龙门县某地热田地质特征及成因模式分析

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1.引言
广东省龙门县温泉资源十分丰富，近年来开发利用成果引人注目，全县已有南昆山温泉大观园、龙门铁泉、尚天然温泉、地派温泉等15个温泉产品，形成了以温泉养生和森林度假为龙头的旅游产业链群，获得了“中国最佳温泉养生旅游名县”“中国温泉之乡”等荣誉称号，有力地促进了龙门县经济社会的可持续发展，实现了经济效益、社会效益、生态环境效益的协调发展。

龙门县某地热田是最新勘探的一个低温温泉，对其地质特征的分析和总结，有助于本地区温泉经济的进一步开发和繁荣发展。

2.龙门县某地热田的地质特征
2.1地层
龙门县某地热田及周围附近出露的地层主要为泥盆系、石炭系、三叠系、侏罗系及第四第系地层,泥盆系上统帽子峰组广泛分布于地热田的北侧至南西侧，在地热田内第四系下主要覆盖有石炭系测水组、石磴子组和大赛坝组地层。

石磴子组为碳酸盐岩地层，其他地层主要为凝灰岩、砂岩、粉砂岩、页岩及含砾砂岩等（表1）。

ZK3热水孔在第四系砂层和粉质粘层之下直接揭露了石磴子组灰岩（图1）。

石磴子组地层顶部有一层炭泥质生物泥晶灰岩与上覆测水组分区分，上部灰、深灰色生物泥晶灰岩及砂屑泥晶灰岩，下部生物泥晶灰岩、白云石化生物泥晶灰岩、白云岩。

因本次勘查施工的最深孔ZK3（终孔孔深376.05m）尚未揭露隐伏石磴子组灰岩的底板，推测隐伏的石磴子组灰岩厚度大于350m。

该组灰岩岩溶较发育，见洞率达33%，ZK1、ZK2、ZK3、ZK4钻孔线岩溶率分别为2.52%、
29.8%、4.8%和
7.0%。

图1ZK3热水孔柱状图（上部部分）
2.2岩浆岩
主要为出露于西部的早白垩世中细粒黑云母花岗岩（K1γβ）和北部的晚侏罗世中细粒黑云母花岗岩（J3γβ）。

早白垩世中细粒黑云母花岗岩（K1γβ）岩体为天堂山岩体，大面积出露于地热田西侧，岩体明显受东西向构造体系控制。

本期岩体侵入下侏罗统—泥盆系较普遍，且侵入接触面多倾向围岩，其倾角较陡。

晚侏罗世中细粒黑云母花岗岩（J3γβ）新丰江岩体的一部分，大面积出露于区域北部。

岩体主要在东西向的构造环境中，岩浆以辐射扩张为主的方式侵位，属中深成相，岩体已遭受深度剥蚀。

龙门县某地热田地质特征及成因模式分析
曾一芳覃夏南
广东省有色金属地质局九三五队惠州516001
摘要：龙门县某地热田区域上佛岗—丰良深大断裂带与河源深断裂带裂带之间，区内构造发育，周围花岗岩体大面积出露，周围分布多处热泉点。

通过对断裂、褶皱构造、地层岩性、花岗岩体分布地质特征及地形地貌等特征的分析，认为龙门县某地热田的形成成因与包含碳酸盐岩地层的短轴背斜及相关断裂构造有关，这也为今后该地区下一步水热型地热田的寻找提供了借鉴。

关键词：地热田；背斜；倾覆端；碳酸盐岩地层
作者简介：曾一芳（1992~），男，江西省赣州市人，硕士研究生，助理工程师，毕业于成都理工大学地质工程专业，多年来主要从事水工环地质工作。

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20212.3构造
地热田区域上位于东西向佛岗—丰良深大断裂带中段南侧，北东向河源深断裂带的西侧。

位于两条深断裂带之间。

区内褶皱构造和断裂构造较为发育。

构造形迹以北东向、北西向为主，东西向次之，南北向表现最弱（图2）。

图2地热田构造简图
褶皱：勘查区处于东西向樟洞褶皱东端的枢纽倾覆端，构造较为发育，但大多数为第四系所覆盖。

樟洞褶皱形成于早侏罗世末，长约2km，宽约1.5km，为一短轴宽展型褶皱，轴向近东西，北侧樟洞向斜枢纽西扬，南侧樟洞背斜枢纽东倾，翼部产状凌乱。

轴部为上泥盆统地层，两翼为上泥盆统和下石炭统地层。

该褶皱被北西向断层切割和岩体侵吞、第四系掩盖。

断裂：区内以隐伏断裂构造为主，其中具一定规模的断
层有8条，产状均较陡（＞60°），分别是北东向断裂构造F1、F2、F7和F8，北西向断裂F3、F4、F5和F6。

地热田被这两组断裂带所夹持。

经分析认为北西向断裂F5为一高角度正断层，横向切割樟洞背斜倾覆端枢纽，往深部切割较深，大于2km，推测为一基底断裂，是本地热田的主要控热断裂。

2.4地貌特征
地热田位于属于山前盆地边缘，三面低山环绕，西高东低，西侧的付竹山海拔197.9m，白甲岭海拔153.7m，大冚山顶海拔159.9m，而盆地海拔多在70m~80m 之间，高差约100m 左右。

勘查区河流、沟溪、沟渠发育地下水的补径排条件较好。

雨量充足，河、湖、塘、库、渠等地表水体发育，地下水的补给有较充足的来源。

2.5水文地质特征
区内地下水类型可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水和基岩裂隙水三大类：
（1）松散岩类孔隙水富水性贫乏；含水层厚度3.50m~39.80m，岩性以第四系粉质黏土夹砂或粉砂、含砾粉细砂为主。

