福建漳浦县象牙矿区地热资源地热地质特征及矿床成因初探

郑银昌

（福建省闽南地质大队，福建漳州363000）

福建漳浦县象牙矿区地热资源地热地质特征及矿床成因初探

郑银昌*

（福建省闽南地质大队，福建漳州363000）

漳浦县是我国温泉较多县城之一，温泉开发利用程度较低，温泉的勘查程度也较低。通过对于漳浦象牙温泉水文地质特征和热源分析，探讨地热资源形成原因，为今后温泉勘查和开发利用提供参考。

象牙矿区地热资源；地热地质特征；热源分析；矿床成因初探

1 区域地质条件

1.1 地层

区内出露地层主要有：上侏罗系南园组（J3n），岩性为流纹质晶屑凝灰岩、英安流纹质晶屑凝灰岩，主要分布于测区东南部；第四系分布有全新统冲洪积物层（Q4al-pl）和更新统冲洪积物层（Q3al-pl），分布于测区中部山间盆地，全新统冲洪积物层主要岩性为泥质砂、泥质卵石，更新统冲洪积物层主要岩性为粉质粘土、粘土。

1.2 侵入岩

区内及附近出露的侵入岩分布广泛，侵入岩主要有：燕山晚期第一阶段第一次侵入花岗闪长岩[γδ3(1)a5]，主要分布于测区南部山区及北部局部地段；燕山晚期第一阶段第三次侵入晶洞花岗岩[γ3(1)c5]，分布于测区西南部、北部大部分山区；燕山晚期第一阶段第四次侵入花岗斑岩[γη3(1)d5]，零星分布于测区东南部山区。

1.3 区域构造

本区位于平潭—东山北东向深大断裂带西侧，同时处于环太平洋西侧地质活动带前缘，构造迹象以断裂构造为主，主要发育有北东、北西、东西向多组断裂。

1.4 水文地质条件

矿区地处低山丘陵区，地下水主要接受大气降水的补给。根据地下水赋存条件把地下水分为以下3种类型：

松散岩类孔隙水:主要接受大气降水的补给为主，次为基岩裂隙水和风化带孔隙裂隙水的侧向径流补给。含水岩组以第四系全新统冲洪积层（Q4al-pl）为主。地下水赋存于含泥粗砂砾卵石中，砂砾卵石中含泥量高，分布面积小，厚度不大，水量贫乏，单孔涌水量小于50m3/d。

风化带孔隙裂隙水:主要接受大气降水的补给，亦接受裂隙水的侧向补给，含水岩组以细粒花岗岩的风化带为主，地下水赋存于风化带的孔隙、裂隙之中，水量贫乏，单孔涌水量小于50m3/d。

基岩构造裂隙水:主要接受大气降水的补给，大气降水大部分呈地表径流排泄，仅小部分入渗补给地下水；含水岩组为细粒花岗岩，地下水赋存于节理裂隙中。水量较贫乏，单孔涌水量小于100m3/d。但在断裂构造影响带，地下水相对富集，部分单孔涌水量可大于100m3/d。

2 矿区地热地质特征

2.1 温泉出露特征

象牙温泉出露于象牙村南侧的第四系全新统冲洪积层Ⅰ级阶地后缘，见图1，地热水赋存于燕山晚期第一阶段第一次侵入花岗闪长岩[γδ3(1)a5]构造裂隙中，据1∶20万水文地质调查资料以上升泉的形式流出，共有3处泉群出露，每个泉群均有3～5个泉眼，整体泉群呈NE75°方向分布，形成一长约300m，南北宽约20～80m的温泉出露区。温泉处见有间歇性气泡逸出及翻砂现象，测得总自流量为2.15～3.65L/s（185.76～315.35m3/d），水温为45℃～56.0℃。本次调查，泉自流量已经消失，仅部分钻孔夏、秋季出现自流，受周边开采干扰严重，8月份干扰较少，其总自流量为3.79L/s（327.46m3/d），水温为48.4℃～56.8℃。

2.2 地球物理场特征

通过物探资料解读矿区推测存在一组NW340°断裂带，倾向NE，倾角较大，与我们地面调查基本吻合，结合浅层测温孔地温场分布，明显受NW及EW向构造控制。该物探工作基础上施工6个钻孔（孔号ZK1—ZK7），验证了该区域为地热异常区中心地段。

F3断裂为隐伏断裂，该断裂的延伸处西侧山区基岩裸露可见节理裂隙，其走向与断裂一致；在异常区内施工的浅层测温孔及温泉钻孔也验证了该区存在一组EW向隐伏断裂（F3）。

2.3 地温场特征

根据浅层测温孔（SK1—SK52），为了便于分析，浅层测温采用同一地层的砂砾层顶板测温成果绘制等温线图，见图2。

从砂砾层顶板等温线图25℃范围长轴呈EW走向，反映EW向阻水断裂的存在，而27℃范围中部明显反映受NW构造控制，地热中心带长轴呈EW走向，且处于F3断裂的上盘，反映F3断裂具阻水作用；不小于25℃地热异常区面积为0.106km2。

2.4 降压试验

（1）多井降压试验:本次降压试验利用ZK1为主孔，ZK2、ZK3、ZK4、ZK5、SK24、SK30、SK43为观测点，进行1个落程的抽水试验，初步了解矿区水文地质条件，降压试验设备采用150QJ40-78/9深井地热潜水电泵，泵下入孔深至20m,利用水阀控制出水量，测量水位工具为20m电测水位计、测量流量采用三角堰；测量温度采用25m电子测温仪。降压试验历时219h，稳定75.5h，水位降深3.5m，出水量6.25L/s(540.0m3/d），孔口水温56.5℃。

