王現(xiàn)國(guó) 李揚(yáng) 張曉麗 羅銳 葉建 何佳晨
摘 要:洛陽(yáng)龍門(mén)地?zé)崽镂挥诼尻?yáng)斷陷盆地西南部,依據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)資料,分析研究了龍門(mén)地?zé)崽镞吔纭⒖臻g分布特征、形成機(jī)制、地球物理化學(xué)特征、地?zé)崴疁囟葓?chǎng)、熱儲(chǔ)構(gòu)造發(fā)育特征,同時(shí)對(duì)龍門(mén)地?zé)崽锏責(zé)崴馁x存、運(yùn)移條件等進(jìn)行了分析探討。該地?zé)崽锏男纬墒艿刭|(zhì)構(gòu)造控制,屬構(gòu)造熱儲(chǔ)對(duì)流型地?zé)崽?,草店斷裂(F1)和魏灣斷裂(F2)為龍門(mén)地?zé)崽锏目責(zé)針?gòu)造,伊河斷層(F3)、朝陽(yáng)—首陽(yáng)山斷層(F4)為地?zé)崽锏膶?dǎo)熱、導(dǎo)水構(gòu)造,寒武系灰?guī)r為龍門(mén)地?zé)崽锏臒醿?chǔ)層,上覆數(shù)百米的二疊系、三疊系砂巖、泥巖互層為該地?zé)崽餆醿?chǔ)層的蓋層,龍門(mén)地?zé)崽锏責(zé)崴疁馗哌_(dá)98.5 ℃,開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。
關(guān)鍵詞:地?zé)岬刭|(zhì);形成條件;龍門(mén)地?zé)崽?/p>
中圖分類(lèi)號(hào):P314.1;TV211.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2021.08.018
引用格式:王現(xiàn)國(guó),李揚(yáng),張曉麗,等.洛陽(yáng)龍門(mén)地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)特征及開(kāi)發(fā)利用對(duì)策[J].人民黃河,2021,43(8):96-101.
Abstract: The Luoyang Longmen geothermal field is located in the southwestern part of the Luoyang fault basin. The formation conditions are strictly controlled by geological structures. It belongs to the convective geothermal field of structural thermal storage. The heat conduction and water conducting structure, ∈3 is the thermal reservoir of the Longmen geothermal field, and the overlying hundreds of meters of P2 and T1+2 become its thermal reservoir cap layer. The discovery of the warm geothermal water (98.5 ℃) in the Longmen geothermal field provides broad prospects for the development and utilization of the geothermal field. Based on the geothermal exploration data over the years, starting from the analysis of the boundary, spatial distribution characteristics, and thermal storage structure development characteristics of the Longmen geothermal field, the paper analyzed and discussed the formation mechanism of the Longmen geothermal field, geophysics, geochemistry, geothermal water temperature field characteristics, geothermal water, storage and transportation conditions, etc.
