纳雍县董地地热资源赋存规律研究

涂明江，吉勤克补子

（贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州遵义563000）

研究区位于贵州省纳雍县董地乡一带，在区内勘查开发地热资源，利用地热流体资源为切入点，充分结合董地乡依山傍水的独特地理优势和民族文化特点，高标准打造集文化、旅游、休闲、养身、观光于一体的民族特色旅游小镇是一重要的发展思路；加之区内发育的近东西向董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层，具备延伸距离较远、规模较大的特点，属区域挽近期活动断层。在董地断层（F2）上盘和田坝头（F1）断层分别实施了一口地热井DR1和DR2，均获得成功。以上两个点与东西向董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层的位置关系充分显示了东西向董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层对区内地热资源起到重要的控制作用，也揭示了东西向董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层是区内控制地热流体的形成、赋存及分布的主要因素。因此，对区内东西向董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层地热流体资源赋存规律的综合研究，与今后区内开展地热流体资源的勘查具有重要的指导意义。

1 区域地质概况

研究区处于上扬子准地块黔北隆起区之织金穹盆构造变形区，位处东西向马场断裂构造带，构造线主要为东西向。北西走向的董地背斜，属马场东西向构造带的组成部分。其轴迹中段在董地街上一带受董地断层破坏，被平移错断。根据地质结构空间关系分析，该背斜核部岀露寒武系地层，两翼最新至三叠系下统飞仙关组，其下伏地层中寒武系下统金顶山组、明心寺组、牛蹄塘组地层沉积的砂质岩、泥质粉砂岩、页岩及炭质页岩，岩石孔隙率低，透水性弱，导热性差，具有良好的隔热保温性能，构成很好的储热盖层。导热性较好的第一储集单元震旦系上统灯影组（Z）白云岩厚度较大，经历多次构造运动后，在董地断层上盘碳酸盐岩地层中构造裂隙发育，当接受大气降水入渗补给后，在地下形成较稳定的热储含水层，加之热储封闭条件较好，是研究区较好的储热构造。区内发育的董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层属于东西向区域断层——马场断层西端的延伸段，具有延伸远、切割深、断距大的特点，是区域性活动断裂构造（图1）[1]。

研究区域出露地层由新至老分别为第四系（Q）、二叠系中统茅口组（P2m）、二叠系中统栖霞组（P2q）、二叠系中统梁山组（P2l）、石炭系中上统黄龙—马平群（C2-3Hn-Mp）、石炭系下统摆佐组（C1-2b）、石炭系下统九架炉组（C1jj）、寒武系中统石冷水组（∈2sh）、寒武系中统陡坡寺组（∈2dp）；下伏地层为寒武系下统清虚洞组（∈1q）、金顶山组（∈1j）、明心寺组（∈1m）、牛蹄塘组（∈1n）、震旦系中统灯影组（Zbdn）。其中寒武系下统金顶山组（∈1j）至寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）主要以页岩、含砂质页岩、含炭质页岩及炭质页岩等碎屑岩为主，是区内地热水资源隔热保温层。而震旦系（Z）碳酸盐岩地层深埋于地下保存较完好，为区内地热水资源良好蓄水层。

2 地热形成条件

一般情况下，地热流体资源的形成必须具备“储、盖、通、源”四个条件，必须具备一定的阻水隔热保温层（盖层）和储水储热层（热储层）。大气降水通过断层和构造裂隙下渗进入地下进行深循环，在较封闭的还原环境中，经过氧化还原作用、离子吸附作用、离子交换作用等综合因素的影响，加之挽近期构造运动的强烈作用，能量转换致使深部地下水水温增高，同时与围岩相互作用中溶滤、溶解了岩石和气体中的化学组分而成为有开发价值的地热流体。因此，研究区地热流体资源的形成，经历了一个较长的历史时期，其补给和运移是在一个较大的地质空间中完成的，受区域大地构造单元格局影响和控制。

2.1 “储、盖”层分析

研究区内热储构造为董地背斜，该背斜中热储层由震旦系灯影组（Zbdn）白云岩组成，DR1号钻孔揭露显示热储层埋深1811～2313m,厚度达502m；阻水隔热保温盖层为寒武系下统金鼎山组（∈1j）至寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）碎屑岩组成，DR1号钻孔揭露的保温盖层厚度1266m；DR2号钻孔揭露显示热储层埋深1618～2135m,厚度达517m；阻水隔热保温盖层为寒武系下统金鼎山组（∈1j）至寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）碎屑岩组成，DR2号钻孔揭露的保温盖层厚度828m。

