王鳳艷

（遼寧省盤錦水文局，遼寧盤錦 124010）

熊岳溫泉地熱田成因分析

王鳳艷

（遼寧省盤錦水文局，遼寧盤錦 124010）

通過對營口市鲅魚圈區(qū)熊岳鎮(zhèn)進行物探測井工作，摸清了該區(qū)域水文地質(zhì)特性。在此基礎(chǔ)上，研究熊岳鎮(zhèn)地熱田形成原因，分析地熱水賦存條件、儲熱體分布規(guī)律，明確了熊岳鎮(zhèn)地熱田地下熱水的形成和運移空間變化規(guī)律，對該地區(qū)地熱資源的形成原因做出科學評價。

溫泉；地熱場；成因分析

1 概況

熊岳鎮(zhèn)隸屬于營口市鲅魚圈區(qū)，位于渤海遼東灣東岸，屬于溫帶海洋性季風氣候，四季分明，雨量適中。降水量多集中在7—9月，約占全年降水量的56%。多年平均降水量為657.5 mm，相對濕度62%，年平均氣溫9.2℃，極端最低氣溫-26.0℃，極端最高氣溫36.6℃，多年平均蒸發(fā)量為1 613 mm。熊岳河地熱異常范圍地理坐標為東經(jīng)122。09′07″～122。09′40″，北緯122。09′40″，熊岳河是流經(jīng)工作區(qū)的唯一地表河流，全長44.2 km,流域面積352 km2，多年平均徑流量為0.42×108m3，多年平均徑流深166.0 mm。流經(jīng)工作區(qū)長度為3.76 km，面積0.413 52 km2。

2 基礎(chǔ)地質(zhì)條件

2.1 地形地貌及地層巖性

熊岳溫泉分布在熊岳河河谷及沖積平原上，東部為山前坡洪積裙，地面標高18.4～25.1 m，相對高差6.9 m，總體走勢東高西低、北高南低。主要地層巖性有：①第四系全新統(tǒng)沖洪積。總厚25～40 m，巖性具有粗細相間的結(jié)構(gòu)特點。由褐黃色、褐色、棕褐色亞粘土、砂、砂礫互層，礫石成分復雜，分選磨圓較差。其中亞粘土一般厚2～8 m，砂、砂礫石厚5～10 m。②白堊系望兒山組。主要分布于地熱異常區(qū)域內(nèi)，呈條帶狀南北向分布于熊岳河至望兒山之間的第四系全新統(tǒng)之下。其巖性為灰白色、土黃色、灰粉色花崗質(zhì)礫巖、礫質(zhì)砂巖、含有少量侵入巖脈、礫石磨圓中等，厚度大于70 m。③侵入巖。工作區(qū)出露較廣有前震旦系和侏羅系侵入巖，尤以侏羅系侵入巖較為發(fā)育。侵入巖是該區(qū)域地熱水的導水帶和儲熱帶。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

熊岳溫泉在區(qū)域上位于新華夏構(gòu)造體系開原─金州斷裂帶的中段與綏中─寬甸緯向構(gòu)造帶邊緣的復合部位。即許屯─沙崗子斷裂帶與蓋縣─岫巖─古樓子巨型復向斜的交接復合部位。新華夏系構(gòu)造發(fā)育、構(gòu)造形跡有火石山斷裂、望兒山斷裂、雙臺子斷裂等。緯向構(gòu)造為蓋縣─岫巖─古樓子巨型復向斜的南翼，翼部次級褶皺及斷裂發(fā)育、具有等間距排列特點。如區(qū)域內(nèi)有近東西向展布的小沙河斷裂、熊岳河斷裂、龍門湯斷裂、其間距均在1 520 km，相應地有思拉堡溫泉、熊岳溫泉和龍門湯溫泉出露。從區(qū)域構(gòu)造特點可推測熊岳地熱區(qū)有隱伏的北北東向和近東西向構(gòu)造存在。