Key words: geothermal geology; formation conditions; Longmen geothermal field
洛陽(yáng)龍門(mén)地?zé)崽镂挥谑澜缥幕z產(chǎn)龍門(mén)石窟風(fēng)景區(qū)內(nèi),屬構(gòu)造熱儲(chǔ)對(duì)流型地?zé)崽?,溫泉沿長(zhǎng)1 400 m、寬300 m的伊河河漫灘及兩岸坡腳分布,面積約0.42 km2,共出露溫泉19處,泉水溫度多為24~26 ℃,最高為43 ℃。溫泉多從寒武系灰?guī)r中涌出,在溫泉出露南端伊河河漫灘上有一處熱水湖沼地,長(zhǎng)約60 m、寬約20 m。龍門(mén)玉隆苑園區(qū)地?zé)峋疁剡_(dá)98.5 ℃,涌水流量達(dá)96 m3/h,而豫西地區(qū)溫泉水溫一般不超過(guò)60 ℃,龍門(mén)地?zé)崽镞@一中溫地?zé)峋你@探成功,表明洛陽(yáng)市區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用前景廣闊[1-2]。
1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造
龍門(mén)地?zé)崽锼诘穆尻?yáng)盆地由華北地臺(tái)發(fā)展而成。洛陽(yáng)盆地四周被斷裂圍限,形成于晚侏羅紀(jì),定型于早第三紀(jì)的中、新生代斷陷盆地。盆地內(nèi)發(fā)育著一套地臺(tái)型中、上元古界和海相碳酸鹽巖地層。自太古界以來(lái),該區(qū)域經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)該區(qū)域構(gòu)造格局的形成起著決定作用,這次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使前期地層褶皺形成發(fā)育了一系列北東、北西和近東西向的大斷裂,周?chē)降靥?,盆地?nèi)部沉降,沉積了侏羅系和下白堊系碎屑巖類(lèi)地層。在早第三紀(jì),該區(qū)域處于強(qiáng)烈拉張作用下,斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈,發(fā)生了大規(guī)模、不均一的斷陷活動(dòng),形成一系列斷陷與隆起,如洛河斷陷與東花壇隆起、張莊斷陷與關(guān)林隆起。自晚第三紀(jì)開(kāi)始,全面進(jìn)入了以沉降為主的時(shí)期,沉積面積迅速擴(kuò)大,洛陽(yáng)盆地普遍接受晚第三紀(jì)和第四紀(jì)沉積,地層巖性為泥巖、砂巖及沙礫巖,地層沉積厚度達(dá)858 m[3-7]。
控制洛陽(yáng)盆地邊界的斷層主要有龍門(mén)地?zé)崽锏某?yáng)—首陽(yáng)山斷層(F4)、龍門(mén)—米廟(呂店)斷裂帶(F1、F2)、伊河斷層(F3)、龍?zhí)稖蠑鄬樱‵5)、伊川斷層(F7)和殷橋斷層(F9),各斷層特征如下[8-9]。
(1)龍門(mén)—米廟(呂店)斷裂帶(F1、F2)。龍門(mén)—米廟(呂店)斷裂帶由草店斷裂(F1)和魏灣斷裂(F2)兩條平行的北西向正斷層組成(見(jiàn)圖1),走向北西,傾向均為南西,相距500 m左右,落差在2 000 m以上,形成于燕山期。在北西向地質(zhì)應(yīng)力作用下,該斷裂發(fā)生了左型平移,從而使斷層具有壓扭性質(zhì),該斷裂帶于龍門(mén)一帶向北西方向延伸進(jìn)入洛陽(yáng)盆地,規(guī)模大、延伸遠(yuǎn),具有多期活動(dòng)的特征,龍門(mén)地?zé)崽锏姆植寂c斷裂密切相關(guān)。龍門(mén)糧庫(kù)院鉆孔水溫為40 ℃,伊河西岸鉆孔水溫為49 ℃,證明熱水遇該斷裂帶在龍門(mén)伊河河床及兩岸附近上溢,形成龍門(mén)地?zé)崽铩?/p>
