云南保山盆地地热形成机制探讨

李 雄，白李林，朱凌峰

(云南省有色地质局三一七地质队 云南 曲靖 65500)

云南保山盆地地热形成机制探讨

李 雄，白李林，朱凌峰

(云南省有色地质局三一七地质队 云南 曲靖 65500)

云南保山盆地是典型断陷盆地，众多温泉沿断层带出露，推断该盆地热源为地慢热流，热通道为盆地边缘的大断裂，盆地新近系、第四系粘土质岩等为地热良好的热储盖层，盆地地处高热流区，保山盆地具有较好的热源、热通道、热储盖层条件，地热开发前景良好。

断陷盆地；地慢热源：断裂热通道；云南保山

云南保山盆地内因盖层条件好，基底热流值较高，通过深孔在盆地内多能找到地热，但系统的对基底热储和成热条件的研究较少，本论文在总结已有温泉、温水孔数据，结合“汉庄古镇·汉唐城”地热开发可行性论证所获资料，对盆地成热条件和成因机制进行探讨。

1 盆地地质环境背景

1.1 地形地貌

保山盆地为断陷湖盆，呈南北向展布，长28km，宽7km～10km，面积约234km2。盆地地势平坦，海拔标高1640m～1670m，盆地周围为波状起伏的低中山地形，标高1800m～2000m；盆地西侧为陡峻高山，山前沟口地带分布有冲洪积扇(裙)，形成侵蚀一堆积台地地形；东侧为较缓山地地形。

1.2 区域地层

保山盆地内地层主要出露有新近系(N)砂岩[2]、砾岩[3]及第四系(Q)洪积、残坡积、冲积、冰碛的松散沉积物。盆地西侧分布有寒武系、奥陶系、石炭系下统和泥盆系中上统；，盆地东部则主要分布三叠系及石炭系地层。

上寒武统核桃坪组岩性主要为灰绿色页岩、粉砂岩和碳酸盐岩等。奥陶系为滨海相—浅海相砂泥质建造夹不纯碳酸盐岩，砂岩成熟度普遍较高。泥盆系及下石炭统的底部为钙质砂泥质建造，向上迅速过渡为不纯碳酸盐岩和硅质建造，顶部为黑色页岩。上石炭统下部为含砾砂泥质建造，由杂基质砂砾岩组成，其间夹生物碎屑灰岩，向上变为泥岩夹泥灰岩透镜体；上部为基性火山岩建造，与下伏地层表现为喷发不整合或假整合关系，以玄武岩为主。下—中三叠统为白云质碳酸盐岩，多直接覆盖在下二叠统之上。中上三叠统为碳酸盐岩建造和砂泥质建造。

1.3 区域含水层

区域含水层组可分为两类，一类为碎屑岩夹碳酸岩类，如盆地西部大面积出露的寒武系上统核桃坪组(∈3h1、∈3h2)、沙河厂组(∈3s1、∈3s2)、保山组(∈3b1、∈3b2)，奥陶系下统岩箐组(O1y)、漫塘组(O1m)、中统施甸组(O2s)、下蒲缥组(O2p)，该类含水层组赋水性中等；另一类为碳酸岩类，如中统何元寨组(D2hy)、上统大寨门组(D3d)、石炭系下统铺门前组、香山组并层(C1)、三叠系中统河湾街组(T2h)、上统大水塘组(T3d)，该类含水层组赋水性强。

1.4 区域地质构造

保山盆地位于冈底斯—念青唐古拉褶皱系，福贡—镇康褶皱带，夹持于怒江断裂和澜沧江断裂之间。

盆地东侧有澜沧江断裂，西部有怒江断裂，南部为勐波罗河断裂、柯街断裂，东北部为瓦窑—云县断裂，区域性断裂控制了保山—镇康地块的地层沉积演化及岩浆、热流体活动，同时控制了福贡—镇康地块的局部原始沉积环境(沉积、剥蚀)，同时提供了广泛的热源活动和矿液运移通道，控制了岩浆岩的侵位空间。

