西藏日喀则市查孜地热田地质构造特征与形成机制

罗绍强，男达瓦，李欢，成福君，格桑平措，洛松群培

西藏日喀则市查孜地热田地质构造特征与形成机制

罗绍强1，男达瓦2，李欢1，成福君2，格桑平措2，洛松群培2

（1.四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队，四川 绵阳 621000； 2.西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队，拉萨 850032）

查孜地热田位于冈底斯－念青唐古拉断块隆起区之当惹雍错－许如错南北向地堑区，区内岩浆岩分布较为广泛，活动性断裂较为发育，拥有形成地热的良好地质条件。结合区域地质背景和地热田地质及地球物理场的研究成果，分析了查孜地热田地热资源的形成背景、赋存条件和分布规律。研究表明，地热田的热储层为古近纪古-始新统火山岩。大气降水及融雪水的入渗补给为地热水提供了丰富的水源，活动性断裂构成了地热水深循环的通道，广泛分布的岩浆岩体为地热水提供热能来源，本区地下热水的成因类型可划归为岩浆岩-构造断裂型。

查孜地热田；岩浆岩；活动断裂；形成机制

青藏高原是世界上形成时代最晚、面积最大的高原，同时也是地质构造最为复杂的地区。在漫长的地质历史中，经历过多次大规模的构造运动，并伴有岩浆的侵入和喷发活动，特别是在中生代以来，显现出有规模的构造变迁。燕山期之前，这一地区相对稳定，发育有各种类型的沉积建造及古生物群。喜山期以来，表现为大规模的抬升隆起，从而结束了该区沉降的历史，雄伟的高原面貌也由此而形成。新生代以来，该区构造活动极为频繁，随着地质应力场的变化，早期以东西向展布为主的构造格局逐渐遭受破坏，从而形成了一系列近南北向展布的张性、张扭性和扭性的活动构造带。

查孜地热田位于冈底斯－念青唐古拉断块隆起区之当惹雍错－许如错南北向地堑区。西藏地热资源勘查工作从上世纪七十年代开始，但对查孜地热田的工作仅限于对热水的地球化学特征、水热蚀变、同位素特征进行了分析，对该地热田形成的深部地质过程与成因机理研究较弱。本文从地质构造背景角度剖析该热田的热源、地热资源形成与赋存条件等，其成果有助于认识查孜地热田发展前景、科学地制定开发利用规划。

图1 大地构造位置图

1 区域地质背景

研究区位于青藏高原西南部、阿尔卑斯—喜马拉雅巨型构造带东段，大地构造位置属冈底斯—腾冲陆块（图1）。区域上该岩浆弧带东西向展布，南侧与弧前盆地为深大断裂接触。岩浆弧带主要由深成岩和火山岩以及大竹卡组磨拉石建造三大部分组成组成，深成岩呈不规则带状分布在该带的南部，为白垩纪和古近纪基性、中酸性岩浆岩。而火山岩呈面状分布，为一套中酸性火山岩，以中心式喷发为主，火山机构环状、放射状构造发育，两者构成一个完整岩浆岩序列。

根据西藏新构造分区，工作区属冈底斯－念青唐古拉断块隆起区之当惹雍错－许如错南北向地堑区。为新生的断陷盆地。盆地内堆积物以第四纪河、湖相沉积为主，有少量新近纪中新世火山岩沿盆地两侧活动断裂带分布。以现代湖泊为中心的向心水系格局，是本区的主要地貌标志之一。断块山地分布的现代冰川和晚更新世冰川堆积物，表明它们自中更新世末以来一直处于强烈的断块上升过程，以致形成诸如多则布（6 436m）的极高山，耸立于高原腹地。区内新近纪以来仍有火山活动。表现形式有在许如错东岸中更新世湖积层中的火山灰沉积，似乎预示至中更新世时本区仍有火山活动。查孜等地的地热显示，都反映了本区自中更新世以来新构造运动不但未停止，而且有加剧的趋势。

2 查孜地热田地质特征

2.1 地层及岩浆岩

研究区出露地层主要为古近系古新统-始新统及第四系等（图2）。其中古近系地层分布于许如错盆地周边，主要为典中组（E1-2）及帕那组（E2）中-酸性火山岩，尤以流纹岩、英安岩及粗面安山岩最为发育。第四系沉积分布于许如错盆地，按成因类型分包括了冲洪积、沼泽沉积及泉华等。

