云南省迪庆香格里拉盆地地热资源勘查

云南省迪庆香格里拉盆地地热资源勘查

物探方法的应用

0前言

香格里拉县是云南省迪庆藏族自治州州府所在地,地处滇藏地热带,属近纬向的地中海—喜马拉雅地热带的一部分。研究区为世界自然遗产“三江并流”、长江上游天然林保护区,是滇、藏、川三省共同规划建设的“大香格里拉”旅游经济区的核心,海拔3276m,为高寒山区。为了发展香格里拉旅游业,保护生态环境,减少木材消耗,急需寻找新的绿色能源。云南省地质调查院2002年在工作区范围内开展了超长电磁波探测、大地电磁测深、高精度磁测物探工作,初步查明了工作区的地层岩性分层、岩体及构造展布情况,圈定了地热勘查靶区,推断了热储层埋深,为地热资源钻探试验孔的确定提供了深部地质依据。

1水文地质特征

香格里拉盆地处于松潘—甘孜褶皱系的南部,二级构造单元属中甸褶皱带。本次工作区内地层除西部出露少量晚古生界外[1],以三叠系广泛分布为特征(图1)。以阿热—格咱河断裂(F3)为界可划分为二个地层区,西部为中甸地层小区,东部为属都海地层小区。中甸地层小区从石炭系至晚三叠系,地层出露齐全。中甸断裂(F1)以西有石炭系下统大羊组(C1d)灰岩夹角砾状灰岩和上统顶坡组(C2dp)灰岩夹红色泥灰岩、角砾状灰岩;二叠系下统冰峰组(P1b)灰岩、白云岩;三叠系下统布伦组(T1b)砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩夹灰岩。三叠系中统洁地组(T2jd)

分布范围广,F1断裂两侧均有出露,主要岩性有灰岩、白云岩夹泥岩、粉砂岩。三叠系上统是中甸地层小区出露面积最广的地层,西以F1断裂、东以F3断裂为界,呈近南北向贯穿于调查区中部。主要有王吃卡组(T3w),仅在县城北西有少量分布,主要岩性为灰岩、泥灰岩、泥岩、粉砂岩;哈工组(T3ha),分布最广,岩性为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩夹灰岩、硅质岩。第四系主要分布于测区中西部,为更新统冰期-间冰期沉积—冰水堆积和全新统洪冲积,岩性为砾、砂、粘土等。属都海地层小区,位于阿热—格咱河断裂(F3)以东,仅出露中、上三叠统。区内岩石仅部分具较轻微的变质,主要分布于F3断裂以东的上三叠统,原岩结构构造保存完好。图1香格里拉地区地质构造图Fig.1MapshowingthegeologicalstructureinXianggelilaarea1.第四系;2.始新统;3.上三叠统图姆沟组;4.上三叠统哈工组;5.上三叠统王吃卡组;6.中三叠统洁地组;7.下三叠统布伦组;8.二叠系-三叠系;9.下二叠统冰峰组;10.上石炭统顶坡组;11.下石炭统大羊场组;12.印支期石英闪长玢岩;13.印支期石英二长斑岩;14.喜马拉雅期正长岩;15.实测断层及产状;16.推测断层;17.推测隐伏断层;18.卫片解译隐伏断层;19.角度不整合界线;20.灰岩(透镜)体;21.沉积混杂岩块;22.上升泉(热泉)及编号;23.下降泉及编号;24.自流钻孔;25.落水洞;26.地下水流向;27.磁测剖面;28.大地电磁测深剖面及测点;29.超长电磁波探测点;30.预测靶区区内火山岩和侵入岩均有出露,主要分布于F3断裂以东。火山活动主要发生于早三叠世和晚三叠世,前者以基性火山岩喷发为主,后者以中酸性火山岩喷发为特征。侵入活动以印支期的石英闪长玢岩(Tδoμ)、

石英二长斑岩(Tηoπ)为代表,少量石英二长岩和喜马拉雅期的正长岩(ξ6),总体岩浆活动较频繁。断裂构造十分发育,以北西向中甸断裂(F1)、北北西向阿热—格咱河断裂(F3)为主干,另外,尚发育一些形成时间稍晚但活动强烈的北东、东西向断裂。沿F3断裂有天生桥温泉、阿热热泉出露。本区多组断裂相交切,新构造活动强烈,又有一定规模的热泉,除天生桥、阿热热泉出露外,研究区北48km有尼西上桥头温泉群,南25km有小中甸温泉。可见研究区及其附近具有形成热储、地热的基本条件,值得进一步深入开展工作。香格里拉盆地为一高山区断陷溶蚀盆地,水文地质单元处在金沙江河谷左岸斜坡区域径流带上。地下水类型主要有松散层孔隙水、碎屑岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水三类。就浅循环地下冷水而言,以岩溶水为主,循环强烈,掩盖了地表热显示,仅靠地质分析难于确定地热异常区(带)。盆地周围海拔3000～3300m以上的各级剥夷面、分水岭部位,不同程度发育溶蚀洼地、漏斗、落水洞,构成岩溶水的补给—径流区。由于岩溶垂向发育速度落后于区域地壳抬升和河流下切速度,以及受含水层下伏隔水层的阻隔,在盆地底部周边、谷地、台地后缘等地形、地貌有利的部位出露了数量众多的岩溶泉点,泉点高程多为3270～4040m,泉水基本向香格里拉盆地排泄,并汇入盆地地表水体中。因此,盆地成为周边浅循环地下水排泄基准。浅循环水存在三个层次的地下水排泄带,第一带海拔3400～2240m;第二带海拔4000～3800m,泉流量小;第三带海拔2750～2240m,以香格里拉县城西侧20km的吉仁及北西17km处金沙江边的汤满巨泉为代表。区内岩溶水补给来源有大气降水渗入补给和

裂隙水渗入补给两种方式,并以沿岩溶管道快速径流为主,次为沿深大断裂的破碎带向深部径流,参与循环。岩溶水排泄方式以泉为主,其次通过透水边界或以越流方式补给孔隙含水层。由于有大量的地表、地下水通过岩溶管道、断裂补给、径流、排泄或参与地下水深循环,地下水补给来源丰富,水交替循环极为强烈。

2地球物理勘查成果

由于研究区以往仅开展过中小比例尺的区域地质、物化探和局部水文地质工作,工作程度低。在综合分析研究了以往区域地质、物化探成果及新补充的1:5万区域地质、地热水文地质调查后,选择了地热、地质条件较好的盆地东北部为重点工作区,部署了超长电磁波探测、大地电磁测深、高精度磁测剖面(图1)。目的是探查工作区地层结构、隐伏岩体及构造分布情况,推断含水层组富水性。

2.1超长电磁波探测该技术是一种低投入、高效益的新型便携式的资源探测技术,利用高灵敏度高精度的传感器接收来自地下天然场源的超长电磁波,经过信号放大器,进入数据采集系统,根据频率—深度转换公式,立即可得到初步探测结果,即超长电磁波频谱曲线。不同岩性地层,具有不同的物理性质(密度、速度、电导率和导磁率等),从而形成不同的波阻抗界面。接收并研究不同波阻抗界面的反射电磁波,可以得到地层导电、导磁率随深度变化的信息。研究表明[2],岩石物性特征变化是引起曲线特征变化的主要因素。岩石的致密与疏松、富水性的强弱,都会引起曲线特征一系列的相应变化。通常岩石越致密、完整,成岩及胶结程度越高,富水性越差,相应超长波曲线的幅