(2)伊川斷層(F7)和殷橋斷層(F9)。伊川斷層為一正斷層,走向近東西,傾向南,落差在2 000 m以上。殷橋斷層是龍門(mén)地?zé)崽镂鱾?cè)邊界斷層,為一大型推覆構(gòu)造,走向北西—南東,傾向南西,延伸長(zhǎng)度達(dá)百余千米,這兩條區(qū)域斷層為龍門(mén)地?zé)崽锏男纬善鸬綄?dǎo)水儲(chǔ)水作用。
(3)伊河斷層(F3)和朝陽(yáng)—首陽(yáng)山斷層(F4)。伊河斷層為洛陽(yáng)盆地南側(cè)邊界斷層,走向北東東、傾向北北西,為正斷層,向北東復(fù)合于朝陽(yáng)—首陽(yáng)山斷層,向西復(fù)合于宜陽(yáng)錦屏山斷層,延伸長(zhǎng)度達(dá)6 km,落差約2 500 m,形成于燕山晚期。朝陽(yáng)—首陽(yáng)山斷層為洛陽(yáng)盆地北側(cè)的邊界斷裂,走向近東西,傾向南,形成于印支期—喜山期,落差4 000 m以上,控制著洛陽(yáng)盆地巨厚沉積和盆地的形成,沿?cái)鄬訋в兴聹蠝厝雎丁?/p>
(4)龍?zhí)稖蠑鄬樱‵5)。龍?zhí)稖蠑鄬訛橐痪咦笮推揭频恼龜鄬樱呦虮蔽?,傾向北東,落差1 500 m左右。向南東被推覆構(gòu)造(殷橋斷層F9)所掩蓋,形跡不清,沿?cái)鄬訋д共挤较蛴兄艽鍦厝雎丁?/p>
2 龍門(mén)地?zé)崽镄纬蓷l件
2.1 地?zé)岬刭|(zhì)特征
龍門(mén)地?zé)崽镂挥诼尻?yáng)盆地邊山隆起—嵩山隆起西北傾伏端,四周被斷裂所圍限,北側(cè)伊河斷層控制著盆地的沉積厚度。南邊為伊川斷層。西邊為龍?zhí)稖蠑鄬?。東邊以嵩山斷裂為界,嵩山斷裂為一具左型平移的正斷層,傾向北西。這些斷裂為地下熱水的循環(huán)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件?;鶐r主要為元古界,地?zé)崽飽|部有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系分布,其上覆蓋層為上第三系和第四系[10-11]。
龍門(mén)地?zé)崽锏乇泶蟛糠直恍律绺采w,僅龍門(mén)的東山、西山及其附近有基巖出露。鉆探揭露的地層:元古界震旦系(Z)石英砂巖等,古生界寒武系(∈)石灰?guī)r、白云巖等,上石炭統(tǒng)(C3)石灰?guī)r,二疊系(P)和三疊系(T)砂巖、頁(yè)巖煤系地層,上第三系洛陽(yáng)組(N1)及第四系(Q)砂、礫巖等。奧陶系、志留系、泥盆系及下、中石炭統(tǒng)缺失。地層總厚為2 100 m。寒武系石灰?guī)r、白云巖含水層,石炭系石灰?guī)r含水層為巖溶裂隙承壓水,含水性和導(dǎo)水性極不均一。兩者之間雖然有石炭系上統(tǒng)本溪組(C3b)鋁質(zhì)巖隔水層,但是斷裂、裂隙溝通,往往發(fā)生垂直水力聯(lián)系,可視為一個(gè)含水層組,總厚800 m以上。第三、四系砂、礫巖含水層厚30 m左右,為孔隙潛水含水層,與地表伊河水關(guān)系密切,兩者常發(fā)生互補(bǔ)。該含水層與石炭系含水層之間因有二疊、三疊系巨厚泥質(zhì)巖類(lèi)隔水層的阻隔而無(wú)水力聯(lián)系[2-3]。
龍門(mén)地?zé)崽餆醿?chǔ)層為寒武系上統(tǒng)巖溶裂隙含水層。在龍門(mén)地?zé)崽飪?nèi),東部寒武系巖溶裂隙含水層屬嵩山北麓單斜構(gòu)造水文地質(zhì)單元佛光—龍門(mén)水文地質(zhì)亞單元。在該亞單元內(nèi),地下水自嵩山斷層向西流動(dòng),至龍門(mén)一帶排泄,在伊河兩岸形成上升泉,現(xiàn)存9個(gè)泉,總涌水流量在300 L/s以上,為淺部常溫水循環(huán)系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)。深部地下水經(jīng)過(guò)深循環(huán)運(yùn)移至區(qū)內(nèi)草店斷裂和魏灣斷裂兩條平行的北西向正斷層,被巖漿巖體中長(zhǎng)壽命放射性元素的蛻變所產(chǎn)生的熱加熱,因斷層導(dǎo)水性好而產(chǎn)生了熱對(duì)流,為地下水提供了向上部運(yùn)移的通道。地下水沿F1、F2斷裂破碎帶或?qū)畮r層(如∈3)向北流動(dòng)至區(qū)內(nèi)寺溝斷層(F41),走向北東,傾向北西,其北側(cè)為巨厚的弱透水層,地下水運(yùn)移受阻。即沿F1破碎帶向上運(yùn)移,從而形成龍門(mén)地?zé)崽铩?/p>
