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地熱溫泉
陜西省眉縣湯峪地熱田地質特征
文章來源:地大熱能 發布作者: 發表時間:2021-11-10 11:29:38瀏覽次數:1977
地熱田內地層主要為第四系、中元古代寬坪巖群謝灣巖組和太白山片麻狀花崗巖巖體,分布如圖1所示。地熱田內,以F1斷層為邊界,其北主要為第四系出露,南邊為基巖區。第四系全新統覆蓋于山前湯峪河河床及一、二級河谷階地上。一級河谷階地呈帶狀分布于湯峪河兩側,由南向北逐漸拓寬,主要為沙、砂礫、少量卵石及亞砂土等。其兩側為湯峪河二級階地,呈帶狀分布,地表為更新統馬蘭組黃土,呈淡黃色其中夾有淺棕色古土壤層,后緣與秦嶺山前沖洪積扇相接。沖洪積扇呈扇形分布在河谷兩側,扇面向北傾斜,主要為砂礫石、砂土及亞砂土,磨圓差,分選性不好,上部也被更新統黃土覆蓋。F1斷層以南為秦嶺山地,大面積基巖出露,按巖性變化劃分為四個帶(圖1),從南到北巖性依次為:(1)中元古代寬坪群謝灣巖組變質帶:主要巖性以中細粒斜長角閃片麻巖為主,夾少量含黑云母斜長石英巖、白云母綠泥石鈉長石英片巖。(2)韌性剪切帶,巖性為糜棱巖化花崗巖;(3)侵入的片麻狀花崗巖體也就是前文所說的太白山巖體,受桃川脆韌性斷裂帶控制,在研究區內呈東西向巖墻狀產出,在湯峪河以東地下三百米處發生尖滅,是一個由西向東逐漸變薄的巖體,與北部的寬坪群呈侵入接觸關系。(4)中元古代寬坪群謝灣巖組混合巖化片麻巖,分布于湯峪河口兩側,東到鳳山東麓,西至東滑峪溝,基本以中細粒黑云母斜長角閃片麻巖為主,后期受混合巖化作用,使得片麻巖中的片理和斷裂裂隙變得封閉,大大降低了其透水和儲水功能,最終成為研究區內的阻水層。根據巖性的變化對比,我們將研究區內的韌性剪切帶和混合巖化片麻巖定為阻水巖帶。
地熱田構造。
本次工作中我們采用了α卡法以及激電測深法對地熱田內的構造進行查找和追蹤。其中α卡法儀器是FFA-2快速α數字閃爍輻射儀,激電測深設備為重慶奔騰地質儀器廠生產的WDJD-3多功能數字直流電激電儀。α卡法由東向西共布6條測線,每條測線從南段開始至北段結束,測線長度總計3440m。每條測線上30 m布設一個測點,共計布設了117個點。激電測深法共布線4條,由于受地形控制,測線長短不一,最長可達1120 m,最短560 m。測線長度共計2880 m,布設148個點。根據物探資料和前人的工作結果,我們發現地熱田內主要發育著近東西向的F1、F2、F6、F7號斷層,和近南北向的F3、F4、F5號兩組斷層,呈典型的“十字架”型構造格局(圖1)。
從圖中可見,F1斷層位于秦嶺山前,根據激電測深法測得的結果推知該斷層破碎帶寬38 ~ 50 m,斷層面北傾,傾角75 ~ 80 °。斷層上盤被第四系覆蓋,下盤為混合巖化角閃片麻巖,具有一側阻水,一側導水。
1.第四系全新統;2.第四系上更新統;3.斜長角閃片麻巖;4.混合巖化片麻巖;5.糜棱巖化花崗巖;6.片麻狀花崗巖;7.斷層;8.地熱井井號(溫度和深度);9.溫泉28 地 質 調 查 與 研 究第37卷的特性。F2斷層為低角度逆掩斷層,其下盤為片麻狀二長花崗巖,巖石中次生裂隙發育,但多被石英脈充填,上盤局部地段出現構造角礫巖,推斷為多期活動所產生。F6斷層,位于韌性剪切帶北側,激電解譯寬度為30 m。南為阻水帶,北為透水帶的邊界斷裂,是低角度壓扭性斷層。