（2）群井降压试验（4孔联合抽水）:群井降压试验利用主孔（ZK7）抽水设备采用4LT-16/28深井地热潜水电泵，辅助孔(ZK1、ZK3、ZK4)抽水设备采用150QJ40-78/9深井地热潜水电泵(因口径小无法观测水位),观测孔孔号为ZK2、ZK5、SK24、SK30、SK40、SK43。

本次降压试验正处于冬、春季节，气温相对较低，周边居民同时开采地热流体用于沐浴和养殖，总开采量约1220m3/d。

最大落程群井降压试验主孔（ZK7）水位相对稳定，稳定55.13h，稳定水位7.89m,降深为6.19m，总出水量为2520m3/d，水温51.5℃～58.4℃，地热中心地带，观测孔ZK2、ZK5、SK40水位相对稳定，外围观测孔SK24、SK30、SK43水位明显持续下降，处于不稳定状态，已影响了整个矿区，反映为疏干式抽水。

2.5 地热流体化学特征

象牙温泉物理性质为无色、无味、透明。根据取样分析结果，水中矿物质成分相对稳定，其矿化度为328.47～357.49mg/L，为淡水；pH值为7.92～8.60，为弱碱性水；可溶性SiO2为52.00～60.10mg/L，为硅水；F-为10.0～13.5mg/L，为氟水；总硬度0.26～0.53mg/L，为极软水；水质类型以HCO3—Na型为主。

3 热源分析

3.1 来自地壳深部的传导热

沿控制热异常区深部温度场的压扭性深断裂形成的高异常热流，是由于高温软流层沿深断裂隆起以及岩体热导各向异性的热效应使深部热流趋向深断裂集中向上传导形成的，北东向压扭性深大断裂带是本区主要的导热构造。

3.2 花岗岩体中放射性元素衰变热

矿区地热异常区大部分分布在燕山期花岗岩体中，据漳州地热田所取的59块岩石放射性生热率测定，花岗岩中的镭、钍、铀等放射性元素含量较高，生热率平均达（5.568～6.699）×104J/(kg·a)，远高于其他岩石。所以，测区大面积的花岗岩体中放射性元素的放射热对地热异常区的形成有长足的贡献。

4 水源分析

这与本区控水构造为东西向张扭性断裂一致，张扭性主干断裂在中、低山接受大气降水补给并汇集了山区中其他地下水后，向下渗透循环至山间河谷盆地中压扭性深断裂附近受阻积聚，同时吸收盆地中压扭性深断裂形成的高异常热流带的热量成为地下热水后，沿张扭性主干断裂上涌，把大量的热量带到浅部，是地热异常区中主要热水通道断裂。

5 温泉成因模式分析

放射性生热率较高的燕山期花岗岩体及深断裂隆起的软流层提供了较高的区域背景热流，而压扭性深断裂的各向异性热效应使来自深部的传导热流集中趋向深断裂带，加上断裂多期活动的各种形变热，沿压扭性断裂带形成一向上隆起的高异常热流带，在较浅的深部形成了较高的温度。

远处山区的地下水沿张扭性主干断裂渗透循环至山间河谷盆地(或谷地)中的压扭性深断裂带附近受阻力积聚，并被压扭性深断裂形成的高异常热流带的热量加热，吸收了大量的热量后，在远高处补给地下水的静水压力及受热后密度变小的作用下，沿张扭性断裂上涌到浅部。一方面，在上涌途中由于热力差把热量传递给围岩，另一方面上涌至浅部后又沿派生的次级断裂向四周渗透或出露地表，形成地热异常区，其传热机制以对流传热为主。

6 结论

象牙矿区地热资源类型属中低温地热田Ⅱ—2型，热储呈带状，受构造断裂控制明显。、象牙矿区地热地质特征，圈定大于25℃热异常区面积0.106km2，允许开采量为3380m3/d，水温45.0℃～58.4℃，矿化度：328.47～357.49mg/L，为淡水；pH值：7.92～8.60为弱碱性水；可溶性SiO2：52.00～60.10mg/L，F-：10.0～13.5mg/L，属理疗硅氟热矿水。

地热成因分析：本矿区北东向压扭性深大断裂带为象牙矿区的控热、储热构造，东西向张扭性断裂为导水构造。地壳深部的传导热、花岗岩体中放射性元素衰变热是本区主要的地热热源；东西向张扭性断裂为导水构造，远处山区的地下水沿张扭性主干断裂渗透循环至北东向压扭性深断裂带附近受阻力积聚，并被压扭性深断裂形成的高异常热流带的热量加热，吸收了大量的热能后，在远深处补给地下水的静水压力及受热后密度变小的作用下，沿张扭性断裂上涌到浅部形成温泉出露于地表。

[1]庄海明.福建省漳浦县象牙矿区地热资源可行性勘查报告[R].福建省闽南地质大队，2015.

[2]庄庆祥，等.福建省漳州市漳州地热详查报告[R].福建省地质矿产局，1988.

[3]粘为振.漳州地热田成因模式及其与控制构造的关系研究[J].安全与环境工程，2008，15（4）.

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1004-5716(2016)12-0138-04

2016-06-23

2016-06-29

郑银昌（1963-），男（汉族），福建南靖人，工程师，现从事矿产地质工作。