内蒙古自治区阿尔山地热原理

吴洁 侯晓敏

【摘  要】温泉的形成与所在地区的自然环境具有较大关系，阿尔山温泉是我国最具有代表性的几个温泉之一。本文在分析阐述内蒙古自治区阿尔山温泉自然地理、水文气象、地貌环境、地层及区域构造的基础上，对阿尔山地热温泉的形成原理展开分析，研究指出，阿尔山温泉为一典型的断裂构造型带状热水，该温泉位于正断层和逆断层的交界处，该交界处隐伏潜火山岩和边缘岩浆房的余热会对地下水造成影响，地下水上升与第四纪孔隙潜水循环对流发生混合后，形成独具特色的温泉，期望该研究能为阿尔山温泉区地热资源的开发利用提供参考。

【关键词】阿尔山温泉;地热资源;自然环境;原理分析

阿尔山温泉前来沐浴者络绎不绝，水质清澈、透明，微量元素丰富，对人体的心血、脑血、皮肤等顽疾均有疗效，近年来，随着旅游业的发展、开发力度的增加，温泉区地热资源开发利用已提到议事日程，但是多年来的利用方面取得了经济效益、社会效益和环境效益，但是对地热的形成及其他的地质构造、形成条件、形成机理研究者甚少，本人经过多方面的资料收集和实地考察论证，对阿尔山温泉的形成机理提出了自己粗浅的认识和看法。

一、阿尔山温泉区自然环境概况

（一）自然地理

阿尔山西与蒙古国接壤，北与呼伦贝尔市新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗毗邻，东与扎兰屯市的柴河镇接壤，西部与蒙古国为邻。阿尔山市属兴安盟管辖的县级市，地域面积7408.7km2。

阿尔山地形东高西低，山区海拔高度大于1100m，河谷洼地海拔高度在800m左右，洼地内有常年流水河流。植被覆盖率东部、南部高于西部，且山地阴坡植被覆盖率大于阳坡，植被覆盖率在65～85%[1]。树种均为阔叶林，针叶林，大部为次生林，只有局部地段有原始林。河谷洼地内林草茂盛，喜水植被发育，局部分布有沼泽湿地。

（二）水文气象

工作区地处我国北疆高寒山区，属北温带大陆性季风气候，并处于大陆型高山气候区，具有夏季短暂、春秋相连、冬季漫长而寒冷、冬夏寒暑悬殊、早晚温差大独特的四季气候特征。年最高气温34.1℃（7月），年平均最高气温16.6℃;年最低气温-45.7℃（1月），年平均最低气温-25.6℃，年平均气温-3.1℃，每年9月20日至翌年5月10日为寒冻期。年降水量445.5mm，降水多集中在7、8月，积雪覆盖期152.2天，全年蒸发量1010.7mm（见图2-3）。年平均风速2.7m/s，以西北风和偏西风为主。

（三）地貌特征

工作区位于大兴安岭中段，由于受地质构造、地层及地表水系的影响和控制，可将工作区按地貌成因类型分为构造剥蚀地形和剥蚀堆积地形两大类，按地貌形态类型分为中低山和河谷洼地二个形态类型[2]。

1、中低山

分布在各河谷洼地两侧，山脉走向同河谷洼地走向一致，呈北西—南东向或近东西向，中低山海拔高程在1294～1060m之间，相对高差134m，最高点位于阿尔山市东北处中低山，海拔高程1294.2m。山顶多呈浑圆状、长脊状，山体坡度多在20°～30°之间，局部坡度可达40°。总体地形东南高，西北低。山体岩性为侏罗系火山碎屑岩类和燕山期花岗岩类，局部发育有志留系变质岩类和泥盆系火山碎屑岩类，在侏罗系地层中发育有花岗岩岩脉。山体无基岩出露，局部人为开挖坡面后有基岩出露可见基岩风化裂隙较发育。山体表面多被森林植被覆盖，山体阳坡森林植被覆盖率低于阴坡，植被种类多为落叶松，局部有桦树林。

2、河谷洼地

分布在中低山山间，较大的河谷洼地分别是哈拉哈河河谷洼地、阿尔山河谷洼地、银江沟河谷洼地，其他均为小型河谷洼地。河谷洼地海拔高程约863～1050m。主沟洼地呈“U”型，支沟沟谷呈“V”型。

（四）地层

地层主要有古生界奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系;中生界侏罗系;新生界第三系、第四系[3]。

（五）区域构造

区域上岩浆活动非常强烈，晚加里东末期为闪长岩侵入;早华力西期为基性、超基性岩浆侵入;中华力西期主要表现为大量的花岗岩浆侵入;燕山期主要表现为强烈的火山活动和花岗岩浆、偏碱性岩浆的侵入;喜山期沿北东向断裂有玄武岩岩浆的喷溢活动。复背斜主构造线方向为北东向，构造变动表现为强烈的褶皱变形和断裂作用。构造变动可分为晚加里东期、早华力西期和燕山期、喜山期，其中褶皱作用以早华力西期最为强烈，而断裂活动燕山期最为活跃。

