云南大理地區(qū)溫泉成因分析

翟澤宇,王 巖

（中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,北京 100010）

引言

地?zé)嶙鳛橐环N蘊(yùn)含在地球內(nèi)部的清潔的可再生新型能源,其開(kāi)發(fā)和利用也受到越來(lái)越多的重視。我國(guó)對(duì)于溫泉的調(diào)查起源于20 世紀(jì)50 年代,將溫泉作為資源進(jìn)行研究是從20 世紀(jì)70 年代開(kāi)始[1]。目前對(duì)于地?zé)豳Y源的利用主要分為高溫（溫度≥150 ℃）地?zé)岚l(fā)電、中溫（90 ℃≤溫度＜150 ℃）和低溫（溫度＜90 ℃）直接利用三種類型[2]。而按照構(gòu)造成因又可以將其分為沉積盆地型[3-5]和隆起山地型[6]兩大類。

云南大理地區(qū)位于青藏、滇緬、印尼巨型“歹”字型構(gòu)造體系東支中段與三江南北向經(jīng)向構(gòu)造體系復(fù)合部位[7],一系列南北向及北北西向構(gòu)造到此往南開(kāi)始呈現(xiàn)出撒開(kāi)狀態(tài),形成了以北北西向構(gòu)造帶與南北向構(gòu)造帶為主體的區(qū)域構(gòu)造基本框架[8]。各構(gòu)造系主干斷裂繼承性活動(dòng)強(qiáng)烈,使動(dòng)力熱得以產(chǎn)生,由于華力西期至喜山期各種巖漿的侵入和噴出,導(dǎo)致了巖漿余熱的存在,再加上地震的頻繁發(fā)生,造成地下裂縫的加大與增寬。斷層及巖層產(chǎn)狀的陡傾,促使熱水加快循環(huán)。上述因素都給地下熱水的形成和運(yùn)移創(chuàng)造了有利條件。

1 熱水的分布及其特征

根據(jù)地下熱水的空間展布及其與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系,將研究區(qū)分為西部隆起區(qū)、中部沉降區(qū)和東部隆起區(qū)三大熱水帶（見(jiàn)圖1）。

圖1 溫泉分布及其分區(qū)

1.1 西部隆起區(qū)熱水帶

位于崇山東側(cè)大斷裂（F3）和西側(cè)李子園- 瓦窯大斷裂（F2）之間地區(qū),屬崇山北北西向構(gòu)造帶,從調(diào)查的9 個(gè)溫泉來(lái)看（見(jiàn)圖2）,溫泉分布比較集中,主要出露在漕澗盆地及老窩- 水井附近,形成兩個(gè)熱水異常帶。本區(qū)熱水有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

圖2 西部隆起區(qū)各溫泉剖面

（1） 溫泉出露嚴(yán)格受構(gòu)造控制,溫泉帶展布的方向性很強(qiáng),沿李子園- 瓦窯斷裂呈線狀分布。在漕澗盆地和老窩- 水井兩處地?zé)犸@示尤為明顯。

（2） 溫泉多以泉群出露,以中高溫?zé)崴疄橹?溫泉最高的12 號(hào)溫泉,水溫91.5℃,為全區(qū)最高溫。

1.2 東部隆起區(qū)熱水帶

位于金盞大斷裂（F3-1）以東地區(qū),僅在漾濞縣以北的脈地附近出露兩個(gè)溫泉,均出露在北北西向金盞大斷裂影響帶上的蒼山群變質(zhì)巖系中。這兩組溫泉與相鄰的大理幅中的平坡- 塘子鋪熱水連成一線,形成較明顯的地?zé)岙惓Вㄒ?jiàn)圖3）。

圖3 東部隆起區(qū)各溫泉剖面圖

1.3 中部沉降區(qū)熱水帶

在崇山與蒼山之間廣泛分布的中、新生代碎屑巖中,出露9 個(gè)溫泉,主要出露在北北西向構(gòu)造帶上,次為北北西向構(gòu)造帶與南北向構(gòu)造帶的復(fù)合部位,出露地層均為中生代碎屑巖。

該區(qū)為中低溫?zé)崴畢^(qū),水溫多在24～54℃之間,唯89 號(hào)溫泉水溫達(dá)到71 ℃。溫泉流量亦與巖性有關(guān),最小的S862號(hào)溫泉出露在泥巖中,流量?jī)H為0.022 L/s；最大的82 號(hào)溫泉出露在灰?guī)r中,流量大60 L/s（見(jiàn)圖4）。

圖4 中部沉降區(qū)各溫泉剖面圖

本區(qū)熱水有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1） 溫泉的展布方向受北北西向構(gòu)造控制明顯,而出露部位卻受次一級(jí)構(gòu)造制約,90%的溫泉都在斷裂交匯部位出露,斷裂旁側(cè)甚少。

