宜宾地区地热资源产出特征分析

陈晶++郭旺

摘 要：宜宾地区地热资源丰富，现已勘查开发的温泉井具有流量大、温度高、水质好，以含锶、氟、偏硅酸等较多有益物质的理疗热矿水为主等特征。该区域地热水主要发育于二叠系、三叠系的厚层石灰岩地层中，为深埋藏型岩溶水，热量主要来源于地温梯度增温，水质、水温动态变化不明显，其分布产出受北东向构造控制。针对宜宾地区地质、构造、埋深、循环条件等情况，研究该地区地热资源的形成条件、分布特征、地热水补给、径流、排泄条件、水化学特征等，为该区域地热资源开发利用提供科学依据。

关键词：宜宾 热矿泉 温泉 深循环

中图分类号：P314 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0027-02

地热资源既是矿产资源，又是一种重要的地下热能资源。通过水热活动以热水或水汽形式出露地表或埋藏在地下，广泛地用于理疗、沐浴、取暖、育种、洗涤、烘烤和发电等，具有很高的社会效益和经济效益。因此，分析研究一个地区的地热资源赋存及形成情况，将更有利于合理利用和开发区域地热资源。该文以宜宾市为例，对研究区内已开发的热矿泉情况，及其地质、构造、埋深、循环条件等进行论述。

1 研究区概况

宜宾市位于四川盆地南缘，距成都约212 km，地理坐标：东经103°36′～105°20′，北纬27°50′～29°16′，幅员面积13283 km2。全市辖两区八县，交通较为便利。

2 地热情况

蜀南竹海温泉：位于长宁县龙头镇，为人工揭露的热矿泉水。水源地位于珙长背斜轴部，紧临双河断裂。热矿泉水赋存于二叠系下统栖霞组，岩性为深灰色中至厚层状微晶灰岩夹灰黑色泥灰岩透镜体，其上部为茅口组浅灰至深灰色中至厚层状微晶灰岩夹生物碎屑岩、泥灰岩，底部灰黑色泥灰岩、泥岩起着隔热阻水作用，该热矿泉水为深循环地下热水排泄带凿井获得，为远程补给，深部循环增温的承压水。水质类型为Cl-Na型水。井口处水温42 ℃。经鉴定评价为含偏硅酸、偏硼酸的镭、氡、硫化氢理疗矿泉水。允许开采量为3223 m3/d。

宜宾市翠屏山理疗热矿泉水：位于宜宾市西郊骑龙村，为人工揭露的热矿泉水。水源地位于宜宾背斜南西段倾末端，地面距观斗山断层约700 m，紧邻华蓥山深大断裂和岷江深大断裂，这些构造对温泉起着控制作用，热矿水含水层深埋地下2228 m以下的二叠系阳新灰岩，上部二叠系上统龙潭煤系地层和三叠系下统飞仙关砂、泥岩地层是地热含水层良好的隔水顶板盖层，其顶板埋深2228 m；底板为二叠系梁山组泥页岩和志留系泥质岩层，顶板埋深2807 m，顶、底板起到良好的隔热保温效果，为深部承压水。水质类型为Cl-Na型水。抽水井口出水温度85 ℃。经鉴定评价为含锂、碘的硫化氢、偏硅酸、偏硼酸、氟、锶、溴理疗热矿水。允许开采量为1538 m3/d。

屏山县书楼镇芭蕉理疗热矿泉水：位于宜宾市屏山县书楼镇芭蕉村，为人工揭露的热矿泉水。水源地处于川南丘陵与山区过渡地带。热矿井构造上处于楼东背斜南东翼，糖房湾穹窿的顶部，这些构造对温泉起控制作用，热矿泉水含水层为埋深1975 m以下的二叠系阳新灰岩，上部二叠系上统龙潭煤系地层和三叠系下统飞仙关砂、泥岩地层是地热含水层良好的隔水顶板盖层，其顶板埋深1975 m；底板为二叠系梁山组泥页岩和志留系泥质岩层，顶板埋深2618 m以下，顶、底板起到良好的隔热保温效果。水质类型为Cl-Na型水。抽水井口出水温度85 ℃。经鉴定评价为含锂、碘的硫化氢、偏硅酸、偏硼酸、氟、锶、溴理疗热矿水。允许开采量为1512 m3/d。

3 地下热水的形成条件

3.1 地热的来源

主要有：放射热、地球转动热、化学反应热及重力分异热等。宜宾地区以地球转动热和化学反应热为主，其中化学反应热的热源是有限的，主要热源还是地球转动地热。地球转动地热主要是由于地球自转角速度的变化，引起非均质的地壳岩层发生水平位移和挤压而产生的机械热。它严格控制着各种类型构造体系的形成与分布，同时也控制着各种矿产和地下热水的形成与分布。

根据四川盆地地温梯度等值线图（见图1），宜宾地区的地温梯度值在25～30 ℃/km之间，结合在川南煤矿区勘探地温实测资料，宜宾地区地温梯度在28 ℃/km左右，高于全省平均值。在背斜的顶部，温度及地热梯度都较两翼高，而在向斜凹陷地方热流密度、地热梯度较低。特别是在挽近构造运动活动强烈地区尤为明显，因为这里的断裂及构造破碎带等比较发育，是地下热水的良好通道。

