云南大理州洱源盆地温泉分布特征及成因分析

房艳国，李茂华，付调金，邵玉冰，董建辉

(长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)，湖北武汉 430074)

云南省地热资源非常丰富，从地质构造上看，滇西地区具有温热泉数量多、单泉流量大、温度高、天然热流量大等特征。云南地区自西向东分布有腾冲—高黎贡山高温地热带、保山—孟连中低温地热带、临沧—景洪高温地热带、兰坪—普洱低温地热带及剑川—下关—金平高温地热带［1］。洱源盆地位于剑川—下关—金平高温地热带内，在洱源盆地内及周缘呈带状分布有大量温(热)泉，相对集中分布在洱源牛街—三营区、洱源—炼城区、下山口—西湖区三个条带区内(图1)。

1 地热温泉分布特征

1.1 牛街—三营

区内热泉(井)分布范围北至牛街乡练渡村文化展示馆，南至三营街火焰山，东至牛街盆地东侧缘，条带南北长约3.5 km，东西宽约0.8 km。带内共调查18个热泉(井)点，其中热泉点7个，热井11个;热泉地表量测水温一般60～75℃，最高80℃;热水井井深20 m内，井口量测水温62～72℃，井深20～80 m，井口量测水温72～86℃，井内地下热水水温有随井深增加而升高的趋势。

1.2 洱源—炼城

区内热泉(井)分布范围北至洱源县江干，南东至洱源县炼城村，西至洱源盆地西侧缘凤羽河西侧温泉澡塘，整体呈北西向条带状展布，条带长约5 km，宽0.5～1.5 km。带内共调查13个热泉(井)点，其中热泉点2个，热井11个;泉水点地表量测水温一般65℃;井深20 m内，井口量测水温63～70℃，井深60～250 m，井口量测水温46～65℃，大理地热田抽水井井深达300 m，出水口量测水温达88℃。井内地下热水水温有随井深增加而升高的趋势。

1.3 下山口—西湖温水村

区内热泉(井)分布范围北至G214里程K2291+500公路外侧弥苴河左岸，经下山口、坡头村，向南至洱源县右所镇温水村南，北东至大丽高速下山口隧洞东侧一带(大丽高速下山口隧洞开挖过程中玄武岩地层中遇到地热水)，西至右所盆地西侧缘，整体呈近南北向条带状展布，条带长约10 km，宽约1.8 km。带内共调查30个热泉(井)点，热泉点1个，热井27个;热泉(井)集中分布在下山口、坡头村、温水村一带，其中下山口共调查22个热泉(井)点，坡头村3个热井，温水村3个热井;随着地下水开采量急增，地下水水位有所下降。热泉点位于G214里程K2291+500处，地表量测水温88℃;下山口一带热水井井深多在20 m内，井内水温36～60℃，坡头村一带井深6～8 m，井内水温41～45℃，温水村一带井深4～5 m。下山口南至坡头村北、坡头村南至温水村北地带为农田及地表水域，无水井及温(热)泉露头，该地段靠近右所盆地西侧缘，地势低洼处，在雨季有少量温泉溢出。

图1 洱源盆地及周缘温泉分布图Fig.1 Distribution map of Eryuan basin and periphery spring

2 地热水化学特征

根据实地调查、取样分析并参考1∶20万兰坪幅水文地质普查报告书［2］，各地热区内的水化学特征稍有差异。

2.1 牛街—三营

区内热泉(井)共调查18个点，调查发现带内热水井钻孔成井时，大多井口地下热水自涌，深井孔内喷射出水柱，水柱高10余米;热水井井内有大量气泡冒出，有刺激性气味(臭鸡蛋味)，为硫化氢气体，井壁可见大量的乳黄色钙华;天然泉水点主要分布在该条带东侧盆地边缘一带及牛街乡练渡村历史文化展示馆等地，均为上升泉，泉水点流量多＜0.1 L/s，流量受季节变化影响不明显，泉口多形成凹潭，大量气泡冒出，有刺激性气味(臭鸡蛋味)，为硫化氢气体，泉口周围多见钙华。根据地热水化学成分试验成果(表1)可知，该带内地下热水水质类型为HCO3·SO4—Na·Ca型水，pH 值6.0、7.4，氟含量5 ～8 mg/L。据兰坪幅 20 万水文地质普查报告，带内水氡含量为5.85埃曼/L。