2.2 “通”道分析

“通”则指区域性大断裂及其次生断裂带斜切背斜褶皱构造体，加之多期复活作用，其地质体岩石破碎、构造节理裂隙发育，这不但为地热流体的赋存提供了有利空间，而且为地热资源运移提供了有利通道，区内发育近东西向董地断层（F2）及其次级断裂田坝头（F1）断裂构造，具规模较大、切割深、延伸远的特点，有利于沟通深部热源，为地热资源形成条件中的“通”。

2.3 热源、水源分析

在研究区内深大断裂带及挽近期活动断裂构造带及次生断裂构造带的影响和控制下，热流体在一定的深度范围内以对流形式存在，热传递以传导和对流形式同时出现，与深大断裂或挽近期活动断裂相伴生的断裂，沟通了深部地层和热储的水力联系，造成热能储存和运移的空间及通道，使深部高温热水在相对较浅部位集中，又由于隔热阻水保温盖层厚度的差异及平面分布的特点形成了研究区内的地热异常分布特征。其热的来源，主要来自于地下深部均一的热流向地壳浅部传输过程中受正向隆起背斜褶皱构造和深大断裂带及挽近期活动断裂构造带及次生断裂构造带的影响和控制而进行再分配的结果；次之为深部基岩地层中赋存的天然放射性元素释放出的能量。

研究区内热源主要来自于地幔热传导。董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层深部沟通热源，沿深大断裂带向地下深部下渗并赋存于储热含水层中的大气降水与来自于地幔热传导的热源汇合，并在与围岩相互作用中溶滤、溶解了岩石和气体中的化学组分而成为有开发价值的地热流体。

对于无特殊热源的中低温对流型地热系统，地下水深循环是形成地热系统的主要因素，要求具备地下水得以进行的地质构造条件（即断裂通道）外，充足的水源是关键。勘查区背斜核部应力集中，断裂和构造裂隙发育，有利于大气降水入渗补给，因此勘查区地热系统水源充足。

3 地热赋存规律特征

3.1 地热赋存模式特征

区内地热系统是一个完整的“褶皱隆起断裂对流型”地热系统，大气降水沿董地背斜核部及两翼断裂和构造裂隙，由南西向北东进行深循环，地下水向深部下渗赋存于第一储集单元热储层震旦系灯影组（Zbdn）白云岩中，区内发育的区域性大断裂[董地断层（F2）及其次级断层田坝头断层（F1）]将上地幔热流沟通向上导热，同时地下水不断吸收沿深大断裂从地壳深部向上传输的热流，被加温增热的地热流体上涌，因体积膨胀（密度变小）而产生浮力向上运动，上部的低温流体因密度大在重力作用下向下运动，构成了区内地热流体深循环系统，因此地热资源主要富集于董地断层（F2）及其次级断层田坝头断层（F1）破碎带及第一储集单元热储层组合部位。

3.2 地热流体埋藏特征

根据区内已实施的地热井（DR1、DR2）分析，研究区是以第一热储为成井目的层，地热井位于董地断层（F2）及其次级断层田坝头断层（F1）上盘，取水层位为第一热储单元中的震旦系灯影组（Zbdn）热储层，热储层埋深1618～2313m。通过地质调查结合已有资料综合分析，研究区内在董地断层（F2）及其次级断层田坝头断层（F1）上盘热储盖层保存完整，地热水埋藏深度适中，有益于地热流体的运移及微量元素富集。依据依据井温测量资料，其热储温度为66℃～69℃；且地温场在垂向上的变化规律基本上呈线性相关，越往深部线性相关性越好。

4 结语

（1）研究区内董地断层（F2）及其次级断层田坝头（F1）断层及影响带构造节理、构造裂隙极为发育，岩溶裂隙、溶孔等岩溶现象突显，为地热流体资源的储存、运移及富集提供了极为有利的地下空间；同时控制着区内地热流体资源的赋存、运移和出露，尤其是在上盘断裂破碎带区域是获取水温相对较高、微量元素相对富集的区域。

（2）根据研究区内地热地质条件、储热层、隔热保温层和控热构造特征分析，区内地热流体成因属褶皱隆起断裂对流型；热储兼具层状热储和带状热储的特征，彼此存在成生关系，地热勘查类型属中低温混合型热储。

（3）在研究区内深大断裂与热储构造相结合有利部位，是区内寻找地热流体资源的关键所在。