滁州琅琊山地热地质条件分析

2019年1月

第41卷第1期

地下水

Ground water

Jan.,2019

Vol.41NO.1滁州琅珊山地热地质条件分析

郑涛

（安徽省地质环境监测总站，安徽合肥230001）

［摘要］根据区域地质资料对滁州琅瑯山地热地质条件进行分析，物探线布置于琅邪山山前碳酸盐岩隐伏区，物探点线密度以能初步解译了解断裂特征及附近地层垂向结构为宜。利用可控源大地电磁测深确定水热蚀变带位置和热储及盖层分布、厚度等。本次可控源音频大地电磁测深共完成2条剖面，7.8km,计40个点。结合CSAMT 成果以及地质推断，推测了断层一条，以及深部地层特征和热储层埋深，并且结合地热产出条件认为位于2号剖面断层的北西侧为地热成井的有利区域"

［关键词〕地热；热源；盖层；热储层；地质条件

［中图分类号］P314.1［文献标识码］B［文章编号］1004-1184（2019）01-0037-02

1地热田的热源

地热田的热源一般由两个部分组成，一是地壳浅表层放射性元素集中层由放射性元素蜕变提供的热量，另一部分是该层之下来自上地幔的热流量，称为深部热流量或地幔热流量。地表热流值一般用公式q=q<>+DA,公式中，q为某个地区的地表热流量，直线截距q°为来自地幔的热流量，斜率D生热层的厚度，A为地表岩石的生热率，DA即为地壳表层放射性元素集中层提供的热流量。这个经验公式于60年代末期首先为罗伊（R. F.Roy）和伯奇（F.Birch）等人发现，它对研究地壳和上地幔的热结构有重要作用。现有的研究结果表明，D值的大小，除地盾区之外，其他地区变化不大，一般都在10公里左右。说明各区地壳上部放射性元素集中层的厚度没有多大变化。一个地区的深部热状况主要取决于q0值的大小。

琅珈山在区域上处于郑庐大断裂带以东约42km,滁河大断裂（F28）西北约7km,区域性深大断裂构造活动强烈（图1）。区域资料显示，断裂带的每条主干断裂两侧均派生出许多次级断裂，断裂带控制了岩浆的侵入与喷发，特别是对基岩、超基性岩、捕虏体的控制，反映了断裂深切地壳直达上地幔。受软流圈的烘烤，断裂带来自深部的传导热流q°分量增大，从而导致断裂带出现高地温，沿断裂带及附近温泉广布，如山东临沂汤头、辽宁汤岗子、安徽巢县半汤和庐江东、西汤地等。在庐江测得热流值竟高达1.84HFU。造成这种高地温梯度和热流值的原因主要为来自深部的较强烈的附加热源所造成的。在裂谷带上除受到地壳中产生均匀热流外，还有一股来自上地幔的强烈热流的作用。

地热田的形成是局部热异常的产物.局部热源体系指分布局限，热能较高，对某一热田形成起决定性作用的地质热源体。一些热源体如现代火山活动区的干热岩、潜火山熔岩，导致％增大；另一些热源体可能是放射性物质丰富的岩浆岩体等，导致DA值增大，断裂带广泛发育一系列新生代玄武岩和花岗岩，往往形成了局部热源体。

琅鄒山地热田的热源显然是放射性元素蜕变生热与来自深部热流叠加的结果，从琅珊山地下热水的偏硅酸、银含量高这一点判断，热水形成主要是源于地下水的深循环，琅珈山的隆起，地壳的变薄，导致热流聚集。因为断裂断至上地幔，推断热源以深部幔源热流为主。

2地热田的通道

地下热水勘查目的层为震旦系-寒武系的灯影组（Z2w 1d）碳酸盐岩热储层，勘查深度控制在2000m以浅。控制地热的地质条件主要为地层结构及断裂构造。琅珊山断裂构造发育，西部琅珊山逆断层（F15）与小良洼平移断层（F18）交汇处，岩石切割破碎强烈，且附近有琅珊山燕山期岩浆岩体出露，反映断裂切割深度大，对深部岩溶发育和岩溶地下水的富集起到一定的作用，同时为深部热源上涌通道。

