峨眉山市高桥镇地热矿水附近区域地质背景及成矿前景分析

峨眉山市高桥镇地热矿水附近区域地质
背景及成矿前景分析
(佛山市禅城区盈浩排水管养有限公司，广东佛山,528000）
摘要：本文在收集峨眉山市高桥镇一带区域地质及水文地质资料的基础上，详细分析了该地区地热矿水形成地形地貌、岩性、地温梯度及构造条件，认为该
地区具备形成地热矿水的有利地质条件，形成地热矿水的地质前景较大，对勘查
和开发该地区地热矿水资源有一定的参考意义。

关键词：峨眉山；地热；区域地质；水文地质；地质前景
一、峨眉山市高桥镇地热矿水形成的理论基础
工作区内无现代岩浆（侵入或喷出）活动，与熔融热源无关。

地温场热源主
要属于地压地热型，即地热温度随着深度增加而增加，在常温带以下按一定梯度
而升高。

地下水下渗，降低了深部岩石的温度，渗透条件越好，岩石温降越大，这些
地段常形成低温带，而低渗透的地段，常形成相对高温区。

区内地热场与区域地
热场基本一致，地温梯度约在2.5℃/100m。

区内热矿水的形成属于“地下水深循环热交换水热对流型地热水系统”，工
作区属高中山区，热矿水含水层深埋于地下，其上有数层泥质岩类构成储热盖层，因此，张性断裂及兰草背斜的倾没端是区内地下水深循环和热能输送的良好通道。

地下热水的补给来源，主要是地面接受大气降水，远距离的或者是断裂沟通连通
下渗，形成地下热水迳流，呈封闭式纵向迳流运动，向深部循环，并吸收围岩温
度和可溶盐类后，汇集形成热矿水。

二、地热形成的岩性条件
本次热矿水工作区内主要出露地层为三叠系上统须家河组厚层砂岩，中统雷
口坡组灰岩、白云岩等，下统飞仙关组互层的砂岩和泥岩，二叠系上统页岩、峨
眉山玄武岩及下统灰岩及白云岩。

其中的地下水主要储集于三叠系和二叠系的灰
岩和白云岩中。

深埋于地下的含水岩体及其中的地下水，它们的温度随埋深的增加而增高，
其增温状况一般按地热增温率（又称地温梯度）变化。

勘查工作区地温梯度约在2.5℃/100米，考虑当地地表水平均水温为16℃，要获取温度在34℃以上的地下
热水，取水层位埋深一般在720m以上(其计算方法为：9=（34-16）/2.5，但同
时考虑地热水向上运移中的热量损失，工作区地热水运移热量损失梯度约为
0.3～0.7℃／100米，所以，在考虑热量损失的情况下，取水层位埋深应该在
1000m以上。

（计算方法为：10=（34-16）/1.8），同时，在适宜的深度范围内，正好存在一定厚度的可能储水的岩层。

三、地热形成的地层条件
工作区内出露地层为：
三叠系须家河组，岩性为砂岩夹泥岩，300~500m；雷口坡组中上部以灰岩为主，下部为薄-中厚层状白云质灰岩、泥灰岩，底部以0.7-1.5m的“绿豆岩”与
下伏嘉陵江组灰岩为分界标志，厚291-466m；嘉陵江组以厚层状灰岩、泥灰岩为主，底部含较多砂质，层间夹砂质泥岩。

一般厚220-260m；飞仙关组以紫红色泥岩、紫灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩组成，厚243-387m。

二叠系沙湾组岩性为页岩、细粒砂岩、粉砂岩，底部页岩，厚56-108m；峨
眉山玄武岩组玄武岩，底部夹有2m厚海陆交替相的薄层泥灰岩、页岩、砂岩类。

厚227-420m；茅口组主要岩性为厚层状灰岩。

厚202-346m；栖霞组岩性为厚层
状石灰岩、白云岩、白云质灰岩为主，夹少量泥质灰岩、生屑灰岩，厚162-283m；梁山组以深灰色、灰黑色薄层状砂质泥岩、砂岩为主，底厚约16m。

