浅层地温测量在新疆塔什库尔干县地热资源勘查中的应用

■徐继军

（新疆地矿局第二水文工程地质大队 新疆昌吉 831100）

浅层地温测量在新疆塔什库尔干县地热资源勘查中的应用

■徐继军

（新疆地矿局第二水文工程地质大队 新疆昌吉 831100）

浅层地温是由地层深部的热储由断层破碎带和裂隙发育带传导至地层表面的导热异常表现，是储存在地球内部的可再生能源。通过对新疆塔什库尔干县提孜那甫乡曲曼村一带（研究区）开展浅层地温测量工作，为确定隐伏断裂构造提供依据。本文主要采用地表浅层测温及冬季河流水体测温，论述了深部隐伏断裂和浅层地温的相互关系，对寻找隐伏断裂位置和深部地热异常具有较好的导向意义。

地热资源浅层地温测量测温异常隐伏断裂

1 研究区基本情况

新疆塔什库尔干县位于我国西部边陲帕米尔高原腹地，该县常规能源缺乏，而地热资源却较为丰富。研究表明，塔身库尔干县谷地热储具有断裂构造控制的带状发育特征，为断裂裂隙热储类型。断裂构造的分析研究是寻找地热资源的重点和难点。塔身库尔干县谷地主干断裂为塔什库尔干断裂，南北向展布，北东向次级断裂发育。新生代以来这些断裂活动强烈，区域抬升运动显著，碎屑沉积发育，大部分地带断裂隐伏于第四系之下。为查明这些隐伏断裂的展布特征，先后进行了多项地球物理和地球化学研究工作，其中浅层地温测量是一种非常重要的方法。为系统研究研究区地热分布特征，在该区域开展了2m深网状浅层地温测量方法及冬季河流温度的观察及测量，该项分析成果为推断断裂部位发挥了重要作用。为此，笔者认为有必要对浅层测温工作进行必要总结，期待与同行们一同讨论、研究，进而为该技术方法在地热资源勘查中得到有效利用提供基础资料。

2 研究区构造概况

研究区位于塔什库尔干谷地北段、塔什库尔干县提孜那甫乡曲曼村一带，构造上处于塔什库尔干断裂带内，位于断裂向北和向西分叉的复合部位。塔什库尔干断裂是帕米尔构造区中东部一条活动断裂，该断裂控制着塔什库尔干谷地的形成及演化。研究区内塔什库尔干断裂出露为2-3排南北走向、断面东倾的正-走滑断层，展布在谷地西部山区及山前冰碛丘陵地带。塔什库尔干断裂活动强烈，其次级断裂发育，这些次级断层呈北东向隐伏于谷地内第四系碎屑沉积之下，整体形成以近南北向断裂为主、北东向次级断裂发育的断裂裂隙系统。

3 研究区地层概况

研究区及其外围地带发育有元古界、新近系、第四系以及喜山期侵入岩。元古界（Pt）为一套变质岩，岩性主要为片岩、片麻岩，大理岩和石英岩。变质岩地层整体南西倾，整体呈灰黑色-灰绿色出露于研究区北、东两侧的基岩山区，是区域基底的主要组成岩性。新近系（N）为上新世泥岩、砂岩和砾岩。该套岩性具有水平和波状层理，仅在曲曼村以北一带小范围出露，其余地带则隐伏与第四系之下。第四系岩性均为砂砾石堆积，发育在塔什库尔干谷地内部。按照成因类型可划分为晚更新世冰水堆积（Q3gfl），全新世残坡积、洪积角砾石层（Q4edl+pl），冲、洪积卵砾石层（Q4apl）和冲积卵砾石层（Q4al）。冰水堆积和冲洪积物质来源于研究区西侧花岗岩山区；残坡积和洪水堆积来源于其西北部托尔推其山变质岩区；冲积堆积发育在塔什库尔干河现代河床及河漫滩地带，物质来源复杂。喜山期侵入岩包括花岗岩和正长岩（γ63、ε63），发育在谷地西侧基岩山区，以辛滚沟为界，其北侧为花岗岩，南侧为正长岩。

4 研究测温工作方法

4.1 冬季地表河流温度测量方法

研究区周边的塔什库尔干河从南至北常年径流，塔什库尔干河流量小、流速缓慢、温度一般较为均衡。为真实的掌握该河流段的温度信息，验证该河流段的温度异常，在冬季对塔什库尔干河流的上游至下游水温进行了检测，本次测量时，沿河流的流向对河水温度监测采取数据，观察点距为100米，对河流的水温进行温度对比，以期找出地表河水温度的异常段。

4.2 浅层地温测量方法

塔县冻土深度最高为1.86m，地表冻土深度以下不受自然环境的干扰，对研究区全面布设网格状2米深探井工作，以全面控制研究区的浅层地温异常区域。测温仪器采用FLUKE公司生产的63型红外手持式温度测量仪，该仪器测温范围为-32℃-535℃，分辨率为0.2℃，工作环境温度为0℃-50℃，体积小、重量轻、便于携带。地温测量过程中如有异常加密布设探井。野外数据采集方法是根据施工现场探井的开挖，及时将测温仪的红外照射点打入井底提取温度值。为达到数据的真实可靠性，测温必须实时测量或反复测量，即挖即测，并尽量减少开挖探井时人为因素的影响，采集研究区有效浅层地温数据，提高测温工作的可靠性。

5 浅层测温成果分析

（1）通过冬季河流温度测量，河流温度异常区域和隐伏断裂埋藏位置有着较好的对应关系，隐伏断裂中的热储通过破碎带传导至地表上部的河流段，对河流温度有一定影响，可为寻找埋藏在深部的隐伏断裂提供依据。

（2）研究区浅层地温最高可达41.6℃，最高值为异常标准的近2倍。根据浅层地温测量的结果分析，浅层地温是由地层深部的热储通道传导至地表产生的异常现象。地表异常温度的高低和隐伏断裂埋藏的深度有着直接关系，隐伏断裂埋藏浅地表异常温度较高，隐伏断裂埋藏深地表异常温度偏低。可利用已知的异常地温加大周围探井工作量以寻找隐伏断裂确定方位，同时对推断隐伏断裂的走向及侵入方向提供了有利线索。

[1]1:50万塔什库尔干地区区域水文地质普查报告 [R].中国人民解放军00925部队，1980年.

[2]1:50万新疆南疆西部地质图、矿产图及说明书 [R].新疆地矿局第二地质大队，1985年.

[3]新疆塔什库尔干县城地区地热地质普查报告 [R].新疆地矿局第三水文工程地质大队，2001年.

[4]新疆塔什库尔干县地热资源勘查报告 [R].新疆地矿局第二水文工程地质大队，2014年.

P314[文献码]B

1000-405X（2015）-11-128-1

徐继军（1987～），男，2007年毕业于郑州地校（郑州），助理工程师，研究方向为水文地质、工程地质、环境地质。