2.2 洱源—炼城

区内热泉(井)带内共调查13个点，调查发现带内热水井钻孔成井时，大多井口地下热水自涌，说明具有弱承压性，热水井井内多有大量气泡冒出，有刺激性气味(臭鸡蛋味)，为硫化氢气体，井壁可见大量的乳黄色钙华及气磺，据云南省地质局水文地质大队资料，早期洱源九台一带温泉年产硝1.5 t;洱源大理地热国就位于该地热区内，井深300 m，水温达88℃;天然泉水点主要分布在洱源县老城区宁湖路一带，均为上升泉，泉水点流量＜0.1 L/s，流量受季节变化影响不明显，泉口多形成凹潭，有大量气泡冒出，有刺激性气味(臭鸡蛋味)，为硫化氢气体。根据地热水水化学成分试验成果(表2)可知，该带内地下热水水质类型为HCO3·SO4—Na·Ca型水，中性，氟含量5～8 mg/L。据兰坪幅20万水文地质普查报告，带内水氡含量为1.75～3.5埃曼/L。

表1 牛街—三营区地热水水化学成分试验成果表Table1 Test results of chemical constituents of geothermal water of Niujie-Sanying area 单位:mg/L

表2 洱源—炼城区地热水水化学成分试验成果表Table 2 Test results of chemical constituents of geothermal water of Eryuan-Liancheng area 单位:mg/L

2.3 下山口—西湖温水村

区内共调查30个热泉(井)点。热泉点位于G214西侧冲沟左岸处，出水口改造成水池(普陀泉)，有大量气泡冒出，弱刺激性气味;下山口一带热水井井深多在20 m内，井内有少量气泡冒出，弱刺激性气味，井壁多见乳黄色钙华;温水村一带井深4～5 m，井内水量及水位较低，有少量气泡冒出，弱刺激性气味。普陀泉水质分析显示，带内地热水为弱碱性，富含偏硅酸、锶、锂、偏硼酸、钙等多种元素。

3 成因分析

地下热水的形成、富集和排泄严格受地质构造的控制，构造体系决定热水的空间分带性，次级构造形迹、岩浆岩界面以及不同方向和力学性质断裂结构面的交汇部位制约着热水的成生和运移，浅表岩体成分及富水程度对地热水出露及其化学组分具有一定的影响。洱源盆地位于扬子准地台、松潘—甘孜褶皱系与三江褶皱系的交界部位，周围深大活动断裂发育。洱源盆地位于鹤庆—洱源断裂与金沙江断裂带及洱海深大断裂结合部位(图1)，属断陷盆地。盆地边界均有断裂控制，盆地内隐伏有多条断裂。

3.1 牛街—三营带

该地下热水带位于南北向、北东向及近东西向多种构造体系的复合部位。温(热)泉及热水井基本沿着近南北向隐伏断裂(f4)展布，断裂东侧山地下伏基岩，岩性主要为泥盆系下统灰岩，中等岩溶发育程度，富含岩溶地下水;沿断裂可见喜山期苦橄玄武岩分布，玄武岩中裂隙发育，中等赋水。根据该带内地下水水化学类型为HCO3·SO4—Na·Ca型水，出水口多有硫化氢气体溢出，水中含氟等特征，初步分析地热水的补给来源主要为东侧浅部岩溶地下水与深部地下水。热源主要由岩浆余热扩散、放射性元素蜕变热(氡是放射性元素铀、镭等衰变的结果)、正常地热增温及断裂活动摩擦生热等热源［3］。断裂破碎带及旁侧霹雳裂隙为地下热水上升运移提供了良好的通道，地下热水补给、循环、排泄见图2。

图2 牛街—三营带地热水成因示意图Fig.2 Schematic diagram of origin of geothermal water of Niujie-Sanying zone

