江西省安远县黄背地热水勘查成果分析

江西省核工业地质局二六四大队 江西 赣州 341000

1 勘查区地热地质特征

勘查区位于江西省安远县南约20km处,该行政区划隶属安远县三百山镇管辖,省道343横贯勘查区,交通非常便利。大地构造位置上,工作区属于华夏板块南岭东段隆起带,东西向断裂构造发育(江西省地质矿产勘查开发局,2017)。

图1 江西省安远县黄背地热水矿区地质图

1.1 矿区地质特征

1.1.1 地形地貌 工作区为丘陵地貌,地形标高281.9～361.8m,相对高差约79.9m,自然坡度28～42°,局部达46°,山坡植被发育较好,主要为杂树、杂草,植被覆盖率60～80%。

1.1.2 地层 区内出露地层为震旦系上统老虎塘组(Z2l),岩性为硅质岩、硅质板岩夹变余长石石英砂岩,主要分布于本区东部及西北角。第四系联圩组卵石、砂、亚粘土,分布于河流两侧及沟谷中。

1.1.3 岩浆岩 区内岩浆活动频繁,工作区内出露：侏罗纪晚世二长花岗岩(ηγJ3),分布于工作区南部；三叠纪中世二长花岗岩(ηγT2),分布于工作区北部；青白口纪片麻花岗岩(gnγPt3),主要分布于工作区东北角。

1.1.4 构造 工作区位于南岭东西向复杂构造带和武夷山新华夏系构造带的交接复合部位,构造形迹以断裂构造为主(樊柄宏,2017),主要发育有近东西向构造F1和北东向构造F2。近东西向构造F1的倾向为183－194°,倾角为78－82°,为构造角砾岩,细晶岩胶结,后期梳状萤石脉及硅质充填；北东向构造F2的倾向为137－178°,倾角为78－80°,主要为花岗岩构造碎裂岩,裂隙发育。

1.2 地温场特征

1.2.1 地温场垂向变化特征 据南段(Q2)钻孔孔底测温资料分析,钻孔随深度增加温度逐渐增高,但随钻孔所处的构造部位不同,其温度增加程度变化较大。

第一,近地表部位,一般温度变化不大,但钻孔揭露到稳定的基岩后,温度具有明显的增高过程,以钻孔ZK4为例：17.77－40m孔底温度由27.4℃上升至29.5℃,40－390m孔底温度逐渐升高,由29.5℃上升至46.7℃。

第二,钻孔ZK2、ZK4揭穿F1构造时,钻孔自流量均有增大,孔内温度均有升高,继续钻进可发现增温率明显下降,甚至会略有下降。如钻孔ZK4钻进至17.77m开始涌水,涌水量初始很小,为19.13m3/d,钻进至404.5m揭穿F1构造,涌水量达603.42m3/d,水温44.7℃；继续钻进,水量逐步减小,至终孔,孔口涌水量为169.43m3/d。

第三,据岩芯观测及岩矿鉴定分析,有绿泥石化、高岭石及方解石等热水蚀变矿物,如：斜长石、角闪石具有绿泥石化现象,方解石脉状分布于黑云母花岗岩中或在裂隙面上,局部见高岭石化现象,岩芯放置不久易顺方解石脉出现崩解破裂。

地热水温度随垂向深度变化见图2。

图2 地质剖面温度等值线图

1.2.2 地温场平面分布特征 根据钻孔孔口测温资料,绘制的平面曲线图,钻孔ZK2为38.2℃,钻孔ZK3为36.3℃,钻孔ZK4为45.9℃,以此推定南段(Q2)的等温线,见图3。

图3 钻孔揭露地热水平面温度等值线图

2 地热流体水化学特征

水质分析结果显示：矿化度为363.95－545mg/L,PH为7.45－8.08,重碳酸根含量为255－342mg/L,该地热水的水质类型为低矿化度重碳酸钠型淡水；地热流体偏硅酸(H2SiO3)含量为98.45－101.18mg/L,氟(F－)含量为6.9－10.9mg/L,含量已达到和超过了“命名矿水浓度”要求,可命名氟水、硅水理疗热矿水。

