廣東龍門永漢地區(qū)地質(zhì)特征及地熱勘探方向

陳東 ?；埙?/p>

摘要：龍門縣地熱資源豐富，境內(nèi)具有兩個明顯地熱分布帶：一個是北西向分布的龍門—藍田地熱帶，另一個是呈北東向展布的永漢—龍華地熱帶，其地熱資源潛力巨大，但勘探程度相對較低，本次通過系統(tǒng)分析研究了永漢地區(qū)的地熱地質(zhì)條件，特別是控熱斷裂構(gòu)造判別，并指出了今后地熱勘探的方向，為具有地熱潛力但未開采的區(qū)域開展地熱資源評價提供了依據(jù)，從而更好地摸清永漢地熱資源家底，提高地熱資源對溫泉產(chǎn)業(yè)的保障能力。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征；地熱資源；控熱構(gòu)造；勘探方向；廣東龍門

1.引言

地熱資源是高清潔度的綠色能源，具有分布廣、儲量巨大、可再生和開發(fā)利用環(huán)境影響小等特點，其開發(fā)前景廣闊，市場潛力巨大。開發(fā)利用地熱資源成為當今應對全球氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟和旅游休閑經(jīng)濟的重要方向，對緩解我國能源資源壓力、實現(xiàn)非化石能源目標、推進能源生產(chǎn)和消費革命、促進生態(tài)文明建設具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。龍門縣位于廣東省中部，地處珠三角東北部，隸屬惠州市，面積2295km2。2019年全縣常住人口31.88萬人，全縣生產(chǎn)總值166.41億元，同比增長3%，其中旅游總收入96.9億元，同比增長21%。近年來，龍門縣豐富的溫泉資源得到科學開發(fā)利用，如南昆山溫泉大觀園、龍門鐵泉、尚天然溫泉、地派溫泉等15個溫泉產(chǎn)品，形成了以溫泉養(yǎng)生和森林度假為龍頭的旅游產(chǎn)業(yè)鏈群，先后獲得了“廣東省旅游強縣”“廣東省旅游特色縣”“廣東省國民旅游休閑示范縣”“中國最佳溫泉養(yǎng)生旅游名縣”等榮譽稱號。永漢地區(qū)的溫泉旅游更是獨具特色，需要旺盛。為此，分析研究永漢地區(qū)的地熱地質(zhì)條件和地熱資源潛力，為今后精準地進行地熱勘探以及合理地進行地熱開發(fā)利用具有現(xiàn)實的意義。

2.地層條件

研究區(qū)出露的地層主要有寒武系（∈）、泥盆系（D）、石炭系（C）及第四系（Q）。

（1）寒武系中上統(tǒng)高灘組（∈2-3g）

該地層主要分布于研究區(qū)北東部及南東部，在研究區(qū)內(nèi)只在北部有部分出露，其巖性主要為棕灰色含云母泥質(zhì)砂巖、粉砂巖與粉砂質(zhì)頁巖及泥質(zhì)頁巖互層。厚度 2427m。該地層產(chǎn)狀較為多變。

（2）寒武系中上統(tǒng)水石組（∈2-3sh）

該地層主要分布于研究區(qū)東部，其巖性主要為灰白色絹云母頁巖、粉砂質(zhì)頁巖與粉砂巖及細砂巖互層，底部夾灰?guī)r透鏡體。厚度1600m。其與高灘組（∈2-3g）組成背斜。

（3）泥盆系下統(tǒng)楊溪組（D1-2y）

該地層主要呈長條狀分布于研究區(qū)東部，大致呈北東向展布，其巖性組成主要為：下部由礫巖、含礫中粗粒（長石）石英（雜）砂巖、細砂巖為主體，間夾粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，局部呈互層或呈透鏡體，底部礫巖不整合覆于寒武系地層之上；中上部中厚層狀細砂巖、（泥質(zhì)）粉砂巖互層局部呈夾層；上部為粉砂質(zhì)泥巖局部夾泥質(zhì)粉砂巖。厚度589m。地層總體走向為北東—南西向，傾向為北西和南東的地層均可見到，傾角35°～70°。

（4）泥盆系下統(tǒng)老虎頭組（D1-2l）

該地層主要分布于研究區(qū)東部，在北部也有小面積出露，其巖性組成為：紫紅色中—厚層狀含礫粗砂巖、中粗粒砂巖、細砂巖為主，少量粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。厚度190m。地層總體走向為北東—南西向，傾向主要為北西向，傾角60°～85°。

（5）泥盆系中統(tǒng)春灣組（D2-3ch）

該地層主要分布于研究區(qū)東部，大致呈北東向展布，其巖性組成為：土黃、紫紅、灰白等雜色厚層狀細粒石英砂巖與中厚層狀粉砂質(zhì)板巖不等厚互層或呈夾層組成。厚度664m。地層總體走向為北東—南西向，傾向北西和南東的地層均較常見，傾角較陡，總體大于60°，局部產(chǎn)狀近直立。部分區(qū)域產(chǎn)狀多變，較為復雜，形成一些小褶皺。

