仁怀市南部新城湿地公园DR1号井地热水成因浅析

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2019年第五期水文地质、环境地质、工程地质1.前言
仁怀市南部新城是仁怀市城市市区规划的重要组成部分，规划面积20km 2，承载人口15万人，是仁怀市文化体验休闲新区，休闲中心和生态宜居城区；其独特的区位优势、优美的自然生态景观和良好的投资环境吸引了大量的资金和人口入驻，区内温泉水的开发意义重大。

2.区域地质环境条件2.1气象水文
仁怀市属中亚热带湿润季风气候，季风气候比较明显，四季分明，雨热同季，冬无严寒，夏无酷暑，年平均降水量800mm~1000mm。

地表水由南西向北东方向径流，汇入盐津河，河谷两侧山体坡度较大，区内沟谷纵横，岩溶发育。

2.2地形地貌
区内地形相对较平坦，主要为宽缓的谷地及缓丘地貌，盐津河一带类型属于溶蚀—侵蚀低山河谷地貌，山脉为南西—北东走向，总体地势北西、南东高，南西—北东低，最高标高1250m，最低标高645m，最大相对高差655m。

地表水由南西向北东方向径流，汇入盐津河，河谷两侧山体坡度较大，区内沟谷纵横，岩溶发育。

2.3地层岩性
区内出露地层主要有第四系（Q ）；侏罗系下统珍珠冲组（J 1z ）、綦江组（J 1q ）；三叠系上统二桥组（T 3e ），中统狮子山组
（T 2sh ）、松子坎组（T 2s ），下统茅草铺组（T 1m ）、夜郎组（T 1y ）；二叠系上统长兴组（P 3c ）、龙潭组（P 3l ），中统茅口组（P 2m ）、栖霞组（P 2q ）、梁山组（P 2l ）；志留系下统韩家店组（S 1h ）、石牛栏组（S 1sh ）、松坎组（S 1s ）、龙马溪组（S 1l ）；奥陶系上统五峰组（O 3w ），中统宝塔组（O 2b ）、十字铺组（O 2s ），下统牯牛潭组（O 1g ）、湄潭组（O 1m ）、红花园组（O 1h ）、桐梓组（O 1t ）；寒武系中上统娄山关组（∈2-3ls ），中统石冷水组（∈2s ）、陡坡寺组（∈2d ），下统清虚洞组（∈1q ）、金顶山组（∈1j ），明心寺组（∈1m ）。

结合区域地质资料分析，发育的隐伏地层有寒武系下统牛蹄塘组（∈1n ）；震旦系上统灯影组（Z b dn ）、陡山沱组（Z b d ），下统南沱组（Zan ）；前震旦系板溪群清水江组（Ptbnq ）。

2.4地质构造
区域上勘查区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区之东北部，构造线以北东向为主；褶皱以中枢背斜为主，断裂主要发育鲁班断层、五里碑断层和两路口断层。

3.热储构造与成因分析3.1热储层
根据区域地热地质调查成果，勘查区内热储单元为第一、二储集单元。

第二热储含水层为O 1h-∈1q，盖层为S 1-O 1m，储热蓄水层大部分暴露地表或盖层较薄，储热条件差；第一热储含水
层震旦系上统灯影组（Z b dn ）保存较好，上覆盖层完整，具有一定的储热、蓄水条件。

3.2热储构造
区域构造上，鲁班断裂处于遵义枫香走滑断裂束与三合海子街走滑断裂束之间，为区域性北东向挽近期活动的深大断裂，该断裂总体走向呈北东向，与中枢背斜轴向基本一致，区域上长大于30km，纵贯测区南北，切穿寒武系下统岩层，南东盘地层强烈抬升，两盘错动明显，局部岩石较破
碎，地貌上常形成沟谷，总体倾向北西，倾角约70°，为一正断层。

该断层具发育规模较大、切割深、延伸长的特点，为区内地热流体的主要导热通道，使得区内具备一定的地热流体储存和运移条件。

3.3热异常显示
勘查区附近地热异常显示点有三处，地热异常明显。

仁怀市中枢镇盐津桥盐津河温泉S1，该温泉水温48.5℃，流量864m 3/d，富含偏硅酸、硫化氢、锶、氟、溴、氡等矿物，水化
作者简介：刘昆鑫（1988~），男，汉族，贵州省仁怀市人，硕士研究生，地质助理工程师，主要从事地热资源勘查相关工作。