从地质资料地层岩性结合高桥1井资料分析，工作区内地层上层富水层为三
叠系雷口坡嘉陵江组，其上部砂泥岩层为良好的隔水隔热层，但盖层太浅，厚度
约600米，含水层水温较低，而工作区二叠系茅口组、栖霞组厚层状灰岩上部为
峨眉山玄武岩、砂岩等厚大岩层，盖层总厚度约1800m-2000m，对热储层起到了
良好的隔水、隔热层作用。

三：
二、区域地质构造背景
工作区区域构造体系图见图1。

图1 工作区区域构造体系图
工作区地位于二峨山背斜北西翼，受峨眉山断裂带、丰都庙逆断层的控制影响，背斜北段北西翼由于受北东部丰都庙逆断层和北西部峨眉山断裂带所切，在
两断裂构造相交位置以南地段构成了形态较简单的单斜构造，即所称“高桥单斜
储水构造”。

结合以上工作区区域构造体系图，对工作区地热矿水形成由重要影响的构造
描述如下：
1、褶皱
对工作区影响较大的褶皱主要为龙池向斜。

龙池向斜：它核部地层主要为上三叠统须家河组，局部可见侏罗系红层。

其
西北翼受到龙池冲断层和峨眉冲断层的冲断挤压，地层均已倒转，并遭受压、张、扭等各种断裂的错切，而显得支离破烂，它的东南翼是正常的，地层正常产状在10°~25°左右。

险些南西端在龙池镇附近翘起。

北东端呗第四系覆盖。

现有的
一口钻井从地理位置及区域地质图上看，其目的均是在该向斜核部进行钻探。

该
向斜受到龙池冲断层及峨眉冲断层的挤压、扭曲，上部裂隙多为压性裂隙，导水、储水裂隙不发育；当向斜核部深处受拉张作用影响，多发育与走向平行或小角度
斜角的张性裂隙，形成较好的导水通道及储水空间（热储）。

2、断层
工作区附近与地热矿水形成有重要关系的断裂分布、特征及其与对
地热矿水形成的意义分述如下：
报国寺冲断层：该断层北起于雷穹南部，向南先后经黄陵坊、报国寺，于工
作区北部约2.5km及700m处分别被峨眉山冲断层及龙池冲断层错断，并最终在
高桥镇北西部终于龙池冲断层。

该断层由西向东仰冲，使下盘地层变陡甚至翻转。

峨眉山冲断层：走向北东40°，倾角50°~70°，它的垂直断距是很大的，
前震旦纪花岗岩冲逆冲到上三叠统的须家河组之上，因此过去被称为“深大断裂”。

在主断裂两侧，常常见到与其平行的断裂，组成断裂带。

断裂带内的岩石
受到强烈挤压而破碎。

起下盘地层普遍倒转，它向西南方向伸展，其断距渐渐缩小，在1：20万区域地质图（峨眉幅）图边附近的玉龙以西被一扭性断层错开
400m，它向北东方向掩于第四系之下。

从新第三系地层直立、倒转情况推测，此
断裂可能切割了新第三系。

龙池冲断层：它同峨眉山冲断裂平行，相距200~500m左右。

可能是峨眉山
冲断层诱导的产物。

它发生在龙池向斜核部的上三叠统须家河组地层中。

冲断面
较峨眉山冲断层更陡一些。

牛背山冲断层：发生在牛背上背斜核部。

断面倾向北东，断距不大，在挖断
山及其以北有东西向扭性断层将其错断。

丰都庙压扭性断裂：丰都庙——青龙场之间有一组大致290°走向的断裂，
组成宽200~500m的复杂断层破碎带，断带内地层均发生倒转破裂，断带北东侧
位侏罗系——白垩系地层，其走向与断带直交。

