內(nèi)蒙古自治區(qū)阿爾山地?zé)嵩?/h1>
2020-09-06 05:53:31吳潔侯曉敏
科學(xué)導(dǎo)報(bào)·學(xué)術(shù) 2020年77期
吳潔 侯曉敏
【摘 ?要】溫泉的形成與所在地區(qū)的自然環(huán)境具有較大關(guān)系，阿爾山溫泉是我國(guó)最具有代表性的幾個(gè)溫泉之一。本文在分析闡述內(nèi)蒙古自治區(qū)阿爾山溫泉自然地理、水文氣象、地貌環(huán)境、地層及區(qū)域構(gòu)造的基礎(chǔ)上，對(duì)阿爾山地?zé)釡厝男纬稍碚归_(kāi)分析，研究指出，阿爾山溫泉為一典型的斷裂構(gòu)造型帶狀熱水，該溫泉位于正斷層和逆斷層的交界處，該交界處隱伏潛火山巖和邊緣巖漿房的余熱會(huì)對(duì)地下水造成影響，地下水上升與第四紀(jì)孔隙潛水循環(huán)對(duì)流發(fā)生混合后，形成獨(dú)具特色的溫泉，期望該研究能為阿爾山溫泉區(qū)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用提供參考。
【關(guān)鍵詞】阿爾山溫泉;地?zé)豳Y源;自然環(huán)境;原理分析
阿爾山溫泉前來(lái)沐浴者絡(luò)繹不絕，水質(zhì)清澈、透明，微量元素豐富，對(duì)人體的心血、腦血、皮膚等頑疾均有療效，近年來(lái)，隨著旅游業(yè)的發(fā)展、開(kāi)發(fā)力度的增加，溫泉區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用已提到議事日程，但是多年來(lái)的利用方面取得了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，但是對(duì)地?zé)岬男纬杉捌渌牡刭|(zhì)構(gòu)造、形成條件、形成機(jī)理研究者甚少，本人經(jīng)過(guò)多方面的資料收集和實(shí)地考察論證，對(duì)阿爾山溫泉的形成機(jī)理提出了自己粗淺的認(rèn)識(shí)和看法。
一、阿爾山溫泉區(qū)自然環(huán)境概況
（一）自然地理
阿爾山西與蒙古國(guó)接壤，北與呼倫貝爾市新巴爾虎左旗、鄂溫克族自治旗毗鄰，東與扎蘭屯市的柴河鎮(zhèn)接壤，西部與蒙古國(guó)為鄰。阿爾山市屬興安盟管轄的縣級(jí)市，地域面積7408.7km2。
阿爾山地形東高西低，山區(qū)海拔高度大于1100m，河谷洼地海拔高度在800m左右，洼地內(nèi)有常年流水河流。植被覆蓋率東部、南部高于西部，且山地陰坡植被覆蓋率大于陽(yáng)坡，植被覆蓋率在65～85%[1]。樹(shù)種均為闊葉林，針葉林，大部為次生林，只有局部地段有原始林。河谷洼地內(nèi)林草茂盛，喜水植被發(fā)育，局部分布有沼澤濕地。
（二）水文氣象
工作區(qū)地處我國(guó)北疆高寒山區(qū)，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，并處于大陸型高山氣候區(qū)，具有夏季短暫、春秋相連、冬季漫長(zhǎng)而寒冷、冬夏寒暑懸殊、早晚溫差大獨(dú)特的四季氣候特征。年最高氣溫34.1℃（7月），年平均最高氣溫16.6℃;年最低氣溫-45.7℃（1月），年平均最低氣溫-25.6℃，年平均氣溫-3.1℃，每年9月20日至翌年5月10日為寒凍期。年降水量445.5mm，降水多集中在7、8月，積雪覆蓋期152.2天，全年蒸發(fā)量1010.7mm（見(jiàn)圖2-3）。年平均風(fēng)速2.7m/s，以西北風(fēng)和偏西風(fēng)為主。
（三）地貌特征