西部寒武系巖溶裂隙含水層屬熊耳山余脈褶斷構(gòu)造水文地質(zhì)單元殷橋—龍門(mén)水文地質(zhì)亞單元。在該亞單元內(nèi),殷橋斷層—魏灣斷裂之間為地下水的補(bǔ)給區(qū)。F1與F2之間為地下水升溫區(qū),這是寒武系的溫?zé)崴h(huán)系統(tǒng)。1973年在龍門(mén)山口南伊河灘,沿F1兩側(cè)鉆孔7個(gè),其中熱2號(hào)孔在孔深49.29 m處見(jiàn)溫?zé)崴?,水溫?1.5 ℃,取水層位為∈3,涌水流量約45 m3/h。在龍門(mén)煤礦多次勘查中,先后在地?zé)崽飪?nèi)鉆孔30余個(gè),其中∈3嚴(yán)重漏水鉆孔5個(gè),僅04-5孔在井深191.69 m遇溫?zé)崴?,水溫?1 ℃,涌水流量為22 m3/h。1992年河南煤田二隊(duì)為1303國(guó)有糧庫(kù)施鉆地?zé)峋谎郏ㄒ?jiàn)圖2),取水層位仍為∈3,井深為230.82 m,水溫為52 ℃,涌水流量為50 m3/h。1993年海校施鉆地?zé)峋谎郏顬?92.43 m,終孔于∈3,井底溫度為45 ℃。
根據(jù)資料分析,巖溶裂隙常溫水系統(tǒng)與溫?zé)崴到y(tǒng)無(wú)直接水力聯(lián)系。如1992年,位于地?zé)崽飽|約5 km的諸葛煤礦井下突水,涌水流量達(dá)2 700 m3/h,礦上強(qiáng)排水使龍門(mén)伊河兩岸泉水大部分干涸,但位于伊河灘的熱2號(hào)孔和位于龍門(mén)以西的1303井的水位、涌水流量卻無(wú)變化[12-13]。
2.2 地?zé)崽锏厍蛭锢硖卣?/p>
據(jù)地球物理重力、地磁勘探實(shí)測(cè)資料和放射性物探測(cè)量資料,該地?zé)崽镅財(cái)嗔褞В‵1、F2)有低量級(jí)的重磁異常,埋藏淺的殼內(nèi)低速體(即隱伏巖漿巖體)為龍門(mén)地?zé)崽锏男纬商峁┝藷嵩?,龍門(mén)地?zé)崽餆崴贔1、F2組成的深大斷裂帶及次級(jí)斷裂帶的灰?guī)r巖溶裂隙帶中分布。龍門(mén)西山玉隆苑園區(qū)內(nèi)地?zé)崴挥谠摂嗔褞В‵1、F2)上,地球物理特征表現(xiàn)為視電阻率低值異常和氡氣、汞氣高值異常,表明F1、F2為龍門(mén)地?zé)崽锏目責(zé)?、?dǎo)熱構(gòu)造,巖溶裂隙含水層為熱儲(chǔ)層,巖溶裂隙含水層上覆數(shù)百米的二疊系、三疊系地層為蓋層[14-15]。
伊河斷層(F3)為地?zé)崽锉边吔缈刂茦?gòu)造,基本呈東西向展布。3條勘探線共91個(gè)勘探點(diǎn)測(cè)得全區(qū)土壤中汞含量平均值為40.78 ng/g,大于平均值的為高值點(diǎn),大于平均值2倍的為高值異常點(diǎn)。土壤汞含量測(cè)量高值點(diǎn)反映基巖構(gòu)造裂隙發(fā)育情況,高值異常點(diǎn)與斷裂構(gòu)造破碎帶有關(guān)(見(jiàn)圖3)。東勘探線1、2、4、8、17、21、25、26、30號(hào)點(diǎn)為高值點(diǎn),6、23、24號(hào)點(diǎn)為高值異常點(diǎn);中勘探線18號(hào)點(diǎn)為高值點(diǎn),17、19、21號(hào)點(diǎn)為高值異常點(diǎn),17號(hào)點(diǎn)至21號(hào)點(diǎn)為高值異常段;西勘探線1、4、11、13、21、24、26、30號(hào)點(diǎn)為高值點(diǎn),3、8、12、14、16、25號(hào)點(diǎn)為高值異常點(diǎn)。
伊河斷層(F3)2條勘探線共63個(gè)勘探點(diǎn),全區(qū)土壤氡含量平均值為2 488.95 Bq/m3,大于平均值2倍的為高值點(diǎn),大于平均值3倍的為高值異常點(diǎn)。土壤氡含量測(cè)量高值點(diǎn)反映基巖構(gòu)造裂隙發(fā)育情況,高值異常點(diǎn)與斷裂構(gòu)造破碎帶有關(guān)。療養(yǎng)院東勘探線5、8號(hào)點(diǎn)為高值點(diǎn),10、25號(hào)點(diǎn)為高值異常點(diǎn);療養(yǎng)院西勘探線12、32號(hào)點(diǎn)為高值點(diǎn),9、13、15號(hào)點(diǎn)為高值異常點(diǎn)。