断裂构造以北东向—北北东向为主，北西向、近东西向次之。中生代表现为早期基底断裂发生继承性活动及形成晚侏罗世北北东向断裂构造;新生界主要表现为前新生代断裂的复活。断裂构造形成于古生代—中生代，宽度一般数十公里，小者几百米至数公里，其中北东向（包括北东东向）断裂构造为区内主要构造线;而部分北西向断裂是主要构造的次生断裂构造。阿尔山附近、金江沟一带地热异常区均受新生代发育起来的大兴安岭中部棋盘格式基底断裂构造控制，温泉出露位于张扭性断层和压扭性断层交叉部位，张扭性断层为储水构造，压扭性断层为隔水构造。

另外，阿尔山地区是自治区火山活动较强烈地区，火山口展布方向为北东—南西向，火山活动带走向同区域构造线走向大体一致，为此可以断定区内断裂构造与火山活动密切相关，沿构造线两侧次生断裂较发育，次生断裂走向多为北西—南东向。

二、阿尔山温泉区地热资源形成原理

阿尔山上侏罗系复活破火山口的中部，由上侏罗统宝石组酸性碎屑岩、熔岩、熔结凝灰岩、黑曜岩、流纹岩组成。破火山口周围由环状断裂和环状脉岩（闪长玢岩）所限定，并发育有放射状脉岩，平行脉岩，其内有数个喷发中心，有发育在环状断裂上的火山顶，也有发生在破火山口内部的圆形火山锥、熔岩钟，其中与阿尔山温泉有成因联系者，是由熔结凝灰岩、熔结角砾岩、黑曜岩、松脂岩组成的东西向裂隙式复活火山口和沿新华夏系北北东向主压性结构面侵入喷发的裂隙式火山管道，此外在破火山口中央，由于后期破火山口的塌陷，形成阿尔山地堑，两侧为走向345°的张扭性断层。阿尔山温泉正好位于张扭性断层与北北东向裂隙式火山管道交叉部位。阿尔山破火山口经历了早期喷发，破火山口的塌陷，破火山口复活，环状断裂的火山活动和脉岩侵入等阶段，温泉是火山活动的休眠阶段的产物。

阿尔山温泉附近地质构造为阿尔山地堑，呈北西—南东向，在垂直阿尔山地堑发育有北北东向裂隙式火山管道，有向斜式储水承压构造。大气降水及地表水，沿阿尔山河谷洼地边缘，张性断裂和破火山环状断裂渗透、运移、汇集于北北西向张扭性断裂，继续向北径流，在径流过程由地下水受到隐伏潜火山岩和边缘岩浆房的余热使水温增高，当遇到北北东向压扭性断裂“隔水墙”时，地下水由于受阻，在静水压力作用下，迫使原北流之地下水，沿该隔水墙上升，循環对流，在近地表处与第四纪孔隙潜水发生混合，形成具有不同温度和成分的冷、热矿泉。

阿尔山河西河岸与中低山接触地带，断裂走向近南北向，长度约5km，同区域构造阿尔山地堑位置基本相符。经过对阿尔山西部地堑物探工作的分析，有近南北向断裂分布，在阿尔山地堑西侧起阻水和阻热作用，而阿尔山地堑东侧断裂则是张性断裂，在阿尔山地堑东侧起导热和导水作用。

三、结论

丰富的地热资源是地热温泉形成的基础，而地热资源的形成与本地区自然地理、水文气象、地貌环境、地层及区域构造等因素具有较大关系。目前，寻找断裂构造地热水的深部地热有待进一步研究，本文经过资料的收集和研究，指出阿尔山温泉为一典型的断裂构造型带状热水，其带状构造热水有别于其他省区断裂构造热水，即阿尔山温泉区温泉主要是在正断层和逆断层的交界处，受隐伏潜火山岩和边缘岩浆房的余热影响，地下水水温增高，并且在静压水作用下，该区域北流地下水该隔水墙上升，在近地表处与第四纪孔隙潜水发生混合，进而循环对流形成温泉。

参考文献：

[1]金荣，乌恩图，白雪莹.阿尔山森林生态系统生态服务功能价值评估探究[J].内蒙古林业调查设计，2019，42（5）：72-75，27.

[2]刘志龙，胡志明，邵炳松，等.研究综合物探方法在寻找地热温泉中的应用[J].有色金属设计，2019，46（2）：103-104

[3]白云，其日嘎.氡温泉与阿尔山疗法结合的探讨[J].中国民族医药杂志，2018，24（8）：48-50.