（6）泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）

研究區(qū)內(nèi)天子嶺組地層全部為第四系所覆蓋，推測以北東—南西走向的長條狀分布于研究區(qū)中東部區(qū)域。巖石以灰白、灰紫、灰綠、紫紅色中—厚層狀為主，少數(shù)厚—巨厚層狀、砂泥質(zhì)灰?guī)r、（鈣質(zhì)）砂巖、粉砂巖夾薄層鈣質(zhì)頁巖、細粒石英砂巖組成。地層走向北東，陡傾，傾角在80°以上，地層厚度100m。據(jù)區(qū)內(nèi)已有熱水鉆孔的巖芯揭露，可見較多泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)頁巖等，局部鉆孔巖芯較破碎，可見較多方解石脈及少量石英脈?；?guī)r，呈灰白、灰、灰黑色，泥晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造。礦物成分：主要由泥晶方解石，含量38%～40%；重結(jié)晶白云石，含量28%～30%、重結(jié)晶方解石，含量4%～5%；綠泥石，含量21%～22%；黃鐵礦，含量2%～3%。次生變化有：主要白云石化、綠泥石化、方解石化、黃鐵礦化等。

（7）泥盆系上統(tǒng)帽子峰組（D3C1m）

帽子峰組地層在研究區(qū)內(nèi)分布廣泛。其巖性組成為：上部中—厚層狀細（中）粒長石石英砂巖或粉砂質(zhì)細砂巖，間夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖或呈互層，中下部細粒（長石）石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層或呈夾層。厚度>530m。在研究區(qū)內(nèi)圍呈北東—南西向長條狀分布于該區(qū)中部，外圍主要分布在研究區(qū)南部裕豐—前鋒村—蘇村等一帶，及北西部錦城村以西的丘陵山區(qū)。研究區(qū)內(nèi)圍地層總體走向為北東向，傾向北西和南東向的地層均可見，傾角40°～90°。

（8）石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1sh）

研究區(qū)內(nèi)天子嶺組地層全部為第四系所覆蓋，推測以北東—南西走向的長條狀分布于研究區(qū)中北部區(qū)域。其巖性組成為：灰—灰黑色泥晶灰?guī)r，生物泥晶灰?guī)r，泥晶粉晶灰?guī)r。厚度>95m。泥晶灰?guī)r，呈灰黑色，泥晶結(jié)構(gòu)、生物碎屑結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。礦物成分：主要由泥晶方解石，含量53%～55%；生物碎屑，含量31%～33%，已由泥晶方解石充填，插入石膏試板干涉色不變，周圍由泥晶方解石膠結(jié)；其次重結(jié)晶方解石，含量8%～10%；炭質(zhì)物，含量1%～2%。

（9）石炭系下統(tǒng)測水組（C1c）

測水組地層主要分布于研究區(qū)中北部地區(qū)。其巖性組成主要為：灰色粉砂質(zhì)頁巖、頁巖、黃色細砂巖夾劣質(zhì)煤，含腕足類。厚度109m～267m。研究區(qū)內(nèi)圍中北部該地層以北東—南西走向呈長條狀分布，走向總體為北東向，傾向北西，傾角25°～35°。研究區(qū)外圍中北部地層產(chǎn)狀變化復雜，傾向和傾角變化均較大。

（10）第四系（Q）：廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)，以Ⅰ、Ⅱ級階地的河谷平原沖洪積砂礫、亞砂土、砂、粉質(zhì)黏土為主，部分區(qū)域可見上細下粗二元結(jié)構(gòu)。

2.構(gòu)造條件

研究區(qū)位于華夏地塊南部邊緣，處在北東向河源深斷裂帶、恩平—新豐斷裂帶和東西向佛岡豐良深斷裂帶所夾持部位（圖1）。區(qū)域內(nèi)褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。構(gòu)造形跡以北東向、北西向為主，東西向次之，南北向表現(xiàn)最弱。

（1）褶皺構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)褶皺主要為有永漢向斜和麻榨背斜。永漢向斜出露于龍門麻榨一帶，長約11km，寬約4km，軸部為石炭系石地層，兩翼為泥盆系地層，褶皺軸走向約20°。麻榨背斜出露于龍門麻榨熱水村一帶，兩翼產(chǎn)狀在40°左右，北東翼有次級褶皺的發(fā)育，因而展露頗寬。北西端地層產(chǎn)狀轉(zhuǎn)折而傾向北西，傾角約60°，構(gòu)成封閉傾伏的形態(tài)。

（2）斷裂構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)深大斷裂構(gòu)造為東西向佛岡—豐良斷裂，斷層性質(zhì)為壓性，出露長30km，寬20m～70m，整體走向近東西，傾向北，主要為壓性，沿斷裂帶有一系列成群的沖斷裂，傾向北、傾角較陡，發(fā)育糜棱巖化、片理巖化、角礫巖化帶。新豐江巖體追尋該斷裂而入侵。研究區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造為北東向的永漢斷裂組。依據(jù)物探探測及鉆探揭露資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、地形地貌特征、天然溫泉出露等情況綜合分析，該斷裂組由六條北東向斷裂F1-3、F1-4、F1-5、F1-6、F1-7、F1-8組成。