（2）碳酸盐岩类裂隙溶洞水主要含水层组为石磴子组灰岩，多呈窄条状隐伏于第四系之下，厚度大于350m。

岩溶发育既受构造与岩性控制，又随标高而变化。

单井涌水
195m 3/d~2880m 3/d，水量丰富—中等。

（3）碎屑岩类基岩裂隙含水岩组岩性为泥盆系帽子峰组粉砂岩和细砂岩，风化裂隙发育，但多为闭合裂隙，泉水多出露山脚，属下降泉，为弱富水性，水量贫乏。

3.地热田成因
龙门县某地热田井口平均水温58.3℃，属低温温泉中的温热水。

其成因模式如下：
地热田西侧和北侧2km 左右即晚侏罗世至早白垩世花
岗岩体，侵入接触面多倾向围岩，侵入下侏罗统—泥盆系较普遍。

樟洞轴背斜枢纽向东端倾覆，其下部的碳酸盐地层
溶洞发育，为良好的热储层。

区内F5为一高角度正断层，往深部延伸较大，
大于2km，推测为一基底断裂，初步认为它是本地热田的主要控热断裂。

地下水沿断裂带（F3、F5）内的裂隙向深部动移，
同时受表1
龙门县某地热田地层表
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深部花岗岩体高温热源增温作用水温逐步升高，热水因温度高比重小往上运移，冷水因温度低比重大而往下运移，产生对流循环。

热水往上运移后，储存于石磴子组灰岩岩溶溶洞裂隙带中，形成岩溶型热储层，在有贯通地表的断裂或钻孔揭露等条件下，出露于地表形成温泉。

其盖层岩性为测水组（C1c）砂页岩及第四系（Q）洪冲积层，厚度较小，一般6.5m~39.80m，局部较厚，盖层条件良好。

4.结论
龙门县某地热田其持质特征,其成因模式区别于位于深大断裂带上的地热田。

该地热田位于山前盆地边缘的深切割地貌单元，有充足的地下水补给，构造上位于晚侏罗世到早白垩世的燕山期花岗岩高产热花岗岩体边缘，短轴背斜的倾覆端，且枢纽被延伸到基底花岗体的断裂切割，而该
断裂并被另一组不同方向断裂在地区内交会，特别是背斜所含碳酸盐地层内溶洞发育形成良好的热储层,以上多种有利因素共同作用，促成了该地热田的形成。

该地热田的成因模式，对于本地区内今后寻找非深大断裂带上的地热田，提供了一种可供借鉴的思路。

参考文献:
［1］苏成曼.广东省地热地质勘查和开发利用现状[A].国土资源部地质环境司.中国地热能：成就与展望——李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会论文集[C].国土资源部地质环境司:中国能源研究会地热专业委员会,2010:7.［2］陈华强.广东省惠州地区地下热水形成及分布规律[J].科技传播, 2012（01）:27-28.
（上接125页）煤层底板隔水层厚度和水压两个因素。

根据《煤矿防治水细则》，突水系数计算公式为：
T=P
M
式中：T—突水系数（MPa/m）；
P—隔水层承受的水压（MPa）；
M—底板隔水层厚度（m）。

5.1煤层带压范围
根据井田内及周边矿井钻孔奥灰水位数据，推测小回沟井田内奥灰水位标高+845～+905m；根据各煤层底板标高等值线图推测，井田内9号煤底板标高为+670～+890m，9号煤除了井田东北角局部属于非带压区外，其他大部分为带压区。

5.2参数确定
本次突水系数计算，采用了终孔层位揭露奥灰地层的钻孔，各钻孔的水位标高为本次推测的井田奥灰水位标高。

隔水层厚度采用9煤层底板至奥灰界面的距离。

水头压力为9煤层底板至奥陶系灰岩顶板之间的隔水层承受的水压值。

根据钻孔资料统计，煤层底板隔水层承受的水压值为0.4492MPa~2.8249MPa。

井田内煤层底板隔水层承受的水压分布情况由东向西逐渐增大。

9号煤层底板隔水层厚度一般为48.36m~75.35m，平均厚度62.31m，隔水层厚度由西南向中北部逐渐变厚。

5.3煤层底板奥陶系灰岩岩溶水突水危险性评价
根据煤层底板隔水层承受的水压与隔水层厚度，计算奥灰突水系数。

井田9号煤带压范围内突水系数最大值为0.0562MPa/m。

各煤层突水系数整体由东向西逐渐增大（见图1）。

图19号煤底板奥陶系灰岩岩溶水突水危险性评价分区图
按《煤矿防治水细则》，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m划分标准，9煤层带压开采范围内奥陶系灰岩含水层突水危险性属于相对安全区（浅黄色区域）。

6.结论
本次通过突水系数法对小回沟煤矿9号煤层底板奥灰水突水危险性进行了分析和评价，评价结果为9号煤层底板奥陶系灰岩水带压范围内底板突水危险性均为相对安全区。

但是由于9号煤与奥灰之间隔水层相对较小，且井田内构造发育，需要防范构造地段突水的潜在危险性。

参考文献：
［1］国家煤矿安全监察局矿井防治水细则[M].北京煤炭工业出版社，2018.
［2］马玉玲，孟宇平，王红燕等.平朔集团公司小回沟煤矿奥灰水文地质补充勘探报告，2019.
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