2.3 地熱水賦存地層巖石特征

根據(jù)XW-1號地熱井揭露的地層巖性及測井的曲線結(jié)果，熊岳溫泉熱水區(qū)上覆第四系砂礫石、卵礫石，厚為18～30 m，第四系下部為白堊系望兒山組砂礫巖、硅質(zhì)膠結(jié)厚30 m。兩者具有較好的孔隙性，既構(gòu)成了地熱水的蓋層，由賦存了大量的地下熱水。其下部為三迭紀侵入的花崗巖，構(gòu)造裂隙發(fā)育，為主要儲熱層。

2.4 控熱構(gòu)造

熊岳溫泉地熱水在區(qū)域上受金州斷裂控制，局部上受熊岳地區(qū)望兒山斷裂控制。通過物探測試結(jié)果分析，熊岳溫泉主要控熱構(gòu)造為F1斷裂和F2斷裂，F(xiàn)1為冷水資源補給帶，F(xiàn)2為地熱儲熱帶。

F1斷裂：沿熊岳河北岸呈北西西向展布（340。）傾向南西，傾角52。，為熊岳溫泉地熱的深部冷水資源補給帶。

F2斷裂：為區(qū)域內(nèi)導熱的主斷裂，貫穿整個溫泉地區(qū)，位于等溫線高溫部位，由南部北北東向，向北延伸后折向北北西，至中部又折向北北東向。部體方向為北北東10。左右，平面上呈緩波狀展布。

通過淺層地震、電阻率聯(lián)合剖面及高密度電阻率法等物探工作手段，探明并驗證了上述2條推測斷裂的存在，F(xiàn)1為一條近東西向的斷裂構(gòu)造帶，該斷裂構(gòu)造帶傾向北東，傾角80。左右。F2為一條近北北東向的斷裂構(gòu)造帶，該斷裂構(gòu)造帶傾向北西，傾角85。左右。地下熱水分布在F1斷裂以北，圍繞F2斷裂呈橢圓狀分布，即地下熱田由F2涌出，在第四系松散層中呈橢球體狀富集，其橢圓形分布的長軸在F2斷裂上，其短軸正切F2斷裂，熊岳溫泉的幾處熱水點出露都在北北東向斷裂上，從而說明探測的F2斷裂是一儲熱的構(gòu)造帶。F1斷裂通過熊岳河，地下水的補給是非常充足的，這就為地下熱水的開采提供了較好的地質(zhì)條件。

3 水文地質(zhì)條件

3.1 地熱水賦存條件與分布規(guī)律

熊岳溫泉地區(qū)地熱水賦存的含水層結(jié)構(gòu)條件為第四系沖積砂礫石潛水、隱伏的白堊系砂礫巖裂隙溶洞承壓水和隱伏的燕山期花崗巖裂隙承壓水3種。①第四系沖積砂礫石潛水分布在熊岳河右岸的河漫灘和一級階地上，熱異常呈梯狀北西向─南東走向，寬600 m，長700 m，沿河季節(jié)性溢出。含水層巖性為中細砂、砂礫石、砂礫石夾粉土質(zhì)亞粘土透鏡體，厚一般在10～40 m，水溫從上至下迅速遞增，遞增梯度可達4～7℃/m，水溫一般在58～80℃之間，水溫一般由熱源中心向邊緣遞減，單井涌水量為0.222 L/s。②隱伏于第四紀砂礫石下部的白堊系砂礫巖，含水層為花崗質(zhì)礫巖、石英巖為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，沿膠結(jié)物有溶洞分布，埋藏深度北部大于南部，覆蓋于花崗巖低洼處，中心最厚達50 m左右，較為致密，結(jié)構(gòu)均勻。水溫在70℃左右，單井涌水量為24.4 L/s。③隱伏的燕山期花崗巖裂隙承壓水，掩埋于砂礫石及花崗質(zhì)礫巖之下，位于受北東向區(qū)域深大斷裂控制的侏羅紀晚期花崗侵入巖中，該層為熱源儲熱層，并有巖脈和熱液蝕變作用，節(jié)理裂隙發(fā)育，尚有溶蝕現(xiàn)象。水溫一般在75℃左右，單井涌水量為40～56 L/s。