通过地质构造的恢复和推断，保山盆地内存在南北向大断裂[4]，区域称搬家寨断裂，该断裂呈南北走向，中段隐伏于保山第四系之下，长约74km，该断裂在盆地部份又可以分为两支，西支F1在盆地西缘，断面东倾，倾角60°以上，保山盆地因该断层断陷而成，保山市区串珠状温泉均沿该支断层沿线分布，温度一般超过60℃，说明温泉的形成与该断层息息相关；东支F2在盆地东缘，同样隐伏于第四系之下，断面西倾，倾角较缓，盆地沿线发现的金鸡温泉、黄毛庄温泉及小堡子温泉等均沿该东支断裂沿线分布。盆地周边区域地质构造见图1。

搬家寨断裂带金鸡附近，多次发生的弱地震，表明其现今仍有活动。

2 热储论述

2.1 热储层埋藏条件分析

为弄清楚汉庄镇盆地基底基岩分布和地层情况，在保山汉布置了庄EH-4电磁测深剖面2条，编号为E8、E10，点距为30m，两剖面方向均为90°。剖面长及剖面方向视通视情况而定，E8剖面长390m；E10剖面长270m。

根据E8、E10两条剖面视电阻率等值线形态及断面数值变化、梯度变化、等值线转折、形态变化等特征(图1)，结合测区范围及外围周边出露岩石、地层及其各套地层分布空间情况，推断解译出地层埋深及厚度特征(表1)。

图2 E8线、E10线EH-4电磁测深剖面推断解释综合断面图Fig.2 Comprehensive Interpretation of EH4 Electromagnetic Survey Section Line E8，E10

表1 推断解译地层埋深及厚度统计汇总表
Tab.1 Inference of Bed Depth and Thickness

地层代号及岩性预计顶板埋深(m)厚度变化范围(m)平均厚度(m)累计厚度(m)按地层倾角折算顶板埋深Qh粘性土060～2201501500N2粘土岩、砂砾岩60～220420～580530680160O2p页岩夹泥灰岩600～800180～217200880760O2s页岩夹泥灰岩900～1100356～464仅依据电测深结果，底板反映不清

2.2 热储层温度、水量估算

保山盆地地下水被封闭于渗透性、富水性中等的灰岩、砂质灰岩或碎屑岩夹碳酸岩含水层中。随着循环深度的增大，不断从围岩吸取热量使得地下水温度升高。同时由于热储层地下水埋藏深，上覆有较好隔水隔热保温盖层，在较高的大地热流辐射下，能使得地下水水温升高，在热传导和载热流体的混合作用下形成深部热储。

位于汉庄镇北东金鸡乡的ZK1热水孔，于407m揭露石炭系C3d丁家寨组，孔底温度为47℃，上伏地层为第三系上统粘土岩、砂砾岩和第四系松散层，热储层即位于第三系和第四系保温层之下。保山盆地多年地表平均气温15.9℃，据此可算出保山盆地金鸡处的第三系和第四系盖层的地温梯度为7.64℃/100m；在汉庄镇东边ZK4号热水孔孔深550m，水温56℃，可算出该处地温梯度为7.29℃/100m；保山城南ZK3号热水孔孔深800m，水温63℃，可算出该处地温梯度为5.88℃/100m；因汉庄镇和ZK3号热水孔共属一个次级构造单元，而ZK1和ZK4号热水孔由于地处断层附近，地温梯度有所失真，故工作区地温地度宜采用5.88℃/100m，经计算埋深760m处的地温为60.6℃，因保山盆地温泉性质属埋藏型，故可推测工作区揭露热水温度为60.6℃左右，基底为奥陶中下统地层，涌水量300m3/d左右；且工作区水文地质条件较好，开采温泉具承压性自流的可能性较大。

