一線，向北延向海域，向南延至吳集一帶。長度超過30 km，走向NNE，傾向SE，傾角75(°)。據(jù)江蘇省地震局資料，在新灘北跨斷層工作的人工地震剖面，顯示有兩條斷層組成。斷層氣測量亦表明斷層存在。

6)贛榆—張灣斷層

位于贛榆青河口閘，向南經(jīng)廿圩、羅陽、張灣一線，走向NNE，傾向SE，傾角56(°)～70(°)。

3 水文地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)地下水的賦存條件及分布規(guī)律與區(qū)域斷裂構(gòu)造、巖石類型及地形地貌有著密切關(guān)系?？刂扑牡刭|(zhì)條件的主要構(gòu)造為北北東向郯廬斷裂帶。研究區(qū)內(nèi)地下水大致可劃分松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種基本類型[3]。針對本次地?zé)嵴{(diào)查工作，松散巖類孔隙水埋藏較淺，不具備熱儲(chǔ)條件，因此重點(diǎn)調(diào)查基巖裂隙含水組。

1)松散巖類孔隙水

分布較廣，主要以坡積沖洪基中粗砂夾亞粘土及砂礫石構(gòu)成含水層，水位埋深受地形條件影響，但總體較淺，以小于20 m為主，單井涌水量100～1 000 m3/d，礦化度大于3 g/L，為咸水—半咸水。

2)基巖裂隙水

基巖風(fēng)化孔隙裂隙水，風(fēng)化帶深度一般10～15 m，單個(gè)裂隙寬度0.5～20 mm，延續(xù)性及透水性良好，受季節(jié)影響大，由中云臺、西云臺分水嶺段大氣降水滲補(bǔ)，溝谷匯聚，山腳泉溢，水循環(huán)交替強(qiáng)烈，水質(zhì)較好，礦化度小于1 g/L。

構(gòu)造裂隙水，由大氣降水及臨區(qū)滲補(bǔ)，受構(gòu)造性質(zhì)及發(fā)育程度影響大，儲(chǔ)水構(gòu)造主要為斷裂破碎帶及風(fēng)化帶阻水型儲(chǔ)水構(gòu)造，裂隙不發(fā)育地段為天然的阻水帷幕，局部地區(qū)富水性較強(qiáng)，單井用水量可達(dá)300～1 000 m3/d。

4 可控源音頻大地電磁測深成果綜合解譯

可控源音頻大地電磁測深一維反演是單測點(diǎn)垂向反演，二維反演是單測點(diǎn)結(jié)合相鄰多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合反演，視電阻率圖、阻抗相位圖可以反映未經(jīng)反演實(shí)測數(shù)據(jù)的基本情況，因此一維反演、視電阻率、阻抗相位能夠較好的反映斷裂位置，二維反演能夠較好的反映斷裂傾角、地層展布情況等信息。

在可控源音頻大地電磁測深L2～L5四條平行測線上，有比較一致的、特征明顯的斷裂構(gòu)造反映，L2測線10～15號測點(diǎn)、L3測線14～18號測點(diǎn)、L4測線29～33號測點(diǎn)、L5測線的10～13號測點(diǎn)在二維反演成果圖上與兩側(cè)電性差異明顯，電阻率等值線密集變化。此外在與5條測線垂直的L6測線上，以25～27號測點(diǎn)為界，剖面兩側(cè)電阻率存在差異。依據(jù)以上電性變化特征推斷研究區(qū)內(nèi)存在一條斷裂KF1(圖1)，穿過L2、L3、L4、L5、L6測線，與L2、L3、L4、L5交角較大近似正交，斷裂的形態(tài)反映較好，與L6交角很小，斷裂傾向顯示不明顯，但可以看出以KF1為界，大號點(diǎn)一側(cè)比小號點(diǎn)一側(cè)整體電阻率要低，應(yīng)為KF1向大號點(diǎn)傾斜的反映，推測KF1走向NW，傾向NE，推測在淺部斷裂較陡，傾角約80(°)，斷裂深部逐漸變緩，推測傾角40(°)左右，推斷KF1是朱曹—小板橋斷裂在工區(qū)內(nèi)的反映。

圖1 可控源音頻大地電磁測深斷裂構(gòu)造解譯成果

需要說明的是，在L1的1～10號點(diǎn)下方存在一個(gè)向小號點(diǎn)傾斜的低阻帶，延伸到約1 000 m深，從形態(tài)上看疑似有斷裂存在，但考慮到當(dāng)時(shí)的測量環(huán)境，此處有巨大高壓線斜穿測線，周邊測點(diǎn)必然受到此人工電磁場的影響，所以不能斷定此處存在斷裂。此外，L5的15～19號點(diǎn)也受到了高壓線的干擾，由于KF1斷裂在深部斜穿15～19號點(diǎn)，所以深部的斷裂形態(tài)可能受到影響。而且L5二維反演圖整體電阻率與L2、L3、L4剖面相比，整體電阻率要高些，推測也與高壓線的電磁干擾有關(guān)。

依據(jù)剖面二維反演圖的電性特征，結(jié)合地質(zhì)資料推測研究區(qū)地層特征如下：第一電性層主要反映為第四系蓋層，巖性為粘土砂土局部夾少量沙礫巖，厚度50～200 m，向中云臺山前有逐漸變薄趨勢。第二電性層主要反映為元古界地層，巖性以變質(zhì)巖為主，厚度2 300～2 450 m。