3.2 儲熱體分布規(guī)律

根據(jù)XW-1號地熱井資料分析，熊岳溫泉地區(qū)地下儲熱構(gòu)造分為控水潛水面70 m以上、70～ 250 m、250～500 m以下3個地熱水帶，50 m以上屬于變溫帶和常溫帶，起蓋層保溫作用；50～220 m為儲熱層，該層有一定量的冷水側(cè)向補給的熱水垂直循環(huán)帶，處于緩慢增溫狀態(tài)；220～500 m以下為地熱水的主要補給通道，水溫基本穩(wěn)定。

4 地熱田成因分析

4.1 物探測井

物探井方法作為地球物理勘探中一種常用的方法，不但可以較精確地了解地下不同深度的溫度值，還可以進一步發(fā)現(xiàn)不同深度中地溫梯度的空間變化規(guī)律，從而為分析研究地溫場的空間變化特征和相關(guān)地層巖性的導（隔）熱性狀提供重要信息。

從XW-1號地熱井的測溫曲線成果來看，溫度─埋深曲線的斜率從地面至深部有一定的變化，該井的地溫梯度值全部為正值，說明地層中熱量幾乎全部是來源于地球內(nèi)部，只有少數(shù)異常點為地下水的擾動所引起的。根據(jù)測溫曲線的斜率變化可以發(fā)現(xiàn)，位于熱儲層上部的亞粘土、砂礫石蓋層的地熱增溫梯度較大，0～70 m地層溫度在22～30℃，地熱增溫梯度為10.26℃/100 m，為地熱水的儲熱蓋層，溫度受第四系和下部儲熱層共同影響；70～250 m地層溫度在45～66℃，地熱增溫梯度為12.5℃/100 m，為地熱水的第一熱儲層，溫度在垂向上變化較快，且深度越深水溫變化幅度越快；250～286 m地層溫度在66～67℃，地熱增溫梯度為1℃/100 m，為地熱水的恒溫層，溫度變化緩慢；286～500 m地層溫度在90～99℃，地熱增溫梯度為4.22℃/100 m，為地熱水的第二熱儲層，溫度在垂向上深度越大水溫變化幅度越小。詳見表1XW-1號地熱井地層溫度數(shù)據(jù)表。

表1 XW-1號地熱井地層溫度數(shù)據(jù)表

4.2 地熱田成因分析

熊岳溫泉地區(qū)地熱田西側(cè)郯廬斷裂是一條深達上地幔的活動性大斷裂，在地質(zhì)歷史時期曾多次活動，并至今仍在活動。它控制著從元古代至古生代該斷裂東西兩膠、遼斷塊上的沉積建造、構(gòu)造變動和巖漿活動。巖漿所在的上地幔軟流圈局部熔融區(qū)源源不斷的供給沿深大斷裂上涌的巖漿、熱液，將深部熱源這接帶至地殼淺部或地表。斷裂帶內(nèi)，新生代以來巖漿侵入、噴發(fā)活動頻繁。在后期地質(zhì)變動中，形成大量褶皺，在緯向構(gòu)造帶的褶皺軸部，幾乎全部被不同期次的巖漿所占據(jù)，并隨之發(fā)育著北北東向、北北西向斷裂，沿斷裂脈巖頻繁侵入。由于埋藏較淺的上地幔高溫軟流圈的加熱作用，使得地殼中來自下部的傳導熱流份量增大。斷裂局部常常是水與巖漿活動的有利通道，可在一定范圍、一定程度上影響地溫狀況。地熱異常區(qū)出現(xiàn)的高地溫值，實質(zhì)上是受斷裂控制的一種表現(xiàn)，靠近主斷裂附近水溫高，遠離主斷裂水溫低，說明地下熱水沿斷裂運移是形成高溫地熱異常的重要因素。因此，地下熱水的形成和運移是受活動斷裂構(gòu)造控制的。

5 結(jié)語

通過對熊岳溫泉地熱水形成原因成因分析，基本掌握了熊岳溫泉地熱水賦存方式為潛水和裂隙溶洞承壓水兩種類型，第四系蓋層越厚賦存的地熱水水溫越高。明確了熊岳溫泉地區(qū)地熱田地下熱水的形成和運移是受活動斷裂構(gòu)造控制的。這對今后熊岳溫泉地熱源的可持續(xù)開發(fā)利用具有重要意義。

TV624 < class="emphasis_bold"> ［文獻標識碼］B

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1002—0624（2017）09—0053—03

2017-02-15