根據(jù)汞、氡含量勘探結(jié)果(見(jiàn)圖3),綜合分析認(rèn)為:東勘探線6號(hào)點(diǎn)、中勘探線7號(hào)點(diǎn)、西勘探線25號(hào)點(diǎn)為伊河斷層在淺地表的反映,東勘探線10號(hào)點(diǎn)、中勘探線17號(hào)點(diǎn)、西勘探線13號(hào)點(diǎn)為寺溝斷層在淺地表的反映。
采用微動(dòng)探測(cè)技術(shù),針對(duì)F41斷層、F3斷層進(jìn)行了探測(cè),地表反映清晰。微動(dòng)探測(cè)技術(shù)不需要反演出S波速度值,只要得到S波速度剖面上速度的相對(duì)變化規(guī)律即可(似橫波速度結(jié)構(gòu)),從而達(dá)到探測(cè)構(gòu)造的目的。微動(dòng)剖面探測(cè)技術(shù)是在已經(jīng)得到的瑞雷波頻散曲線的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)頻散曲線的計(jì)算得到各點(diǎn)下方的視S波速度,進(jìn)而在剖面上進(jìn)行插值,得到視S波速度剖面,用于進(jìn)行地質(zhì)推斷和解釋。解釋斷層位置的依據(jù):明顯的梯級(jí)帶、等值線的同形扭曲或同向扭曲部位。微動(dòng)探測(cè)剖面長(zhǎng)1.2 km,探測(cè)物理點(diǎn)7個(gè),微動(dòng)反演剖面(見(jiàn)圖4)顯示:從上到下,似橫波速度從100 m/s逐漸增大至8 400 m/s,地表以下似橫波速度小于1 200 m/s、深度為120~390 m推斷為新生界;似橫波速度小于3 200 m/s、深度約610 m推斷為三疊系;似橫波速度為3 200~4 400 m/s、深度為200 m推斷為二疊系和石炭系(P+C);似橫波速度大于4 400 m/s,推斷為寒武系(∈),厚度較大。從左到右,2 000 m以淺范圍內(nèi),似橫波速度變化不大,近似水平層狀;距測(cè)點(diǎn)0點(diǎn)位置430~700、730 ~1170 m位置,視橫波速度變化呈明顯梯級(jí)帶,推斷為F41、F3斷層。F41斷層為正斷層,傾向北,傾角為77°,斷距約為80 m;F3斷層為正斷層,傾向北,傾角為68°,斷距約為680 m。
2.3 地?zé)崽锏厍蚧瘜W(xué)特征
龍門(mén)地?zé)崽镅匾梁育堥T(mén)河段分布19處溫泉,泉水溫度為21.0~25.5 ℃,經(jīng)松散層中流出,其為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型水,礦化度為0.35~0.80 g/L。根據(jù)水化學(xué)資料統(tǒng)計(jì),Na+、Ca2+、Cl-、SO2-4、SiO2濃度明顯偏高,礦化度偏低,由于與第四系松散巖類(lèi)孔隙水混合,因此其水化學(xué)類(lèi)型與第四系松散巖類(lèi)孔隙水的相似[12]。
龍門(mén)口南及龍門(mén)鎮(zhèn)西地?zé)峋疁貫?7.0~51.5 ℃,礦化度為0.60~1.43 g/L,為HCO3·SO4-Ca·Mg、SO4·CL-Na·Ca型水,其化學(xué)成分中的氣體以N2為主,其次為CO2、O2、Rn等。煤田二隊(duì)地?zé)峋∷疄楹湎担ā?)巖溶裂隙水,井深1 040.94 m,上覆地層為煤系碎屑巖類(lèi)地層,井口水溫為45.5 ℃,涌水流量為40 m3/h,為HCO3·SO4-Ca·Mg型水,水中氡濃度為29 mg/L,偏硅酸和鍶濃度分別為31.25、0.54 mg/L,說(shuō)明該井溫?zé)崴畞?lái)自F1的深層循環(huán)系統(tǒng)。