F1-3：位于隔陂西部，走向北東47°。在北部富力養(yǎng)生谷附近出露，斷裂帶寬度約12m，斷裂帶內(nèi)沿斷層上盤見寬約2.3m的斷層角礫巖，斷裂帶內(nèi)具分帶性，從上盤往下盤，分別為硅化帶、構(gòu)造角礫巖帶、硅化蝕變帶、斷層泥。往南部隔陂村附近延伸進入第四系，地表未出露，斷裂寬度變窄，根據(jù)物探推斷，傾向變?yōu)槟蠔|117°，傾角63°～75°。根據(jù)物探資料，F(xiàn)1-3斷裂切割深度大，可能切割進入下部花崗巖體。

F1-4斷層：位于隔陂東部，為一隱伏斷裂，物探推測長度大于2.1km，走向北東，北東段傾向北西270°，南西段有反傾現(xiàn)象，傾向南東120°，總體傾角63°～75°。

F1-5斷層：位于馬星勘西部，走向北東，傾向北西300°，傾角76°～81°。斷層附近巖石發(fā)育一系列密集裂隙帶，裂隙帶基本直立，裂隙面見綠泥石化、黃鐵礦化且溶蝕現(xiàn)象明顯。

F1-6斷層：位于馬星東部，走向北東，傾向南東125°，傾角73°～85°，主要表現(xiàn)形式為密集裂隙帶和溶洞，沿裂隙面見鈣質(zhì)結(jié)晶、鐵質(zhì)浸染，局部綠泥石化、黃鐵礦化現(xiàn)象，有溶蝕現(xiàn)象。

F1-7斷層：位于隔陂中心部位，走向約30°，傾向北西，斷裂帶內(nèi)主要為構(gòu)造角礫巖，角礫為砂巖。是隔陂主要控熱構(gòu)造。

F1-8斷層：走向約35°，傾向約215°，傾角約75°，該斷層，斷裂帶內(nèi)為碎裂巖，斷裂帶部位溶洞發(fā)育，含熱礦水，為馬星主要控執(zhí)斷裂。

3.侵入巖條件

研究區(qū)出露早白堊世花崗巖（K1r），大面積分布于梅州水庫北側(cè)、西側(cè)，在梅州水庫南東側(cè)也有零星出露。巖性主要為中細?；◢弾r，巖石呈灰白色，中細粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由鉀長石、石英、斜長石組成。局部亦見有中粗?；◢弾r、花崗偉晶巖出露，出露面積不大；巖體與圍巖多呈侵入接觸，部分地段接觸接線明顯，從平面上看出露巖體粒度變化呈細?！辛！至５淖兓?guī)律；巖體與圍巖接觸段多為細粒花崗巖，遠離圍巖粒度逐漸變粗，部分地段甚至形成粗?；◢弾r、花崗巖偉晶巖。區(qū)內(nèi)部分地段巖體與圍巖亦見有斷層接觸，接觸面見有構(gòu)造角礫巖、黃鐵礦化、輝鉬礦化、螢石礦化等現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)巖體出露地段較為集中，巖體多侵入石炭系下統(tǒng)測水組地層，局部見有斷層接觸。

4.水文地質(zhì)條件

永漢地區(qū)地下水的賦存及分布，主要受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌、氣象水文等因素條件控制。研究區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、層狀巖類裂隙水和巖漿巖類裂隙水四大類。本區(qū)自晚元古代以來，在漫長的地質(zhì)歷史時期中，經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動，不僅在區(qū)內(nèi)形成了縱橫交錯的斷裂構(gòu)造帶、劇烈的褶皺和支離破碎的地層巖石，而且加上后期內(nèi)外地質(zhì)引力作用，使基巖的構(gòu)造裂隙和風化裂隙進一步發(fā)育。永漢河流域、油田河流域等地伴隨地殼下降沉積了一套河流沖積相松散沉積層。其中，裂隙發(fā)育的巖層及松散沉積層中孔隙性、透水性較好的砂、礫、卵石層，是主要的含水層和地下水儲存運動之場所。

5.結(jié)論

（1）研究區(qū)地熱地質(zhì)條件良好，出露的地熱點在平面上與永漢斷裂組一致，呈帶狀分布，認為北東向永漢斷裂組為主要的控熱構(gòu)造。

（2）研究區(qū)石炭系下統(tǒng)測水組（C1c）、泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r裂隙溶洞發(fā)育，認為它們是主要的熱儲層。地熱流體沿斷裂運移上升至淺部后，向溶洞隙發(fā)育地段擴散形成形態(tài)比較復雜的熱儲層位。

（3）研究區(qū)馬星、隔陂、油田一帶處于永漢向斜和麻榨北斜交匯部位，也恰好于永漢斷裂組上，構(gòu)造裂隙極期發(fā)育，是地熱勘探的最有利靶區(qū)。

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