工作區(qū)位于大興安嶺中段，由于受地質(zhì)構(gòu)造、地層及地表水系的影響和控制，可將工作區(qū)按地貌成因類(lèi)型分為構(gòu)造剝蝕地形和剝蝕堆積地形兩大類(lèi)，按地貌形態(tài)類(lèi)型分為中低山和河谷洼地二個(gè)形態(tài)類(lèi)型[2]。
1、中低山
分布在各河谷洼地兩側(cè)，山脈走向同河谷洼地走向一致，呈北西—南東向或近東西向，中低山海拔高程在1294～1060m之間，相對(duì)高差134m，最高點(diǎn)位于阿爾山市東北處中低山，海拔高程1294.2m。山頂多呈渾圓狀、長(zhǎng)脊?fàn)?，山體坡度多在20°～30°之間，局部坡度可達(dá)40°。總體地形東南高，西北低。山體巖性為侏羅系火山碎屑巖類(lèi)和燕山期花崗巖類(lèi)，局部發(fā)育有志留系變質(zhì)巖類(lèi)和泥盆系火山碎屑巖類(lèi)，在侏羅系地層中發(fā)育有花崗巖巖脈。山體無(wú)基巖出露，局部人為開(kāi)挖坡面后有基巖出露可見(jiàn)基巖風(fēng)化裂隙較發(fā)育。山體表面多被森林植被覆蓋，山體陽(yáng)坡森林植被覆蓋率低于陰坡，植被種類(lèi)多為落葉松，局部有樺樹(shù)林。
2、河谷洼地
分布在中低山山間，較大的河谷洼地分別是哈拉哈河河谷洼地、阿爾山河谷洼地、銀江溝河谷洼地，其他均為小型河谷洼地。河谷洼地海拔高程約863～1050m。主溝洼地呈“U”型，支溝溝谷呈“V”型。
（四）地層
地層主要有古生界奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系;中生界侏羅系;新生界第三系、第四系[3]。
（五）區(qū)域構(gòu)造
區(qū)域上巖漿活動(dòng)非常強(qiáng)烈，晚加里東末期為閃長(zhǎng)巖侵入;早華力西期為基性、超基性巖漿侵入;中華力西期主要表現(xiàn)為大量的花崗巖漿侵入;燕山期主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的火山活動(dòng)和花崗巖漿、偏堿性巖漿的侵入;喜山期沿北東向斷裂有玄武巖巖漿的噴溢活動(dòng)。復(fù)背斜主構(gòu)造線(xiàn)方向?yàn)楸睎|向，構(gòu)造變動(dòng)表現(xiàn)為強(qiáng)烈的褶皺變形和斷裂作用。構(gòu)造變動(dòng)可分為晚加里東期、早華力西期和燕山期、喜山期，其中褶皺作用以早華力西期最為強(qiáng)烈，而斷裂活動(dòng)燕山期最為活躍。
斷裂構(gòu)造以北東向—北北東向?yàn)橹?，北西向、近東西向次之。中生代表現(xiàn)為早期基底斷裂發(fā)生繼承性活動(dòng)及形成晚侏羅世北北東向斷裂構(gòu)造;新生界主要表現(xiàn)為前新生代斷裂的復(fù)活。斷裂構(gòu)造形成于古生代—中生代，寬度一般數(shù)十公里，小者幾百米至數(shù)公里，其中北東向（包括北東東向）斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線(xiàn);而部分北西向斷裂是主要構(gòu)造的次生斷裂構(gòu)造。阿爾山附近、金江溝一帶地?zé)岙惓^(qū)均受新生代發(fā)育起來(lái)的大興安嶺中部棋盤(pán)格式基底斷裂構(gòu)造控制，溫泉出露位于張扭性斷層和壓扭性斷層交叉部位，張扭性斷層為儲(chǔ)水構(gòu)造，壓扭性斷層為隔水構(gòu)造。
另外，阿爾山地區(qū)是自治區(qū)火山活動(dòng)較強(qiáng)烈地區(qū)，火山口展布方向?yàn)楸睎|—南西向，火山活動(dòng)帶走向同區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)走向大體一致，為此可以斷定區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造與火山活動(dòng)密切相關(guān)，沿構(gòu)造線(xiàn)兩側(cè)次生斷裂較發(fā)育，次生斷裂走向多為北西—南東向。