3 保山盆地温泉形成机制

“汉庄古镇·汉唐城”地热开发项目经施工验证了预测的准确性，基岩埋深746.5m，发现奥陶系中统碎屑岩夹碳酸岩热水，井口热水呈自流，自流高度10m左右，水温和水量均满足要求。

通过项目论证可以看出，若按常规地温梯度估算，断层附近地温梯度高达7.64℃/100m，就算是工作区地温梯度也高达5.88℃/100m，这较正常地温梯度高得多，经查云南省大地热流等值线图，保山盆地大地热流值在70mW/m2左右，按傅立叶传热定律：

式中：q——大地热流，mW/m2；K——岩石热导率，

W/m·k(1mcal/cm·s·℃=0.4187 W/m·k)；

dTdz——地温梯度，℃/100m，负号表示垂向坐标向地表为正；

T——温度，℃；z——深度，m。

若按正常大地热流计算，地温梯度约3.5℃/100m，若按该值计算工作区温度是达不到预计值的，保山盆地基底经钻探，目前未发现花岗岩等放射性生热的地质体，那么盆地内如此高的地温梯度的合理解释，只能是盆地基底断裂构造影响的结果，是盆地基底大断裂把地壳深部热水通过断层以对流的方式带到盆地基底，加之保山盆地盖层条件较好，热损失较小，深部热水通过断层运移至基底的热水得以封存，故保山盆地地热开发条件较好，但受断层影响较大，温度将会沿断层向两侧逐渐递减，因此在开发保山盆地地下热储时，查明基底隐伏断裂位置尤为重要。保山盆地地热形成模式图见图3。

图3 保山盆地地热形成模式图Fig.3 Geotherm Genesis Model of Baoshan Basin

5 结 论

保山盆地地热开发条件较好，从以往开采情况看，在揭露基岩后均不同程度能找到热水，但热水温度和水量差异较大，盆地整体西边盖层(由第三系和第四系组成)厚，东边盖层较薄，整个保山盆地沉积的中心在盆地中部偏西，汉庄及为沉积的中心，故覆盖层较厚，达700m之多。通过以往地质工作和物探手段，盆地西缘和东缘均有断层，断层延伸长，深度大，且至今还在活动中，盆地基底热储的温度受断裂影响较大，因此，在以后开采过程中要注意查清基底隐伏断裂位置，才能正确预测热储温度。

[1]中国人民解放军九三三部队.1∶20万保山幅区域水文地质普查报告[R].1978～1980.

[2]彭军，汪彦等.保山盆地羊邑组二～三段高分辨率层序地层分析[J].西南石油大学学报，2008，30(1).

[3]汪彦，彭军等.保山气田新近系羊邑组二一三段沉积微相[J].天然气工业，2008，28(4).

[4]戴苏兰，刘树根等.云南保山盆地的形成与演化[J].石油实验地质，1998，20(20).

A PROBE INTO THE GEOTHERM GENESIS MECHANISM IN BAOSHAN BASIN，YUNNAN

LI Xiong，BAI Li-lin，ZHU Ling-feng

(GeologicalTeam317，YunnanBureauofNonferrousGeology，Qujing655000)

Baoshan basin is a typical fault basin in Yunnan.There are a lot of hot springs along the fault zone.We believe that the heat source is derived from the mantle thermal fluid.The megafault of basin margin is the channel of thermal fluid.The good reservoir and cover bed of geotherm are Neogene，Quaternary claystone，etc.The basin is an area of high geotherm fluid.The potentiality of geotherm development in Baoshan basin is good because of the good geotherm source，heat channel，reservoir and cover beds.

Fault Basin；Mantle Heat Source；Fault Heat Channel；Baoshan，Yunnan

2014-12-11

李雄(1989～)，男，云南镇雄县人，助理工程师，从事水文地质、工程地质研究。

P314

A

1004-1885(2015)2-176-5