龍門(mén)西山森林公園玉隆苑園區(qū)地?zé)峋疁剡_(dá)98.5 ℃、涌水流量達(dá)96 m3/h,井深966 m,為寒武系(∈3)巖溶裂隙水,上覆地層為煤系碎屑巖類(lèi)地層,為SO4·Cl-Na·Ca型水,其化學(xué)成分中的氣體以N2為主,其次為CO2、Rn等,特殊組分SiO2、F濃度較高,達(dá)到醫(yī)療礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),龍門(mén)地?zé)釁^(qū)地?zé)崃黧w鈉濃度為541.53 mg/L(占陽(yáng)離子的84.0%),硫酸鹽濃度為715.65 mg/L(占陰離子的54.3%),氯化物濃度為379.67 mg/L(占陰離子的39.0%),溶解性總固體濃度為1 928.54 mg/L,總硬度為192.5 mg/L,pH值為7.90,屬中性水,以SO4·Cl-Na型水為主,見(jiàn)表1。
龍門(mén)地?zé)崽餆崴挥诓莸陻嗔眩‵1)、魏灣斷裂(F2)上,更加充分地說(shuō)明龍門(mén)地?zé)崽餃責(zé)崴茄佚堥T(mén)—米廟(呂店)斷裂(即F1、F2)由深部循環(huán)而來(lái)的。從其化學(xué)成分看,它們都富含大氣成因氣體N2和O2,并含有大量與溫度有關(guān)的組分SiO2、F。由此可見(jiàn),龍門(mén)地?zé)崽镏袦厮鞘苌顢嗔芽刂频纳钛h(huán)中溫地?zé)崴?,即大氣降水滲入形成的地下水沿深斷裂帶向深部運(yùn)移,受深部熱源加熱升溫,隨著循環(huán)距離的增加和深度的加大,以及水文地質(zhì)條件和水文地球化學(xué)環(huán)境的改變,水與圍巖發(fā)生了鹽分的淋濾、溶解、陽(yáng)離子交換和濃縮作用,穩(wěn)定組分在地下水中逐漸積累,不穩(wěn)定組分發(fā)生沉淀,從而形成了現(xiàn)今地?zé)崴乃牡厍蚧瘜W(xué)特征,然后沿?cái)嗔焉仙降乇砘虻乇砀浇纬蓽厝虮蝗斯そ衣冻删?。通常地?zé)崴暮蛩猁}度越高,硫酸鹽的還原作用越強(qiáng)[3-4]。龍門(mén)地?zé)崽锏責(zé)崴蛩猁}濃度普遍較高,礦化度也偏高,尤其龍門(mén)西山森林公園玉隆苑園區(qū)地?zé)峋蛩猁}濃度更高,達(dá)到命名標(biāo)準(zhǔn),為SO4·CL-Na·Ca型水,表明其地?zé)崴幵诜忾]程度較好的還原水文地質(zhì)環(huán)境,在運(yùn)移過(guò)程中地下水主要發(fā)生了變質(zhì)和濃縮作用,也說(shuō)明龍門(mén)地?zé)崽镏袦責(zé)崴茄佚堥T(mén)—米廟(呂店)斷裂帶經(jīng)深部循環(huán)而形成的。
2.4 地?zé)崽锏販靥荻忍卣?/p>
研究區(qū)年平均氣溫14.7 ℃,將17.0 ℃以下視為正常水溫、高于17.0 ℃視為異常水溫。據(jù)龍門(mén)一帶機(jī)井、民井和淺層地下水水溫,龍門(mén)地?zé)崽餃\層地下水溫異常,淺層地下水異常水溫(17.0~20.5 ℃)有規(guī)律地分布于北東向寺溝斷層兩側(cè)(見(jiàn)圖5),表明深部地下流體沿北東向寺溝斷層運(yùn)移,寺溝斷層為龍門(mén)地?zé)釁^(qū)重要導(dǎo)水構(gòu)造之一。2005年以前鉆探的地?zé)峋挥诒蔽飨騾^(qū)域性控?zé)釘嗔岩詵|,鉆探目標(biāo)多為北東向、北北東向?qū)釘嗔褞?,地處地?zé)崃黧w徑流區(qū),熱儲(chǔ)溫度、地?zé)崃黧w溫度相對(duì)較低,說(shuō)明深部地?zé)崃黧w在北西向控?zé)釘嗔勋@得熱源補(bǔ)給,在沿北東向?qū)?、?dǎo)水?dāng)嗔堰\(yùn)移過(guò)程中存在熱量消耗,并伴有常溫地下水混入,同時(shí)表明龍門(mén)地?zé)釁^(qū)的巖溶水系統(tǒng)側(cè)向徑流補(bǔ)給明顯;2005年以前鉆探的所有地?zé)峋顬閹资字? 040.94 m,井口溫度一般為42.0~51.0 ℃,最高為52.0 ℃。根據(jù)這些地?zé)峋責(zé)崃黧w采樣分析結(jié)果,用鉀鎂溫標(biāo)計(jì)算的熱儲(chǔ)溫度為66 ℃左右。