二、阿爾山溫泉區(qū)地?zé)豳Y源形成原理
阿爾山上侏羅系復(fù)活破火山口的中部，由上侏羅統(tǒng)寶石組酸性碎屑巖、熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、黑曜巖、流紋巖組成。破火山口周?chē)森h(huán)狀斷裂和環(huán)狀脈巖（閃長(zhǎng)玢巖）所限定，并發(fā)育有放射狀脈巖，平行脈巖，其內(nèi)有數(shù)個(gè)噴發(fā)中心，有發(fā)育在環(huán)狀斷裂上的火山頂，也有發(fā)生在破火山口內(nèi)部的圓形火山錐、熔巖鐘，其中與阿爾山溫泉有成因聯(lián)系者，是由熔結(jié)凝灰?guī)r、熔結(jié)角礫巖、黑曜巖、松脂巖組成的東西向裂隙式復(fù)活火山口和沿新華夏系北北東向主壓性結(jié)構(gòu)面侵入噴發(fā)的裂隙式火山管道，此外在破火山口中央，由于后期破火山口的塌陷，形成阿爾山地塹，兩側(cè)為走向345°的張扭性斷層。阿爾山溫泉正好位于張扭性斷層與北北東向裂隙式火山管道交叉部位。阿爾山破火山口經(jīng)歷了早期噴發(fā)，破火山口的塌陷，破火山口復(fù)活，環(huán)狀斷裂的火山活動(dòng)和脈巖侵入等階段，溫泉是火山活動(dòng)的休眠階段的產(chǎn)物。
阿爾山溫泉附近地質(zhì)構(gòu)造為阿爾山地塹，呈北西—南東向，在垂直阿爾山地塹發(fā)育有北北東向裂隙式火山管道，有向斜式儲(chǔ)水承壓構(gòu)造。大氣降水及地表水，沿阿爾山河谷洼地邊緣，張性斷裂和破火山環(huán)狀斷裂滲透、運(yùn)移、匯集于北北西向張扭性斷裂，繼續(xù)向北徑流，在徑流過(guò)程由地下水受到隱伏潛火山巖和邊緣巖漿房的余熱使水溫增高，當(dāng)遇到北北東向壓扭性斷裂“隔水墻”時(shí)，地下水由于受阻，在靜水壓力作用下，迫使原北流之地下水，沿該隔水墻上升，循環(huán)對(duì)流，在近地表處與第四紀(jì)孔隙潛水發(fā)生混合，形成具有不同溫度和成分的冷、熱礦泉。
阿爾山河西河岸與中低山接觸地帶，斷裂走向近南北向，長(zhǎng)度約5km，同區(qū)域構(gòu)造阿爾山地塹位置基本相符。經(jīng)過(guò)對(duì)阿爾山西部地塹物探工作的分析，有近南北向斷裂分布，在阿爾山地塹西側(cè)起阻水和阻熱作用，而阿爾山地塹東側(cè)斷裂則是張性斷裂，在阿爾山地塹東側(cè)起導(dǎo)熱和導(dǎo)水作用。
三、結(jié)論
豐富的地?zé)豳Y源是地?zé)釡厝纬傻幕A(chǔ)，而地?zé)豳Y源的形成與本地區(qū)自然地理、水文氣象、地貌環(huán)境、地層及區(qū)域構(gòu)造等因素具有較大關(guān)系。目前，尋找斷裂構(gòu)造地?zé)崴纳畈康責(zé)嵊写M(jìn)一步研究，本文經(jīng)過(guò)資料的收集和研究，指出阿爾山溫泉為一典型的斷裂構(gòu)造型帶狀熱水，其帶狀構(gòu)造熱水有別于其他省區(qū)斷裂構(gòu)造熱水，即阿爾山溫泉區(qū)溫泉主要是在正斷層和逆斷層的交界處，受隱伏潛火山巖和邊緣巖漿房的余熱影響，地下水水溫增高，并且在靜壓水作用下，該區(qū)域北流地下水該隔水墻上升，在近地表處與第四紀(jì)孔隙潛水發(fā)生混合，進(jìn)而循環(huán)對(duì)流形成溫泉。
參考文獻(xiàn)：
[1]金榮，烏恩圖，白雪瑩.阿爾山森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估探究[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2019，42（5）：72-75，27.