3.2 洱源—炼城带

洱源—炼城带分布在洱源盆地西部，断裂构造以北西向为主，规模较大的为洱源盆地西侧缘断裂及盆地中隐伏f1断裂，温(热)泉及热水井基本沿着两条断裂之间分布(图1)。其间下伏基岩为泥盆系青山组灰岩，灰岩中等岩溶发育，富含岩溶水;断裂f1东侧下伏基岩为二叠系峨眉山玄武岩，裂隙发育，中等赋水;盆地西侧山地为前寒武系苍山群片岩、变粒岩等，裂隙较发育，地下水较丰富。根据该带内地下水水化学类型为HCO3·SO4—Na·Ca型水，出水口多有硫化氢气体溢出，水中含氟(具深循环强淋滤水化学特征)等特征，初步分析地热水的补给来源主要为浅部岩溶地下水与深部循环水。热源主要由岩浆余热扩散、放射性元素蜕变热(氡是放射性元素铀、镭等衰变的结果)［4］、正常地热增温等来源。断裂破碎带及旁侧霹雳裂隙为地下热水上升运移提供了良好的通道，地下热水补给、循环、排泄见图3。

3.3 下山口—西湖温水村带

洱源—炼城带分布在大理县城北西右所盆地的西侧缘，温泉及地热水井总体沿苍山山前断裂(红河断裂北段西支)北段展布，在下山口一带为该断裂与洱海深大断裂(红河断裂北段东支)相交，此两条断裂均为全新世活动深大断裂，深切至地幔。右所盆地西侧山地及下山口一带均为二叠系峨眉山组玄武岩组，岩体中裂隙发育，中等赋水。根据带内地热水具弱碱性，富含偏硅酸、锶、锂、偏硼酸、钙等多种元素特征，初步分析地热水补给来源主要为盆地西侧山体浅部裂隙型地下水与深部地下水，其热源主要有岩浆余热扩散、正常地热增温［5］及断裂活动摩擦生热等。断裂破碎带及旁侧霹雳裂隙为地下热水上升运移提供了良好的通道，地下热水补给、循环、排泄见图4。

图3 洱源—炼城带地热水成因示意图Fig.3 Schematic diagram of origin of geothermal water of Eryuan-Liancheng zone

4 结语

(1)洱源盆地位于剑川—下关—金平高温地热带内，在洱源盆地内及周缘呈带状分布有大量温(热)泉，相对集中分布在洱源牛街—三营区、洱源—炼城区、下山口—西湖区三个条带区内。

(2)牛街—三营区内地表量测热泉(井)水温一般60～75℃，最高86℃;洱源—炼城区内地表量测热泉(井)点水温一般63～70℃，最高88℃;下山口—西湖温水村带区内热泉(井)内水温一般36～60℃，最高为88℃;各带井内地下热水水温有随井深增加而升高的趋势。

(3)牛街—三营区内地下热水水质类型为HCO3·SO4—Na·Ca型水，接近中性水，氟含量5～8 mg/L;洱源—炼城区内地下热水水质类型为HCO3·SO4—Na·Ca型水，中性，氟含量5～8 mg/L;下山口—西湖温水村区内地热水为弱碱性，富含偏硅酸、锶、锂、偏硼酸、钙等多种元素。洱源盆地内地热水水化学类型及水质特征与下山口—温水村一带地热水有所差异。

图4 下山口—西湖温水村带地热水成因示意图Fig.4 Schematic diagram of origin of geothermal water of Xiashankou-Xihu

(4)大气降水、浅表岩溶水、基岩裂隙水及深部循环地下水为各温泉带的补给来源，各温泉系为深部循环高温地下水沿断裂破碎带运移上升，与浅部地下水混合后，沿破碎带溢出地表而成。

(5)根据各带内温泉水化学成分特征，初步分析牛街—三营区及洱源—炼城区热源主要由岩浆余热扩散、放射性元素蜕变热(氡是放射性元素铀、镭等衰变的结果)、正常地热增温及断裂活动摩擦生热等热源来源;下山口—西湖温水村区热源主要由岩浆余热扩散、正常地热增温等来源。

［1］ 熊家镛，王义昭，张远志，等.云南省区域地质志［R］.昆明:云南省地质矿产局区调队，1987.

［2］ 侯璞云，王永臣，院柱，等.兰坪幅1∶20万区域水文地质普查报告［R］.剑川:中国人民解放军○○九三九部队，1978.

［3］ 方丽萍，丁建博.云南地热资源的成因分析及开发利用［J］.水文地质与工程地质，1997，12(1):15 －18.

［4］ 欧阳珽.中国地热异常及温泉成因［C］//中国科学院地球物理研究所40周年所庆论文集.北京:科学出版社，1990.

［5］ 苗慧帅.云南省下关温泉和安宁温泉的特征及成因研究［D］.北京:中国地质大学(北京)，2009.