研究区的岩浆岩以火山岩为主，主要岩石类型有：流纹岩、流纹质火山碎屑熔岩、英安岩、粗面安山岩、安山质火山碎屑熔岩等。

2.2 地质构造

研究区构造以断裂为主，按方向可分为两组，即北西向和北东向（图2）。据其相互切割关系，其生成先后顺序为北东向→北西向。

北西向断层：为当穹错-许如错断陷盆地的西界断裂带，该断裂主要由两条北西走向的断层组成，区域上断面相对总体倾向北东，北西向延伸，倾角50°～75°。单条断层10～30m宽，构成2.5～25km宽的断裂带，区域上延伸大于120km，沿断层走向上发育一系列断层三角面，局部形成垮崩块体；沿断层走向有一系列多级沉积阶地，断裂附近有温泉发育，沿断裂有碱性火山岩、花岗岩脉、辉长辉绿岩脉侵入，切割新近纪以前的地质体构造线。断层形成地堑式地貌，形成于喜马拉雅期陆内造山作用。

图2 研究区地质图

1-第四系全新统沼泽沉积；2-第四系全新统泉华；3-第四系全新统冲洪积；4-古近系帕那组；5-古近系典中组；6-正断层及编号；7-平移断层及编号；8-推测断层及编号；9-活动断层及编号；10-地质界线；11-不整合接触界线；12-温泉点及编号；13-冷泉点及编号

北东向断层：在研究区内发育两条，都倾向南东，最大者在区域上延伸17.5km，代表产状130°∠80°，主要构造特征为：岩石网状裂隙发育、有压性角砾岩、黄铁矿化、硅化、花岗细晶岩脉充填，形成鞍部等地貌，断层性质表现为：早期为逆断层，晚期为正断层。

新构造运动：研究区新构造运动由活动断层、断陷盆地（断陷带）和断块山地（隆起带）及与之伴随的水热（温泉）、地震活动组成。

3 地球物理特征

3.1 AMT测量异常特征

由工区所开展的AMT测量成果来看，低阻异常范围较宽，厚度较大。结合工区电性特征及各剖面异常特征分析，推测其下部可能存在具有一定规模的地下水体。结合地表温泉点反映的位置来看，其基本反映在低阻异常上部，在位置上具有一定的对应性。因此，推测地下明显的低阻异常可能为地下热储所反映的可能性较大。

3.2 激电测深测量异常特征

从激电测深剖面成果来看，大约在地下40m以下，存在一明显低阻层，厚220m左右。结合异常特征及已知泉点出露的位置来分析，此低阻异常可能与地下热储有一定的联系。而深部异常等值线出现规律性的同向拐折现象，线性分布特征明显，分别反映了在深部可能存在北东向和北西向两组断裂构造，分别倾向南东和倾向北东，且倾角都较大。这与地表反映的断裂构造特征基本吻合。

4 地热田成因与概念模型

根据研究区区域地质背景条件，该地热田所处于雅鲁藏布江缝合带北侧，该区构造活动强烈，主要为喜山期岩浆活动，这是深部热源体存在的关键。岩浆侵入体在巨厚的地壳深部侵位后慢慢冷却，局部向地表逐渐释热成为地热形成的热源体，强烈的构造活动为地下水的入渗提供了通道，地下水并与热源体接触后升温，同时又是加热后的热流体顺断裂构造上升至地表形成温泉。

图3 查孜地热田成因模式图

4.1 主要显示类型

查孜地热显示面积约0.05km2，主要为温泉，总体沿北西向迳流的查曲展布，显示点分布于查曲南西侧。现代显示类型以温泉为主。较大的泉口有两处，最高水温87℃，汇总流量达20 000m3/d。在显示区内没有发现其他类型的地热显示。

4.2 热储特征

查孜温泉构造上位于当穹错-许如错南北向活动构造带的南延部分，也是区内新活动构造的典型代表，集中分布查孜乡以南约3km处，呈北西向带状展布。北西向的活动断层对热储形态具有决定性控制作用。