5 地?zé)岬刭|(zhì)條件綜合分析

5.1 地質(zhì)條件分析

研究區(qū)位于前云臺山和后云臺山之間的NW向大型沖溝部位，雖因第四系覆蓋未找到斷層的直接證據(jù)，但沖溝兩側(cè)巖石中NW向節(jié)理比較發(fā)育，證明了研究區(qū)存在NW向斷裂的可能。根據(jù)可控源音頻大地電磁測深解譯成果，在研究區(qū)內(nèi)KF1斷裂破碎帶寬50～200 m左右，斷裂走向NW，傾向NE，斷裂較陡，傾角約80(°)，從反演成果圖上看在研究區(qū)內(nèi)該斷裂切割深度可達(dá)1 800 m，本次工作多條可控源剖面都證實(shí)了此斷裂的存在，該斷裂低阻特征明顯，為研究區(qū)內(nèi)的主斷裂，推測在構(gòu)造斷裂帶中可能賦存地下熱水。

研究區(qū)前第四系地層僅出露新元古界云臺巖群，云臺巖群主要由各種類型的二長淺粒巖、鈉長淺粒巖、白云變粒巖、黑云變粒巖、黃鐵礦鈉長淺粒巖、云母片巖等組成，巖石極為致密、堅(jiān)硬，富水性較差。

5.2 地?zé)釛l件分析

1)熱源、水源

朱曹—小板橋(KF1)斷裂是區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一條規(guī)模較大的斷裂，NNW向構(gòu)造具有延伸遠(yuǎn)、寬度大、切割較深的特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)熱源主要來自地球內(nèi)部自然增溫，構(gòu)造是其主要溝通方式；導(dǎo)水構(gòu)造溝通淺部水源，是研究區(qū)地下熱水的主要補(bǔ)給來源，有望獲得水量大于200 m3/d的地?zé)崴Y源[4]。

2)熱儲(chǔ)層

研究區(qū)地處蘇魯造山帶南緣，地表廣泛出露新元古代云臺巖群，主要巖性為二長淺粒巖、鈉長淺粒巖、白云變粒巖、黑云變粒巖、黃鐵礦鈉長淺粒巖、云母片巖等，巖石極為致密、堅(jiān)硬，富水性較差。研究區(qū)內(nèi)存在一條切割深度可達(dá)1 800 m的KF1斷裂，即朱曹—小板橋斷裂，多條可控源音頻大地電磁測深成果都證實(shí)了此斷裂的存在，低阻特征明顯[5]，為研究區(qū)內(nèi)的主要斷裂，推測在構(gòu)造斷裂帶中賦存地下熱水。

3)蓋層

研究區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，第四系蓋層較薄，厚度約50 m，保溫能力較差，下伏元古界地層以變質(zhì)巖為主，巖石致密堅(jiān)硬，富水性較差，不具備良好蓋層條件。

4)通道

朱曹—小板橋(KF1)斷裂與變質(zhì)巖接觸帶是主要的溝通深部熱源、進(jìn)行地下水深循環(huán)的通道?？稻壦帢I(yè)廠區(qū)位于中云臺山山坡下，地勢較低，地下水補(bǔ)給條件好，可能反映朱曹—小板橋NNW斷裂具有一定導(dǎo)水、富水的特征。

5)地溫

距離研究區(qū)最近的溫泉為連云區(qū)西墅溫泉，成井深度2 503.25 m，井口水溫42℃，水量301 m3/d。根據(jù)本次研究，研究區(qū)常溫層深度為25 m，常溫為16.5℃，研究區(qū)地溫梯度在1.5～2.0℃/100 m之間。

6)地?zé)崮Ｐ?/p>

對流型地?zé)崴且詿醾鲗?dǎo)方式接收熱量，水介質(zhì)在原地被動(dòng)接收能量。在沒有附加熱源的條件下，主要是通過自然增溫，背景地溫梯度越高，地?zé)崴疁囟纫苍礁摺Ｈ绻嬖诟郊訜嵩?，往往伴隨地溫異常出現(xiàn)，地溫梯度明顯高于背景值[6]。

綜合分析研究區(qū)內(nèi)地?zé)豳|(zhì)條件，研究區(qū)地?zé)豳Y源應(yīng)屬于對流型地?zé)?。研究區(qū)地處連云港—泗陽斷塊內(nèi)，西側(cè)緊靠東海地?zé)岙惓^(qū)，是地溫條件優(yōu)越、地?zé)豳Y源相對較好的地區(qū)。為省地?zé)豳Y源分布5個(gè)地?zé)岙惓е皬]斷裂東側(cè)之東海—泗陽異常帶東海異常點(diǎn)，位于70 mW/m2熱流等值線上，且等值線分布較為稀松，其大地?zé)崃髦捣植驾^穩(wěn)定，局部地區(qū)形成異常高值區(qū)(如東海湯廟溫泉)。基底為新元古代云臺巖群，可能有中元古代錦屏巖群，地表大部分為較薄的第四系覆蓋。研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，具備較好的地?zé)岬刭|(zhì)條件。

6 結(jié) 論

研究區(qū)內(nèi)推薦一處地?zé)徇h(yuǎn)景區(qū)，本次鉆孔位置布設(shè)在L6測線后半段，L4與L6線相交的區(qū)域內(nèi)，具體為L4測線的32號點(diǎn)，命名為KT1。推測該鉆孔在50 m左右揭穿第四系蓋層，向下鉆遇新元古代云臺巖群，向下繼續(xù)鉆進(jìn)可能鉆遇中元古代錦屏巖群，推測于1 500～2 000 m深處鉆遇KF1斷裂，之后繼續(xù)向下鉆進(jìn)，揭穿中元古界錦屏巖群風(fēng)化殼借此適當(dāng)提高出水量，且隨著深度的增加溫度也隨著增高，最終設(shè)計(jì)井深預(yù)設(shè)2 000 m，在施工過程中進(jìn)行測井驗(yàn)證，尋找主斷裂。