3.2 区域深循环地下热水模式

广泛出露于川南盆周山区与云、贵高原过渡地带的二叠系栖霞组、茅口组和三叠系嘉陵江组的碳酸盐岩层，其岩溶发育、厚度大，质纯分布广，岩溶海拔高，强烈发育，接受大气降水补给充足，岩溶水十分丰富，以同层径流为主的方式向低海拔的北部地区（南、北海拔相对高差达1000 m以上），径流深循环增温，在此过程中进行水、热交换，溶滤岩石中的有益微量元素，汇聚于北部地区（含宜宾市）储水条件良好的封闭构造环境中，使宜宾地区具有了丰富的地下热水资源见图2）。根据调查结果，宜宾地区内岩溶水的深循环模式，即地热水的循环模式，具有循环深度大（1500 m以上），循环途径复杂，补给区远等特点。

3.3 地下热水的补、径、排条件

据川南二叠系、三叠系地热水的形成模式研究，如宜宾市翠屏山理疗热矿泉水等，均具有远程补给，深层顺层循环，尤其是顺古溶蚀界面运移的特点。宜宾地区内赋存的地下热水的补给区，主要是在珙县、高县、筠连县一带（出露位置较高的宽缓石灰岩裸露区），接受大气降水的直接渗入或灌入补给；地下水主要通过同层补给，顺层向深部径流，二叠系、三叠系岩溶界面的沉积间段（假整合）是地下深循环的良好通道，由于处于循环带之内，径流缓慢，极少见有天然排泄点；通过远程径流，地下热水在深部获得增温，并溶滤围岩中矿物质形成热矿水，完成了地热水的补给、径流过程。因此，区内地热水资源不同于其他矿产资源，它是一个由补给、径流至排泄构成的完整循环的平衡系统，只要不破坏补给量与排泄量的平衡，地热水则是可再生资源，具有较大的开发价值。endprint

3.4 地下热水与构造的关系

地下热水的形成严格受构造条件的控制，宜宾地区内大部分温泉都出露在强烈褶皱的背、向斜轴部和翼部，并与不同力学性质的断裂构造有着一定的关系，断裂常常是地下热水出露地表的主要通道。如高县来复渡哨包温泉就与佛界山断裂有着直接的关系。另据区域地质资料：华蓥山深大断裂与峨眉-宜宾深大断裂相交于区内，切穿志留系、二叠系、三叠系等地层，而断裂构造往往形成地下热水的导流通道，并使之获得一部分的构造热。区内地下热水的形成与深部构造尤其是东西向构造和北东向构造有着密切的关系。

3.5 地热资源的分布特征

宜宾地区主要属于北东-南西向褶皱构造区，区内宜宾背斜、南广背斜、龙头山向斜均呈北东-南西向相间，受华蓥山深大断裂和峨眉-岷江深大断裂制约后，西南端倾伏，向北东逐渐收敛。因此在宜宾背斜和南广背斜的轴部或翼部，褶皱强烈，地下热水资源相对较为丰富。宜宾地区内三叠系、二叠系碳酸盐岩埋藏深度达（约大于）1500 m，该类地层中赋存的地下水属较深埋藏型岩溶水，故相应产生的地下热水也属于深循环带中的地热水，由于上覆地层较厚，地下水一般具有承压性，但一般不会以天然泉或泉群的方式向地表排泄，必须以人工钻凿井（孔）方式揭露。

3.6 水化学特征

区内地下热水属于深循环带中的深埋藏型地下热水，地下热水径流缓慢，经过远距离的补给、径流及地下水交替使用后，水化学成分复杂，一般以CL-、HCO3-和Na+、Ca+含量较高，主要水质类型多属于CL-Na和HCO3-·Na、Ca型，矿化度一般略高，部分大于1 g/L，pH值一般7～8，部分地热水中还含有大量的微量元素和气体成份，其中以锶、氟、偏硅酸等含量较高，大部分均达到或超过理疗矿泉水水质标准。

3.7 地下热水的动态特征

区内地下热水动态较一般岩溶泉稳定，其中以水温和水质变化较小，流量的变化幅度相对较大。据区内已有温泉的长观资料，流量与大气降水有一定的关系，主要表现在两者峰值的大致同步上，由于属埋藏型地下热水，相应降水规律有一个较长的滞后期。据部分长观资料，水温变化幅度2～7 ℃，水温不受气温变化的影响，分析资料表明，温泉水质类型基本上没有变化。

4 结论

根据区内地下热水的赋存规律及地质环境条件，对宜宾地区地热资源的勘查及开发利用应该以二叠系栖霞组、茅口组碳酸盐岩溶水为重点。通过系统分析，在区内宜宾背斜、南广背斜的轴部或翼部是深循环地下热水的可能富集部位。主要由二叠系下统栖霞组、茅口组岩溶水在封闭的深埋状态下以横向顺层运移方式为主，经2000 m以上的神循环形成地下热水，因此热水一般具有高温、高压、高矿化的特点。由于上部盖层厚度大，目的含水层埋藏深超过2000 m，地表一般不会有温泉出露，区内地下热水属深埋藏地下热水，可以通过人工钻凿井（孔）的方式进行开采，极有可能获得丰富的地下热水资源。

参考文献

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