区内尖山怀逆断层（F16）属周郢子-刘吉断裂带，可能向北东延伸至碳酸盐岩隐伏区，并对深部隐伏的岩溶发育和岩溶地下热水的富集起到一定的作用。

地下水在滁州东部山区接受补给，由东向西径流，在径流过程中，赋存于碳酸盐岩中的地下水沿主干断裂、次级断裂、岩层裂隙向下渗漏，进行深循环，深部热水在尖山怀逆断层F16（周郢子-刘吉断裂带）处遇阻后上涌，通过F16断层

［收稿日期］2018-11-20

［作者简介］郑涛（1968-），女，重庆合川人，高级工程师，主要从事水工环地质方面工作。

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第41卷第1期地下水2019年1月

3地热田的热储层

琅珈山地热田的深部热水沿断裂带上涌进入寒武系岩层后，在F16断层带向两侧扩散，并与岩溶含水层冷水混合，由于琅珈山岩溶潜水浅循环强烈，山体四周冷泉发育，因此未见温泉露头。

初步分析认为，琅珊山热储主要由埋藏的震旦系一寒武系的灯影组（Z2jd）碳酸盐岩组成，岩溶发育，水量较丰富，热储层厚度可达700m以上。随着深度的增加，冷水混入量的减少，水温有可能增加。

岩溶热储层之下，热水主要储存在断裂带中，尤其是F15与F18断裂交汇部位的西侧可能储存有一定数量的更高温度的断层脉状水，有待今后进一步探查。

图2琅瑯山地热田水循环模型图

4地热田的盖层

西部琅瑯山区上覆盖层主要为寒武系下统荷塘组一大陈岭组（e,ht-d）、寒武系中统杨柳岗组（s2y）、寒武系上统琅珈山组（e3l）,岩性主要为碳质硅质泥岩、页岩、条带状白云质灰岩，岩溶不发育，厚度约1500m。是热储层之上的天然“保温层”，是热储层内热量不易散发的天然屏障。

东部的第四系覆盖区，上覆盖层侏罗、白垩、第三系红层厚度估测约600-800m,厚度大，富水性贫乏，水交替缓慢，基本与热储层无水力联系，是良好的热储盖层。

5物探测量成果

物探线布置于琅邪山山前碳酸盐岩隐伏区，物探点线密度以能初步解译了解断裂特征及附近地层垂向结构为宜。利用可控源大地电磁测深确定水热蚀变带位置和热储及盖层分布、厚度等。本次可控源音频大地电磁测深共完成2条剖面，7.8km,计40个点。

二维反演电阻率断面图是成果解释的主要图件，而断层的存在反映在断面图中主要是以电阻率等值线横向上的扭曲不连续、梯度带或低阻异常为特征。琅珊山大部为第四系覆盖，由区域资料知下伏地层主要为寒武系和奥陶系灰岩,对应电阻率值相对较高，其中寒武系上统琅瑯山组由于含有泥质成分，其电阻率值可能有所降低。

对比分析两条剖面的二维反演电阻率断面图（图3、图4）可见剖面电性特征基本一致，剖面中部高阻隆起，北西侧较南东侧陡，顶界面埋深约200m；两剖面的北西端浅部有一相对高阻体，底界面深度约800m；剖面大号端浅部以低阻为主。结合区域地质资料推测认为：高阻体主部为寒武系地层，对应两剖面隆起部位北西侧约280号点可能存在一深大断裂构造，该断裂倾向北西，倾角约60。；剖面小号端浅部的相对高阻为奥陶系地层，可能由于断裂及褶皱构造的作用使得地层较为破碎，电阻率值有所降低；剖面大号端的低阻推测为志留系地层。

由上述分析可知该区较有利于地下水富集区域为剖面的小号端，深度约1000m处有一低阻层位，可能为岩石碎裂或岩溶使得地下水富集的反映；同时位于2号剖面的140号点深度约1800m处的相对低阻异常是也有可能与地下水的富集有关。

图31线CSAMT测深电阻率断面图

图42线CSAMT测深电阻率断面图

6结语

通过结合区域地质资料对CSAMT成果进行了分析以及地质推断，推测了断层一条，以及深部地层特征和热储层埋深，并且结合地热产岀条件认为位于2号剖面断层的北西侧为地热成井的有利区域。

参考文献

[1]安徽省地质局安徽省地质局区域地质调査队.南京幅区域地质

普査报告.1978.

[2]安徽省冶金地质勘探公司八一一队.安徽省滁县铜矿床北部地

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2000.

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