根據區域資料分析,我們認為F1斷層即為組成秦嶺北麓斷裂帶中的一支,其南部F2、F6、F7斷層皆為北秦嶺山前斷裂帶的次生斷裂。F5、F4、F3三條斷層,地表、地貌證據不足,均為物、化探異常所證實。
其中F5、F4呈北西向,與區域上槐芽鎮斷裂平行,且均有汞、鉍化探異常分布,可能為與之同期的構造運動產物。
地熱田圈定。
我們采用淺層測溫方法對該區地熱田范圍進行圈定。同時結合當地地質情況及早期開采的熱水井地理位置,確定了地溫場范圍(圖2)。我們將等溫線為10 ℃,地溫梯度為10 ℃/hm作為地熱田的異常下限。從圖2上可發現,地熱場呈近橢圓形,東西向為長軸,與F2斷層近似平行。南北向為短軸,與F4斷層平行。F2和F3斷層相交處,是地熱田內溫度異常值最高地方。
根據王澤龍等人的研究觀點,地質構造對地溫場的分布存在影響,地熱異常區的延伸方向與斷裂線相平行,熱異常中心靠近主干斷裂,特別是有主干斷裂相伴生的斷裂時,其相匯部位更會成為熱能儲存運移的空間及通道,成為地熱異常的核心部位。從圖2上可看到F2斷層控制的2#、6#井井水溫度最高分別為70 ℃和73 ℃。 F6斷層控制的5#井井水溫度次之64 ℃,而F1斷層控制的1、3、4、7#井溫度最低,分別為57 ℃、49 ℃、41 ℃、58 ℃,其中7#、3#井在2008年汶川地震中受到影響,現在出水量和水溫大大降低,現已報廢,不再使用。據此推斷,地熱田內東西向F2、F6斷層為主要的導熱通道,當和南北向F3、F4斷層相匯時,其附近的熱水井的水溫和水量大大升高。由此說明其具有很好的導熱導水性,導通了深部熱源,使地下熱水在斷裂附近富集。湯峪地熱田內的構造對地熱田的溫度和水量有明顯控制作用。
同時我們還注意到,高溫井都出現在巖性較為致密的片麻巖和花崗巖中,而低溫井卻在第四系上。根據資料,我們知道除3#井之外,其他井的取水層段巖性均為寬坪群片麻巖。因此筆者推斷地熱田內熱水井井溫度高低不僅受構造作用影響,地表巖性對其影響也不可忽視。F1斷層控制的1#、3#、4#熱水井,分布在秦嶺山前沖洪積扇上,地表為松散的沖洪積物覆蓋,具有分選性差,磨圓度低等特點。空隙率、透水性也遠遠高于其南邊的變質巖和巖漿巖。
1.第四系全新統;2.第四系上更新統;3.斜長角閃片麻巖;4.混合巖化片麻巖;5.糜棱巖化花崗巖;6.片麻狀花崗巖;7.斷層;8.地熱田范圍;9.熱水井及井口溫度;10.等溫線(℃/100m)第1期 張鵬:眉縣湯峪地熱田地質特征與成因分析29這不免會出現發源于南邊秦嶺山內湯峪河中的冷水下滲的情況。下滲的冷水與地下熱水混合,使得整體水溫下降。而且F1斷層南面分布了混合巖化片麻巖,是研究區內的阻水層,不利于F2斷層中的熱水在水平方向上向F1斷層的運移和熱量的傳導。因此致使1、3、4井水溫明顯低于其他井。
熱儲層及其溫度估算。
湯峪地熱田屬于斷裂裂隙型地熱田,熱儲層為斷層破碎帶和裂隙發育帶, 呈帶狀分布。熱儲層地層巖性為片麻狀花崗巖和中元古代寬坪巖群謝灣組片(麻)巖等。其內部裂隙發育,富水及導水性能較好,當遠離這些斷裂裂隙帶時,則富水隔水性較差。
溫標公式如下:
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