南西山地是热田地热流体的补给源区，北东向构造裂隙与节理较发育，可以接受大气降水与冰川融水的入渗。

查孜地热田的热储类型由两部分组成，第一部分是北西向断裂带热储区，该断裂带既是地下水深部迳流的通道，同时又是中深层的热储层，显示区南西山地的大气降水入渗地下后，沿北东向断裂带深部迳流，并与深埋于地下的隐伏岩体接触后升温，并向北东方向运移，受到盆地内的北西向隐伏构造断层F1的顶托，热水开始升流进入第四系含水层，这样就形成了浅层第四系热储层，该热储层规模较小，厚度约60~80m，且根据物探资料在埋深约40m处存在一个不完全连续的高泥质粉砂层，这个层位也是第四系热储层的一个顶板，使得整个热储层处于承压状态。由于该层位局部可能泥质含量稍低而在地表形成温泉出露。

4.3 流体运移

根据研究区地球物理勘探结果，推测热水层厚度约750m左右，其概念模型为以热田南西侧基岩山地大气降水和冰雪融水为补给，沿裂隙入渗地下，沿断层迳流，在深部加热后沿北西向断层升流在河谷南西侧山前一带形成地表显示（图3）。查孜温泉的热源可能来源于地壳深部的已冷凝定位的岩浆熔体，大气降水入渗地下以后，在深循环中，地热流体主要沿断裂破碎带运移。位于第四系中的隐伏断裂F1成为查孜温泉运移的主要通道，同时又是地热流体的升流储集场所。上述因素表明，地下热水的成因类型属岩浆岩-断裂构造型。

5 结论

1）查孜地热田位于当穹错-许如错断陷盆地南部，新构造运动由活动断层、断陷盆地（断陷带）和断块山地（隆起带）及与之伴随的水热（温泉）、地震活动组成。盆地的形成受南北向活动断层控制，形成于喜马拉雅期陆内造山作用。

2）查孜地热田的热储类型由两部分组成，第一部分是北西向断裂带热储区，该断裂带既是地下水深部迳流的通道，同时又是中深层的热储层。第二部分为浅层第四系热储层。

3）地热田的概念模型为以热田南西侧基岩山地大气降水和冰雪融水为补给，沿裂隙入渗地下，沿断层迳流，在深部加热后北西向断层升流，并与深埋于地下的隐伏岩体接触后升温。在深循环中，地热流体主要沿断裂破碎带运移至地表形成温泉。因此，地下热水的成因类型属岩浆岩-断裂构造型。

4）位于第四系中的北西向隐伏断裂为查孜温泉运移的主要通道，同时又是地热流体的升流储集场所，为开发该区地热资源的有利位置。

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Geological Structure Characteristics and Genetic Mechanism of the Cazê Geothermal Field in Xikazê, Tibet

LUO Shao-qiang1Nandawa2LI Huan1CHENG Fu-jun2Gesangpingcuo2Luosongqunpei2

(1-Northwest Sichuan Geological Party, BGEEMRSP, Mianyang, Sichuan 621000; 2-Geothermal and Geological Team, Geological and Mineral Exploration and Development Bureau of Tibet Autonomous Region, Lhasa 850032)

The Cazê geothermal field is located in the NS-trending Tangra Yumco – Xuru Co graben of the Gangdisê – Nyainqêntanglha fault block where magmatite are widely exposed and active faults are developed. Based on the research results of regional geological setting and geological and geophysical fields of the geothermal field, this paper has a discussion on formation background, occurrence conditions and distribution rules of the Cazê geothermal field. The study results show that the thermal reservoir of the geothermal field is volcanic rock during Paleocene-Eocene epoch. Atmospheric precipitation and snowmelt water supply provide abundant water sources for the geothermal field, while active faults form the deep circulation channels of geothermal water, and widespread magmatite masses provide thermal energy for the geothermal water. The genetic type of the underground thermal water in this area belongs to magmatite-tectonic fault type.

Cazê geothermal field; fault basin; active fault; genetic mechanism

2018-01-05

西藏自治区矿产资源勘查专项资金项目：西藏自治区日喀市地热资源调查与评价（藏矿勘﹝2018﹞01号）

罗绍强（1985-），男，四川绵阳人，硕士研究生，工程师，主要从事盆地构造与油气构造研究工作

P613，P314

A

1006-0995（2020）01-0030-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.007