興城地熱田成因分析

■焦文燕（遼寧工程勘察設(shè)計院遼寧錦州121000）

興城地熱田成因分析

■焦文燕
（遼寧工程勘察設(shè)計院遼寧錦州121000）

興城地熱田位于遼寧省葫蘆島市興城濱海地帶。通過在興城地熱田區(qū)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察及地熱地質(zhì)普查等工作，基本查明了興城地熱田地層巖性；溫泉出露條件；熱儲埋藏條件；儲、導(dǎo)熱構(gòu)造位置、產(chǎn)狀、規(guī)模等。興城地熱田地下熱水豐富，主要用于洗浴、醫(yī)療、采暖等。

地熱田 構(gòu)造 熱儲

1　引言

興城地熱田出露面積323600m2。以興城3眼開采熱水井，主要用于洗浴、醫(yī)療，但開采規(guī)模較小。通過地面地溫場、水化學(xué)場調(diào)查，并采用聲頻大地電磁測深（EH4）及可控源音頻大地電磁測深（CMAST）等物探方法，基本查明了興城地熱田范圍；地層巖性；熱儲條件；儲、導(dǎo)熱構(gòu)造位置、產(chǎn)狀、規(guī)模等。為擴大開采地下熱水資源提供充足有利的依據(jù)。

2　地熱田成因分析

興城地熱田位于綏中凸起斷裂地熱成礦帶，大地構(gòu)造單元為中朝準地臺燕山臺褶帶之綏中凸起帶內(nèi)，凸起內(nèi)發(fā)育有西平坡—錦西、要路溝—錦西和明水大型壓性—壓剪性殼斷裂。在其影響和控制下，發(fā)育的次級斷層具有導(dǎo)熱、儲熱性質(zhì)。由物探資料可知，本區(qū)發(fā)育六條次一級構(gòu)造，并對熱水起著控制作用，因此本區(qū)地熱屬構(gòu)造對流型。

2.1構(gòu)造裂隙熱水成因

興城溫泉區(qū)位于要路溝～錦西，西平坡～錦西斷裂交匯處。受其影響本區(qū)發(fā)育六條次一級構(gòu)造：F1斷裂位于興城地熱田西部邊緣，隱伏于第四系松散堆積物之下，斷裂走向35°，傾向北西，傾角70～75°。斷裂上下盤巖性為太古代混合花崗巖，斷裂帶及構(gòu)造影響帶寬約130～160m，最大深度延深至500～600m，巖石破碎，裂隙發(fā)育，為地下熱水提供了充足的存儲空間。F2、F3斷裂近平行，構(gòu)成熱區(qū)熱泉出露的較大構(gòu)造破碎帶。斷裂帶寬約175～250m，出露長約450～750m。F2斷裂走向40°，傾向北西，傾角65～80°，斷裂切割深度大，可達600m左右。F3斷裂走向45°，傾向北西，傾角85°，斷裂切割深度大，可達800m左右，斷裂帶寬約100～160m。在F3和F2斷裂之間發(fā)育北西向F5、F6斷裂，受其影響，F(xiàn)3斷裂帶內(nèi)巖石破碎更加嚴重，裂隙發(fā)育，富水性好。溫泉出露點均沿該斷裂帶分布，現(xiàn)有開采熱水井均位于該斷裂帶內(nèi)。F4斷裂位于興城地熱田東部邊緣，隱伏于第四系松散堆積物之下，斷裂上下盤巖性由太古代混合花崗巖組成，斷裂帶及影響帶寬約80m左右，斷裂切割深度大，可達800m左右，由低阻異常判斷其富水性較好。根據(jù)其水化學(xué)和地表水溫異常判斷其可能是較好的儲熱構(gòu)造。

熱異常的主要原因是地殼深部上地幔熱和放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱的作用，這兩種熱即是本區(qū)地下熱水的熱源。根據(jù)前人資料推測熱儲深度在5km或更深。說明熱源在中深部。區(qū)內(nèi)地下熱水成因?qū)儆谶h補給，斷裂深循環(huán)型。大氣降水從北部基巖丘陵區(qū)通過緯向斷裂構(gòu)造及裂隙下滲至深部與新華夏系斷裂的交匯處，在沿途吸收深部放射性熱及地幔熱，逐漸增溫，體積膨脹。在深部熱力及圍巖壓力的驅(qū)動下，沿導(dǎo)熱構(gòu)造或裂隙向上運移至儲熱構(gòu)造中，在儲熱構(gòu)造中聚集。在聚集過程中，熱水壓力逐漸增大，活動性增強，在適當?shù)牟课淮┩干w層補給第四系孔隙熱水。

2.2風化裂隙次生熱水成因

混合花崗巖風化裂隙次生熱水掩埋于第四系之下，呈層狀分布，厚度一般為50～80m，分布范圍比構(gòu)造裂隙熱水范圍稍大，為次生熱水，其熱源主要是構(gòu)造裂隙熱水的熱傳導(dǎo)及部分熱對流產(chǎn)生的。水溫由熱區(qū)中心向外逐漸降低。

2.3第四系孔隙次生熱水成因

第四系孔隙次生熱水化學(xué)組分含量與基巖裂隙次生熱水相似，水動態(tài)顯示受氣象影響，其分布位置和范圍也一致。水化學(xué)、地溫場、水位均有由中心向外漸變?yōu)榕c地下冷水一致的特點。抽水試驗證明孔隙次生熱水與構(gòu)造裂隙熱水有一定水力聯(lián)系，因此，第四系孔隙次生熱水的熱源主要是構(gòu)造裂隙熱水通過蓋層的熱傳導(dǎo)及部分熱對流產(chǎn)生的。在構(gòu)造熱水、孔隙熱水不斷得到補給的同時，受圍巖及周圍冷水體的擠壓作用，熱水壓力逐漸增大，活動性增強，在適當?shù)牟课淮┩干w層補給第四系孔隙熱水。熱水便在適當位置以泉群的形式排泄于地表或以地下逕流形式排向冷水，并與其混合，在下游地段隨冷水而去。

根據(jù)基巖裂隙次生熱水活動跡象和特征，熱水形成晚于儲熱構(gòu)造，而儲熱構(gòu)造為喜山期產(chǎn)物，其蓋層屬中、更新世熱水活動的產(chǎn)物，結(jié)合新構(gòu)造運動推斷，本區(qū)基巖裂隙次生熱水形成于早更新世。

3　結(jié)論

斷裂影響帶為布設(shè)開采熱水井的有利位置。目前，已開采的熱水井均位于斷裂影響帶內(nèi)，且單井涌水量均大于2000m3/d，水溫大于60℃。興城地熱田共發(fā)現(xiàn)儲、導(dǎo)熱構(gòu)造6條，其斷裂影響帶均可作為布設(shè)熱水井的有利位置。采用EH4、CMAST等物探方法，確定最佳井位及井深，可得到預(yù)計的水量及水溫。

[1]遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志 [M].北京:地質(zhì)出版社，1989年.

[2]王恩榮，焦文燕.遼寧省葫蘆島市興城溫泉地熱普查報告 [R].錦州：遼寧省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，2011年.

P62[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～79～1