根據(jù)我國(guó)大地?zé)崃髦到y(tǒng)計(jì)結(jié)果,洛陽(yáng)盆地屬地?zé)嵴^(qū)域,不具備高溫地?zé)豳Y源形成的條件。根據(jù)全國(guó)溫泉調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料,碳酸鹽巖出露及隱伏區(qū)泉水溫度一般都不太高,很少超過(guò)60.0 ℃,龍門(mén)溫泉也不例外,出露泉群最高水溫僅43.0 ℃,龍門(mén)地?zé)崽镆话愕販靥荻葹?.5~3.1 ℃/100 m,洛陽(yáng)盆地周邊偃龍煤田地溫梯度為1.3~1.5 ℃/100 m,宜洛煤田地溫梯度為2.24 ℃/100 m,新安煤田地溫梯度為1.75 ℃/100 m。龍門(mén)地?zé)崽锏責(zé)崽荻认鄬?duì)偏高的原因是,龍門(mén)地?zé)崽锟責(zé)針?gòu)造(F1、F2)發(fā)育,同時(shí)存在導(dǎo)水導(dǎo)熱和熱對(duì)流作用,將地下熱水導(dǎo)入深層熱儲(chǔ)層循環(huán)而成。2005年在龍門(mén)地?zé)釁^(qū)西部王城大道西側(cè)玉隆苑施工一眼地?zé)峋?,井?96 m,涌水流量96 m3/h,井口水溫98.5 ℃,鉀鈉溫標(biāo)計(jì)算的熱儲(chǔ)溫度為85.3 ℃。經(jīng)分析認(rèn)為,玉隆苑地?zé)峋挥诒蔽飨騾^(qū)域性控?zé)釘嗔褞В‵1、F2)內(nèi),熱儲(chǔ)溫度較高,高于90.0 ℃,屬中溫地?zé)豳Y源。
3 結(jié)論及建議
龍門(mén)地?zé)崽餅闃?gòu)造對(duì)流循環(huán)型,分布的控?zé)帷?chǔ)水構(gòu)造為龍門(mén)地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的形成提供了良好的地質(zhì)構(gòu)造條件。龍門(mén)地?zé)崽锏男纬墒窃摰貐^(qū)特殊地質(zhì)構(gòu)造制約水熱活動(dòng)的結(jié)果。位于龍門(mén)西山森林公園玉隆苑園區(qū)內(nèi)地?zé)峋疁貫?8.5 ℃,充分說(shuō)明龍門(mén)地?zé)崽锷畲髷嗔袴1、F2為龍門(mén)地?zé)崽锏目責(zé)針?gòu)造,寒武系(∈3)碳酸鹽巖為龍門(mén)地?zé)崽餆醿?chǔ)層,上覆數(shù)百米的二疊、三疊系則為龍門(mén)地?zé)崽锏纳w層,具備成為中溫型地?zé)崽锏臏囟葪l件,開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。為了龍門(mén)地?zé)崽锏纳鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)及高質(zhì)量可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用,提出如下建議:
(1)加大地?zé)豳Y源勘查投入,提高地?zé)豳Y源勘查程度。除了該地?zé)崽镞M(jìn)行過(guò)一些簡(jiǎn)單的地?zé)岬刭|(zhì)勘查工作以外,其他各地基本未開(kāi)展系統(tǒng)的地?zé)峥辈楣ぷ鳌?yīng)加強(qiáng)地?zé)豳Y源勘查、評(píng)價(jià)與規(guī)劃工作,加大該地區(qū)熱田地?zé)崴难a(bǔ)給、徑流、排泄、動(dòng)態(tài)特征研究,更好地引導(dǎo)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用市場(chǎng)的發(fā)展。
(2)盡快制定地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃。地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)必須堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,全面規(guī)劃,科學(xué)開(kāi)發(fā)。對(duì)于龍門(mén)地?zé)崽?,?yīng)堅(jiān)持以探為主,以采為目的。應(yīng)充分收集、分析、研究已有地質(zhì)、物探等方面的地質(zhì)資料,慎重布井。在開(kāi)發(fā)出地下熱水后,應(yīng)在對(duì)地下熱水全面研究與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,編制全方位、多層次地下熱水資源綜合開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃,以達(dá)到水的熱能與理化成分資源的最有效利用。