表2 水质分析简表

3 地热水成因浅析

3.1 热源 黄背地热热源主要来源于深部花岗岩体的余热以及近东西向、北东向断裂构造的深循环地热,地热区热储为花岗岩体中构造断裂带,其层面裂隙及构造裂隙发育,热储的地温随深度增加而升高,盖层为构造带上盘花岗岩。

3.2 导热通道 穿过区内F2构造为南段Q2温泉的控热导热构造,F2的岩性为花岗岩构造碎裂岩,岩心破碎,裂隙发育,裂隙面可见明显绿色蚀变现象,部分裂隙面发黑,轴心夹角为5－15°,局部夹有少量构造泥。

3.3 热水的补给、径流、排泄 在地形高差的影响下,大气降水沿裂隙带或断裂带下渗至热层,吸收围岩中的热量形成温度不等的热水。因下渗的常温水水温低,比重大而下沉,汇入的构造裂隙水又沿断裂带内的裂隙向深部运移,同时受深部高温热源增温作用水温逐步升高,地下热流场形成压力差,在压力的驱动下,热水往高温区上涌,自地势高的南端向地势稍低的北端迳流,在唐屋一带遇构造裂隙而溢出地表,排泄于山间溪沟。

4 找地热水的标志

地下热(水)异常在地表是有显示的,这是地热水在地表漏泄的结果,因而成为地下热水异常的直接或间接找矿标识,可归纳为11种类型：①地面出现微温或放热现象；②温泉和热泉；③沸泉；④喷气孔；⑤喷泉和间歇性喷泉；⑥泉华；⑦水热爆炸；⑧火山喷发；⑨水热蚀变；⑩水热矿化；○11地球化学地热温标(徐雪球等,2010)。黄背温泉存在地面放热现象、温泉和热泉、水热蚀变这3种标志。通过对目前所取得勘查成果的分析,黄背地热田南段(Q2)主要具备以下三种标志：①温泉出露点,工作区内存在已知的温泉出露点,水温36.0℃；②构造带,近东西向构造F1及北东向构造F2穿过工作区,构成黄背温泉的控热导水构造,黄背温泉西南方向的新塘温泉及东方向的虎岗温泉均受该构造控制；③蚀变带,据岩芯观测及岩矿鉴定分析,岩芯有绿泥石化、高岭石及方解石等热水蚀变矿物,且蚀变现象主要集中在构造段及裂隙发育密集段。

5 资源储量及社会经济效应

据工作区南段群孔抽水资料显示,钻孔ZK2稳定流量为432.12m3/d,水温38℃,钻孔ZK4稳定流量为1249.08m3/d,水温43℃,达到温热水(40℃≤t≤60℃)的标准,可用于理疗、洗浴、取暖、温室及养殖,具有较好的开发利用价值,为安源县三百山镇申报“中国温泉之乡”提供了资源保障,为农民就业、精准脱贫创造了条件,并促进当地旅游和经济发展。

6 地热水规律与找矿方向

区域上,工作区位于南岭东西向复杂构造带和武夷山新华夏系构造带的交接复合部位,北东向断裂属于九连山－安远断裂带,出露于九连山、安远一带,向北东延伸至石城。

该区经历了多期构造运动,各构造形迹以断裂构造为主,次为褶皱,地质构造复杂,这些构造的张性和张扭性结构面构成了地下热水的良好通道。同时,工作区位于赣南(全南－寻乌)中生代火山岩带(江西省地质矿产勘查开发局.2017),区内岩浆活动强烈,为地下热水的形成提供了热源。因此,该大断裂控制着诸多温泉的出露,有全南的茅山热水(48℃)、南迳热水(64℃)、龙南的夹湖两头江(52℃)、临江汤湖(54℃)、安远的孔田新圹(55℃)及虎岗热水(79℃)。

地热水找矿方向应在已有的地热点的控制构造延伸方向“就热找矿、顺藤摸瓜”(杨明桂等,2010),重点是寻找新的热源中心和导水构造。根据该区热水出露特征、构造延伸方向及区域地热地质条件,在工作区内构造F1与F2的交汇部位及三百山至新塘一带范围内,寻找地热资源有利。