贵州省镇远县镇雄关地热水成因与富集规律研究

赵振远，高福兴

(贵州有色地质工程勘察公司，贵州 贵阳 550005)

镇远县隶属贵州省黔东南苗族侗族自治州，位于贵州省东部武陵山区，是贵州高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带，是贵州省的东大门，素有“滇楚锁钥、黔东门户”之称。镇雄关位于镇远县城西侧约10 km，舞阳山峡自然风景保护区位于西南方向约5 km，相思河自然风景保护区位于西北方向约3 km，天黄高速位于研究区北侧，距研究区1 km，区内的地热资源研究对镇远县的旅游开发具有十分重要的意义，镇远县镇雄关位于东西向的镇远断裂带上，因此研究该区的地热水成因模式十分有必要。

1 研究区地质构造特征

1.1 地层岩性

研究区内出露的地层主要为震旦系、寒武系、奥陶系、白垩系及第四系，局部出露岩浆岩侵入体。研究区东部出露有下江群的浅变质岩。震旦系、寒武系、奥陶系及白垩系则为沉积盖层，就分布面积而言，寒武系最广，约占总面积的90%；其余地层约占10%，出露零星，分布面积甚小。

1.2 地质构造

研究区正处在扬子准地台和华南褶皱带两个构造单元的结合部。属华南褶皱带。以东西向和北东向多字型构造为主，受多期构造作用影响，区内地质构造较复杂，断裂构造较发育(图1)。区内主要构造简述如下。

1.2.1 褶皱

区内主要发育褶皱构造为龙田背斜。龙田背斜轴向30°～40°，南部向南偏转，经芽溪、龙田等地延伸出图外，被镇远断裂、蕉溪断裂及施洞口断裂切割成四段，核部为清水江至下寒武杷榔组,两翼为中上寒武，岩石倾角多在10°～15°，东翼由乱洞溪断裂的影响，局部岩层倾角在20°以上，在区内被东西向镇远断层切割、破坏严重，组成地层多呈破碎状，轴迹模糊不清。

表1 研究区地层岩性

1.2.2 断裂

1)镇远断裂:横贯整个研究区，为东西向区域性线状钩造。该断层在镇雄关一带分成两支，南支倾向北西，倾角70°～85°,北支倾向南东，倾角70°～80°,北盘主要地层为震旦系、寒武系、奥陶系，南盘为寒武系。该断层具有逆断层之特征，亦有正断层的特点。在镇远老大桥紧靠断层北盘的寒武系白云岩中，充填有钾镁煌斑岩，该断裂错动地层断距>1 000 m，具挽近期活动的性质。

2)蕉溪断裂:位于研究区北部之镇远断裂北侧。为东西向区域性线状钩造。经梅子山、文德关北侧，然后沿南东方向经过田溪，在蕉溪附近与东西向镇远断裂斜交、汇合。为一显著的扭性断层。其产状变化显著。该断层总体倾向北西，倾角70°～80°,局部有倾向南的反倾斜现象。北盘主要地层为杷榔组、石冷水组及娄山关群，南盘为清虚洞组、娄山关群及奥陶系。

3)溜沙关断层:位于研究区之西北部。走向北东30°～50°，倾向南东，倾角60°～80°，局部有倾向北西的反倾斜现象。被东西向镇远断裂切割，错动为南北两段，两段沿东西方向相背位移约4 000 m。其中，北段向西、南段向东位移。北段，沿南西210°方向伸展，经溜沙关、椅头山、鸡工其，在沙沟附近与蕉溪断裂相交汇，长约12 km。南段，由柏杨坪西侧，沿南西方向，经那坝、翁沙继续向南西方向延伸。研究区其他主要断裂特征详见表2。

表2 主要断裂简表

图1 研究区构造纲要图

表3 研究区内地热水天然露头点基本特征

2 研究区地热异常特征

2.1 地热异常显示

地热异常在地表的表现形式极为普遍，主要表现为温泉、热泉、冒气地面、沸泉等现象。在研究区南侧的镇远县匏瓜村有天然出露的匏瓜温泉，温度23.5℃，流量22.66 L/s，主要发育于东西向镇远断裂的上盘、北东向龙田背斜轴部(图2)。

图2 研究区地热异常点分布图

2.2 物探异常

研究区共计布置3条物探剖面，由3-3′测线地质物探综合剖面图3可见：在整条剖面上共发现3个明显的低阻异常带。

第2个低阻带出现在135～165/3段，推测该低阻带主要为寒武系和震旦系含水岩体引起，且两侧有高阻体分布，推测为镇远断裂 (F1、F1+1)带，有热源分布。根据低阻带形态推测F1向北倾斜，倾角85°，下延深度2700m；F1+1向南向斜，倾角80°，下延深度2 200 m。

第3个低阻带出现在177～199/3段，推测该低阻带主要由寒武系及震旦系含水岩体引起，且两侧有高阻体分布，推测为蕉溪(翁哨)断裂(F2)带，有热源分布。根据低阻带形态推测F2向北倾斜，倾角87°，下延深度2 500 m。

研究区的3-3′测线的135～165/3段、177～199/3段氡气有连续的异常高值出现，同时该段也有地温异常高值出现。其位置都出现在镇远断裂(F1、F1-1)的附近，推测氡浓度异常高值和浅层低温异常高值与镇远断裂关系密切。

图3 研究区3-3′剖面二维反演电阻率等值线

图4 研究区3-3′剖面地温曲线图

图5 研究区热储概念模型

3 地热水形成条件及富集规律

3.1 地热水形成条件

研究区内地下热水储集单元储热层均裸露于地表，而区内受镇远断裂影响，岩石破碎，张裂隙、扭裂隙及分枝状断层发育，断裂带含水性及富水性较强；镇远断裂带具有切割深度大、断距破碎带宽的特点，沟通了地幔热传导的热源，大气降水沿断裂带向地下深部入渗的过程中与来自地幔的热源混合温度升高而成为地热流体，主要热储类型为带状热储Ⅱ-2型(图5)。

3.2 地热水资源富集规律

由于岩层的导热率具有各向异性，平行层理的导热率一般大于垂直层理方向的导热率，当岩层发生褶皱倾角增大时，侧向热导率的影响增强，致使热流向隆起部位偏移，因此研究区的龙田背斜构造有良好的蓄水功能。

3.3 研究区水化学类型

根据研究区已实施地热井水质分析结果，研究区的地热水阴离子以HCO3-、Cl-为主，阳离子以Na+为主，按舒卡列分类法，其水化学类型为HCO3-Na型。

4 结语

(1)研究区地热水资源的形成及富集主要受挽近期活动断裂及次生断裂构造带的控制，主要为东西向的镇远断裂。

(2)研究区的地热水资源勘探类型为带状热储Ⅱ-2型。

(3)研究区储热单元受挽近期活动构造断裂控制，在平面上呈带状分布，地热构造条件与变质岩区构造裂隙类型相似。

(4)研究区的地热水按舒卡列分类法，其水化学类型为HCO3-Na型。