(3)加大地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用模式研究與示范工程建設(shè)。龍門(mén)西山地?zé)峋疁剡_(dá)98.5 ℃、涌水流量達(dá)96 m3/h,河南省內(nèi)熱水井井水溫度為50.0~60.0 ℃,豫西地區(qū)溫泉水溫一般不超過(guò)60.0 ℃,龍門(mén)地?zé)崽锔邷氐責(zé)崴陌l(fā)現(xiàn)表明,龍門(mén)地?zé)崽锎嬖谥袦氐責(zé)崴?,可用于烘干、發(fā)電和工業(yè)利用。應(yīng)加強(qiáng)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用模式研究與示范工程建設(shè),龍門(mén)地?zé)崽镂挥谑澜缥幕z產(chǎn)龍門(mén)石窟保護(hù)區(qū)附近,其中溫地?zé)崴梢詾槭澜缥幕z產(chǎn)的保護(hù)提供可靠的潔凈能源。
參考文獻(xiàn):
[1] 閻留運(yùn),徐九儒.洛陽(yáng)盆地地?zé)豳Y源與龍門(mén)地?zé)崽锏年P(guān)系[J].中國(guó)煤田地質(zhì),2002,14(1):37-41,56.
[2] 趙東.對(duì)洛陽(yáng)市南部萬(wàn)安山一帶幾個(gè)地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2019,37(4):154-156.
[3] 楊守渠,翟雷,鐵健康,等.洛陽(yáng)市龍門(mén)高溫地?zé)峋木C合物探勘查[J].物探與化探,2012,36(4):562-566.
[4] 徐九儒.洛陽(yáng)龍門(mén)地?zé)岬男纬杉百x存特征的分析[J].城市地質(zhì),2011,6(3):40-42.
[5] 王現(xiàn)國(guó),董永志,楊現(xiàn)國(guó),等.洛陽(yáng)盆地地?zé)豳Y源形成條件與開(kāi)發(fā)利用研究[J].地下水,2007,29(4):74-76,85.
[6] 王建鋒.洛陽(yáng)龍門(mén)石窟地溫場(chǎng)研究[J].中國(guó)巖溶,1995,39(4):9-12.
[7] 王現(xiàn)國(guó),彭濤,張領(lǐng),等.洛陽(yáng)盆地淺層地下水資源數(shù)值模擬評(píng)價(jià)[J].工程勘察,2010,38(6):38-43.
[8] 許文峰,王現(xiàn)國(guó),劉記成,等.洛陽(yáng)盆地地下水動(dòng)力場(chǎng)環(huán)境演化研究[J].人民黃河,2007,29(2):54-55.
[9] 呂志濤,王偉峰.河南省洛陽(yáng)盆地地?zé)豳Y源成因類(lèi)型分析[J].地下水,2006,28(1):36-39,43.
[10] 楊守渠,孫天立,鄒乾勝,等.洛陽(yáng)市龍門(mén)同一隱伏斷裂構(gòu)造上熱水、涼水井勘探[J].物探與化探,2005,29(4):326-328.
[11] 楊國(guó)華,吳奇.洛陽(yáng)市龍門(mén)溫泉成因探討[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2003,30(6):58-61.
[12] 王現(xiàn)國(guó),谷芳瑩,孫春葉,等.洛陽(yáng)盆地地下水同位素特征分析[J].人民黃河,2017,39(11):95-98.
[13] 詹亞輝,王現(xiàn)國(guó),錢(qián)建立,等.豫北內(nèi)黃凸起地?zé)崽锍梢驒C(jī)制分析[J].人民黃河,2018,40(9):74-77,88.
[14] 龔曉凌,王現(xiàn)國(guó),楊國(guó)華,等.澠池盆地巖溶含水系統(tǒng)地下水資源評(píng)價(jià)[J].人民黃河,2018,40(8):51-53.
[15] 王現(xiàn)國(guó),楊國(guó)華,谷芳瑩,等.三門(mén)峽盆地地下水化學(xué)成分演化機(jī)理與模擬[J].人民黃河,2018,40(6):82-86.
【責(zé)任編輯 呂艷梅】