仁怀市南部新城湿地公园DR1号井地热水成因浅析
刘昆鑫1
胡
丽2
1.贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队贵阳550008
2.贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队遵义563000
摘
要：以仁怀市南部新城湿地公园DR1号井地热水为研究对象，从地热水所在区域地质、地热地质背景
入手，分析该地热水的水文地球化学和热储结构特征，结果表明：该地热水具有断裂（裂隙）型温泉特征，补给来源为大气降水，热储含水层为震旦系灯影组，其形成主要受岩性及区域性断裂控制。

关键词：地热水；水化学；形成机制；仁怀市113
DOI:10.16631/15-1331/p.2019.05.047
RESOURCES WESTERN RESOURCES2019年第五期
水文地质、环境地质、工程地质
学类型为Cl-、SO42-—Na+、Ca+型。

仁怀市坛厂镇坛厂地热井（霞霏温泉）ZK1，该地热井井深837.31m，水温38.5℃，自流量700m3/d，富含硫化氢、锶、氟、偏硅酸、氡、溴等矿物，水化学类型为SO42-—Ca+、Mg2+型；热储含水层为震旦系上统灯影组的含硅质白云岩。

仁怀市领秀美宅地热井ZK2，该地热井井深2584m，水温45℃，涌水量500m3/d，终孔层位为震旦系上统陡山沱组。

3.4热矿水地球化学特征
仁怀市南部新城湿地公园DR1号井，开孔地层为寒武系中统石冷水组，终孔于震旦系上统灯影组的含硅质白云岩和鲁班断层的结合带；孔深1977.5m，井口水温54℃，水量780m3/d，属温热水。

地热水水化学类型为HCO3--Ca+、Mg2+型，pH值7.25，呈弱碱性水；偏硅酸含量39.28mg/L，F-含量3.33mg/L，Sr2+含量11.2mg/L，Ca2+含量536.31mg/L，Na+含量118.50mg/L，SO42-含量158.29mg/L，HCO3-含量196.53mg/L，Cl-含量78.83mg/L，偏硅酸、总硫化氢达到了矿水浓度，且氟、锶达到了命名矿水浓度的温水，反映出深循环、断裂导热的特征。

氟在温泉水中具有很强的迁移能力，本区氟离子浓度主要受控于白云岩中萤石（CaF2）的溶解，萤石的沉积与白云石、石膏形成富含氟的膏岩层（一般认为当SO4/Cl含量＞2时，认为地下热水来自膏岩层），随着温度的升高，萤石的溶解度增大，地下水的渗入、溶滤作用使膏岩层发生去白云石化、去石膏化等作用，使得氟在地下热水中含量较高，同时Ca2+含量增大；钠的含量高也导致氟的含量上升。

锶离子的浓度主要受控于天青石矿物的溶解，区内热储含水层灯影组为微晶-细晶白云岩，含硅质岩，夹石膏层及含石膏白云岩，沉积形成的天青石与碳酸盐和石膏伴生；随着温度的增加，天青石的溶解度也随之增大。

偏硅酸的浓度在区内主要受控于石膏的溶解，热储含水层为白云岩夹硅质岩、石膏层为含高偏硅酸地下热矿水提供了丰富的物质来源，随着温度的升高，石膏的溶解度增大，Ca2+及偏硅酸的含量也随之上升。

3.5地热成因分析
区内主要为碳酸盐岩与碎屑岩的互层，DR1号地热井揭露热储含水层为震旦系上统灯影组，在上覆隔水保温盖层的作用下，形成地热水资源。

区内主要发育北东向深大断裂束，均具发育规模较大、切割深、延伸长的特点，强大的构造应力使得深部岩石破碎，使深部高温热水在相对较浅部位集中，成为地热流体的主要导热通道，为区内地热流体
赋存和运移的空间；大气降水沿岩溶槽谷，或断裂带渗入地下热储含水层中，经深循环加热后形成地热水（图1）。

图1地热水形成机理示意图
1.地层代号；
2.断层；
3.隔水层；
4.热储含水层及地热水流向；
5.左：钻孔编号，右：钻孔深度。

4.结论
（1）仁怀市南部新城湿地公园DR1号井地热水的水化学类型为HCO3--Ca+、Mg2+型，属弱碱性水；水中氟离子浓度较高，其主要受控于白云岩中萤石（CaF2）的溶解，锶离子的浓度较高主要受控于灯影组中与白云岩伴生的天青石矿物的溶解，偏硅酸的浓度在区内主要受控于灯影组组中石膏的溶解。

（2）仁怀市南部新城湿地公园地热资源主要受北东向发育的区域性挽近期活动深大断裂控制，具有断裂（裂隙）型温泉特征，其补给来源为大气降水。

（3）区内地热资源的形成主要受岩性及区域性断裂控制，大气降水沿岩溶槽谷，或断裂带渗入地下震旦系上统灯影组热储含水层中，经深循环加热后形成地热水。

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