（2） 溫泉以中低溫?zé)崴疄橹?多以單泉形式出露,泉源處多見(jiàn)涌砂冒氣現(xiàn)象和泉華等沉淀。

（3） 溫泉所處地貌部位多在低洼處,溫泉流量大小與含水層的巖性和富水性密切相關(guān)。

2 熱水出露的地質(zhì)條件及熱源探討

本區(qū)調(diào)查的20 個(gè)溫泉,均分布于主干斷裂附近,其中以北北西向活動(dòng)斷裂為主,次為各構(gòu)造體系的復(fù)合部位。

2.1 熱水出露與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系

2.1.1 隆起區(qū)溫泉分布與北北西向構(gòu)造的一致性

北北西向構(gòu)造帶為本區(qū)構(gòu)造的基本骨架,區(qū)內(nèi)主干斷裂多呈北北西向平行排列,具有規(guī)模大、延伸遠(yuǎn),切層深和長(zhǎng)期繼承性活動(dòng)等特點(diǎn)。它不僅控制了各時(shí)期巖漿活動(dòng)及各盆地的形成和現(xiàn)代地震的活動(dòng)范圍,而且溫泉的空間分布也顯示出與北北西向構(gòu)造線一致的特征。

2.1.2 沉降區(qū)構(gòu)造復(fù)合部位出露溫泉多

該區(qū)中部沉降區(qū)熱水帶的溫泉多在北北西向構(gòu)造帶與南北向或東西向構(gòu)造帶的復(fù)合部位出露。該部位斷裂發(fā)育,相互交切,巖石破碎,成為溝通深部熱源的運(yùn)移通道。

2.1.3 熱儲(chǔ)層的巖性

在隆起區(qū)熱水帶,溫泉出露的地層為崇山群與蒼山群的古老變質(zhì)巖系,主要巖性為片麻巖、花崗片麻巖、混合巖、變粒巖和片巖夾大理巖,僅9 號(hào)溫泉出露在古生代的二疊系灰?guī)r中。而中部沉降區(qū),熱水在三疊系上統(tǒng)三合洞組灰?guī)r、麥初箐組泥巖、侏羅系壩注路組、白堊系南新組、景星組砂巖中都有出露。從巖性上看,變質(zhì)巖、碳酸鹽巖、碎屑巖、黏土巖中都見(jiàn)有熱水分布,無(wú)明顯的規(guī)律可尋,即使同一地層或同一巖性,處于相似構(gòu)造部位,溫度亦相差懸殊,顯示了活動(dòng)性大斷裂及構(gòu)造復(fù)合部位比斷裂旁側(cè)和影響帶水溫高的特點(diǎn),而與地層巖性卻無(wú)明顯的聯(lián)系,說(shuō)明區(qū)內(nèi)無(wú)穩(wěn)定的熱儲(chǔ)層,冷水經(jīng)深部循環(huán)增溫后,沿?cái)嗔堰@個(gè)導(dǎo)熱通道上升地表而形成溫泉。

2.2 關(guān)于研究區(qū)地下熱水熱源問(wèn)題

研究區(qū)內(nèi)主要為沿?cái)嗔哑扑閹钛h(huán)增溫?zé)?。區(qū)內(nèi)崇山東側(cè)、西側(cè)大斷裂、李子園- 瓦窯大斷裂、云龍- 太平鋪大斷裂、金盞大斷裂及清源洞大斷裂等為區(qū)內(nèi)北北西向構(gòu)造帶和構(gòu)造骨架,具有壓、壓扭性構(gòu)造形跡,斷裂延伸遠(yuǎn)、切層多、斷距大,并多與異向斷裂交匯,溝通深部熱源。同時(shí)斷裂作用和巖層擠壓摩擦產(chǎn)生機(jī)械熱能及沿?cái)嗔训膸r脈余熱也是不可忽視的補(bǔ)充熱源。

3 結(jié)論

本研究對(duì)云南大理地區(qū)溫泉的空間展布和出露形式進(jìn)行了研究,并根據(jù)其余地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系將研究區(qū)分為西部隆起區(qū)、中部沉降區(qū)和東部隆起區(qū)三大熱水帶。并對(duì)其出露的地質(zhì)條件及熱源進(jìn)行了分析,得出以下結(jié)論：

（1） 西部隆起區(qū)共出露9 個(gè)溫泉,呈帶狀分布,展布方向與構(gòu)造帶基本一致。

（2） 中部沉降區(qū)共出露9 個(gè)溫泉,展布方向受北北西向構(gòu)造控制明顯,多以單泉形式出露地表,流量大小與含水層巖性密切相關(guān)。

（3） 東部隆起區(qū)面積較小,共出露2 個(gè)溫泉,均分布在北北西向構(gòu)造帶上,以單泉形式出露。

（4） 隆起區(qū)溫泉分布與北北西向構(gòu)造帶一致,沉降區(qū)構(gòu)造復(fù)合帶多出露溫泉,并且熱儲(chǔ)層多以變質(zhì)巖為主,其熱源可能為循環(huán)增溫、斷裂帶擠壓摩擦及巖脈余熱。