这是一个弧形挤压扭裂带，断面
倾向南，主断面倾角45°左右，派生断层20°~30°不等。

万年寺斜冲断层：这是一个向北东凸出的弧形断层，南东端消失在清音阁以
南的震旦系地层中，向北西至万年寺逐步转向正西而消失在脚盆坝第四系冰碛层
之下。

断面倾向南或南西。

断层显示内弧地层向北或北东冲挤，同时相对向东或
南东滑动。

处于东——西向的那一段扭挤特别明显。

因此，在主断面两侧都出现
张性、张扭性及压扭性的派生断层于此断层构成“入”字形构造，地层发生扭转
变为，产状陡立倒转等。

四、地热矿水形成盖层条件
工作区热矿水的保温盖层为：三叠系须家河组（T3x1），雷口坡组（T2l），
嘉陵江组（T1j）、飞仙关组（T1f）、二叠系沙湾组（P2s）、峨眉山玄武岩
（P2β），总厚度1800~2000m，如此巨厚的盖层足以保持热储层中热矿水的温度。

五、地热矿水的深部循环模式
工作区出露及埋藏三叠系和二叠系地层。

丰都庙逆断层和峨眉山断裂带两个
阻水断裂构造共同构成了“高桥单斜储水构造”，热矿水的补给、运移、储存受
其控制影响。

二峨山背斜轴部出露有寒武系、奥陶系的碎屑岩夹碳酸盐岩及二叠系中、下
统的碳酸盐岩地层，受风化溶蚀的影响，发育有溶蚀洼地、溶洞、落水洞、暗河等，大气降水在此区域入渗补给地下水含水层。

另一部分可沿岩层中因构造形成的层面裂隙、构造裂隙和可溶性岩层在地质
历史过程中形成的溶蚀裂隙式管道系统，向地下深部继续下渗。

由浅部继续下渗
的地下水，受构造、岩性、岩相等多种因素的作用控制，由浅部向深部径流，在
长期地质历史中形成深部循环，在地下一定深度吸收围岩温度，和围岩产生离子
交换、溶解可溶盐等，并逐渐汇集从而形成热矿水。

六、钻井位置及钻井深度
经过以上分析，工作区河谷处为本次地热钻井的理想施工地，虽然在龙池冲
断层及峨眉山冲断层下盘，但该两处断裂均切穿了目标层，且位于龙池向斜核部，
向斜深度的裂隙系统可以在张扭的作用下与断层贯通，同时，目标层岩溶发育，
极易形成贯通的溶蚀通道，为地下热矿水的运移、储存提供有利条件。

考虑地层岩性、产状、构造、地温梯度等条件，钻井深度推荐为2000m，宜
采用F320-3DH型或者DQ-130型石油钻机施工。

井深0-600m，孔径311.1mm，套
管外径244.5mm，水泥进行永久止水；井深600-1400m，孔径215.9mm，套管外径177.8mm，水泥永久止水；井深1400-2300m，孔径152.4mm，裸井。

开孔为第四系上更新统冲洪积层（Q3al）或三叠系上统须家河组下组（T3x1），揭露目标热储层为三叠系中统雷口坡组（T2l）、三叠统下统嘉陵江组（T1j）。

七、地热矿水前景分析成果应用
从地质条件分析，在工作区开发深部地热矿水是具有较大前景的。

在钻井设
计和施工方面均具备较好的可行性。

2021年6月至2022年2月，某旅游度假开发公司在本人理论分析的基础上，委托某地质队在该地进行了地热勘查开发，完成了一口深2400m的地质钻井施工，地热矿水出口温度为52℃，日出水量约300t/d，根据《地热资源地质勘查规范》(GB/T 11615-2010)，达到大型地热温泉规模。

参考文献
［1］GB/T13727-92《天然矿泉水地质勘探规范》;
［2］GB8537-2008《饮用天然矿泉水》;
［3］1：20万区域地质图（峨眉幅）;
［4］1：20万区域水文地质图（峨眉幅）。