河北省山區(qū)地?zé)豳Y源形成機(jī)制

■呂文斌 康琳 趙陽 李麗 王琰

（河北省地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊(duì) 河北 衡水053000）

河北省山區(qū)地?zé)豳Y源形成機(jī)制

■呂文斌 康琳 趙陽 李麗 王琰

（河北省地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊(duì) 河北 衡水053000）

本文從熱源、水源和熱水通道三個(gè)方面闡述了河北省山區(qū)地?zé)豳Y源的形成機(jī)制，為更好的尋找和利用好當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源，以及后期地?zé)崽锏纳钊胙芯考伴_發(fā)利用提供重要的科學(xué)依據(jù)。

河北省山區(qū)地?zé)釞C(jī)制

地?zé)豳Y源是一種可再生的清潔能源，在我省分布廣泛、資源儲量豐富，當(dāng)前面臨“能源危機(jī)”，“科學(xué)發(fā)展觀”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”理念的提出，為地?zé)豳Y源的開發(fā)和利用提供了良好的契機(jī)。而地?zé)豳Y源的勘查、合理開發(fā)及有效利用首先需要我們對地?zé)豳Y源的形成機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)了解，本文從三個(gè)方面加以說明河北省山區(qū)地?zé)豳Y源的形成機(jī)制。

1 熱源

山區(qū)地?zé)岬臒嵩粗饕獊碜陨系蒯：突◢弾r殼的放射性元素衰變產(chǎn)熱。山區(qū)地下熱水的分布與深部構(gòu)造有著密切的相關(guān)性。河北省山區(qū)可分為三個(gè)深部構(gòu)造區(qū)：一是恒山－壩上高原幔拗，分布在豐寧－張家口一線以北。在地貌上包括壩上高原和部分壩下山間盆地。淺層構(gòu)造為相對穩(wěn)定區(qū)，太古代－早元古代結(jié)晶基底廣泛出露，沉積蓋層千米左右。莫氏面整體呈現(xiàn)一向西北逐漸加深的上地幔拗陷，埋藏深度大于43km。此區(qū)基本無地?zé)岙惓ｏ@示；二是太行山?？?，總體以北北東－南南西向的帶狀斜貫全區(qū)，地表部反映為一宏偉的深斷裂帶。該構(gòu)造帶寬80～150km，自東向西莫氏面陡降3～5km；三是燕山幔階，分布在太行山?？矕|側(cè)的燕山地區(qū)。該區(qū)的莫氏面形態(tài)，大體為一由南向北下降的階梯狀。太行山幔坎和燕山幔階區(qū)是山區(qū)地?zé)岬闹饕植紖^(qū)。

2 水源

基巖斷裂帶熱儲熱水δD、δ18O資料反映出熱水的補(bǔ)給來源為大氣降水。秦皇島市根據(jù)地下熱水和當(dāng)?shù)亟邓姆€(wěn)定同位素資料計(jì)算的地下熱水的補(bǔ)給高程一般在1000～2000m，即熱水來源于溫泉或地?zé)岙惓^(qū)上游低中山區(qū)的大氣降水。

表1 秦皇島市典型地下熱水比例系數(shù)計(jì)算表

秦皇島市山前平原地下熱水中混入了部分“古海水”。Cl-和Br是海水的指標(biāo)元素。山前地帶地下熱水中的Cl-、Br含量均是山區(qū)地下熱水中的Cl-、Br含量的30余倍，反映熱水中有海水混入；通過地下熱水中rNa/rCl比例系數(shù)也能說明這個(gè)問題。見表1。

秦皇島海域海水rNa/rCl比值為0.87，山區(qū)熱水的rNa/rCl比值明顯比海水大，反映了溶濾水特征，說明熱水補(bǔ)給與海水無關(guān)；山前地帶熱水的rNa/rCl比值比海水稍小，表明熱水的補(bǔ)給與海水或與“古海水”有關(guān)的海相沉積物中的沉積水有一定關(guān)系，同時(shí)也反映了熱水受到混合作用、溶濾作用的共同影響。

3 熱水通道

地殼深部熱量一般通過兩種方式向地表傳遞：一是沿深大斷裂帶以水為載體，以水熱對流形式將深部熱量傳送到地表；二是通過各種巖層以熱傳導(dǎo)形式將深部熱量傳遞到地表。河北省山區(qū)地?zé)岬姆植季苌畲髷嗔褞Э刂?，深大斷裂帶成為地下熱水的主要通道。如尚義－赤城－隆化深斷裂帶附近出露湯泉、塘子廟溫泉、三道營湯泉、開湯泉、洪湯寺湯泉等近10處溫泉，水溫達(dá)60～98℃；上黃旗－烏龍溝深斷裂附近出露湯泉、塘子廟溫泉、后郝窯地?zé)崽?、五營梁地?zé)崽锏?，水?8～88.6℃；紫荊關(guān)－靈山深斷裂附近出露平山溫塘，水溫達(dá)73.5℃；在遵化－遷安－撫寧－山海關(guān)斷裂帶附近出露遵化湯泉、安各莊地?zé)岙惓^(qū)、崔莊溫泉、趙官莊地?zé)岙惓^(qū)、大泥河地?zé)岙惓^(qū)和桃園地?zé)岙惓^(qū)等，水溫38～64℃；在固安－昌黎大斷裂的東段分布曬甲坨、昌黎縣城地?zé)岙惓^(qū)；在馬市口－松枝口大斷裂附近分布澡洗塘和北洗冀地?zé)岙惓^(qū)；在壺流河斷裂附近分布卜南堡和北洗冀地?zé)岙惓^(qū)。

溫泉或地?zé)岙惓^(qū)沿?cái)嗔褞С蚀闋罘植?，而且主要分布在深大斷裂的交匯部位。在這些部位次級構(gòu)造極為發(fā)育，巖石破碎，地應(yīng)力相對減小，為深部熱水上涌提供了良好條件。

大氣降水或地表水在補(bǔ)給區(qū)沿深大斷裂帶補(bǔ)給地下水，斷裂帶中的地下水經(jīng)深循環(huán)加溫和水熱對流后沿?cái)嗔褞У膶?dǎo)水通道上涌，出露于地表形成溫泉，或滯留在淺部熱儲中形成地?zé)岙惓^(qū)。從溫泉的流量、水溫、水質(zhì)多年保持穩(wěn)定可反映出熱水的補(bǔ)給途徑較長、循環(huán)深度較大，具有地?zé)豳Y源的穩(wěn)定補(bǔ)給特性。

總之，本文從熱源、水源和熱水通道三個(gè)方面闡述了河北省山區(qū)地?zé)豳Y源的形成機(jī)制，為更好的尋找和利用好當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源，以及后期地?zé)崽锏纳钊胙芯考伴_發(fā)利用提供重要的科學(xué)依據(jù)。

[1]張德忠劉志剛盧紅柳.2013.河北地?zé)幔跰］.

[2]張德忠，黃庭文，盧紅柳，等.2001.河北省地?zé)豳Y源勘查開發(fā)利用規(guī)劃研究報(bào)告［R］.

[3]蘇永強(qiáng)，黃庭文，王全凱，等.2006.河北省地?zé)豳Y源開發(fā)利用調(diào)查與評價(jià)報(bào)告［R］.

[4]劉忠凱，呂文斌，等2015.河北省地?zé)豳Y源開發(fā)利用調(diào)查評價(jià)報(bào)告［R］.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-468-1

呂文斌（1988～），男，助理工程師，本科，專技人員，研究方向?yàn)樗牡刭|(zhì)勘查。