[2]劉志龍，胡志明，邵炳松，等.研究綜合物探方法在尋找地?zé)釡厝械膽?yīng)用[J].有色金屬設(shè)計(jì)，2019，46（2）：103-104
[3]白云，其日嘎.氡溫泉與阿爾山療法結(jié)合的探討[J].中國(guó)民族醫(yī)藥雜志，2018，24（8）：48-50.
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吳潔 侯曉敏
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【關(guān)鍵詞】阿爾山溫泉;地?zé)豳Y源;自然環(huán)境;原理分析
阿爾山溫泉前來(lái)沐浴者絡(luò)繹不絕，水質(zhì)清澈、透明，微量元素豐富，對(duì)人體的心血、腦血、皮膚等頑疾均有療效，近年來(lái)，隨著旅游業(yè)的發(fā)展、開(kāi)發(fā)力度的增加，溫泉區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用已提到議事日程，但是多年來(lái)的利用方面取得了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，但是對(duì)地?zé)岬男纬杉捌渌牡刭|(zhì)構(gòu)造、形成條件、形成機(jī)理研究者甚少，本人經(jīng)過(guò)多方面的資料收集和實(shí)地考察論證，對(duì)阿爾山溫泉的形成機(jī)理提出了自己粗淺的認(rèn)識(shí)和看法。
一、阿爾山溫泉區(qū)自然環(huán)境概況
（一）自然地理
阿爾山西與蒙古國(guó)接壤，北與呼倫貝爾市新巴爾虎左旗、鄂溫克族自治旗毗鄰，東與扎蘭屯市的柴河鎮(zhèn)接壤，西部與蒙古國(guó)為鄰。阿爾山市屬興安盟管轄的縣級(jí)市，地域面積7408.7km2。
阿爾山地形東高西低，山區(qū)海拔高度大于1100m，河谷洼地海拔高度在800m左右，洼地內(nèi)有常年流水河流。植被覆蓋率東部、南部高于西部，且山地陰坡植被覆蓋率大于陽(yáng)坡，植被覆蓋率在65～85%[1]。樹(shù)種均為闊葉林，針葉林，大部為次生林，只有局部地段有原始林。河谷洼地內(nèi)林草茂盛，喜水植被發(fā)育，局部分布有沼澤濕地。
（二）水文氣象
工作區(qū)地處我國(guó)北疆高寒山區(qū)，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，并處于大陸型高山氣候區(qū)，具有夏季短暫、春秋相連、冬季漫長(zhǎng)而寒冷、冬夏寒暑懸殊、早晚溫差大獨(dú)特的四季氣候特征。年最高氣溫34.1℃（7月），年平均最高氣溫16.6℃;年最低氣溫-45.7℃（1月），年平均最低氣溫-25.6℃，年平均氣溫-3.1℃，每年9月20日至翌年5月10日為寒凍期。年降水量445.5mm，降水多集中在7、8月，積雪覆蓋期152.2天，全年蒸發(fā)量1010.7mm（見(jiàn)圖2-3）。年平均風(fēng)速2.7m/s，以西北風(fēng)和偏西風(fēng)為主。
（三）地貌特征
工作區(qū)位于大興安嶺中段，由于受地質(zhì)構(gòu)造、地層及地表水系的影響和控制，可將工作區(qū)按地貌成因類(lèi)型分為構(gòu)造剝蝕地形和剝蝕堆積地形兩大類(lèi)，按地貌形態(tài)類(lèi)型分為中低山和河谷洼地二個(gè)形態(tài)類(lèi)型[2]。
1、中低山
分布在各河谷洼地兩側(cè)，山脈走向同河谷洼地走向一致，呈北西—南東向或近東西向，中低山海拔高程在1294～1060m之間，相對(duì)高差134m，最高點(diǎn)位于阿爾山市東北處中低山，海拔高程1294.2m。山頂多呈渾圓狀、長(zhǎng)脊?fàn)?，山體坡度多在20°～30°之間，局部坡度可達(dá)40°。總體地形東南高，西北低。山體巖性為侏羅系火山碎屑巖類(lèi)和燕山期花崗巖類(lèi)，局部發(fā)育有志留系變質(zhì)巖類(lèi)和泥盆系火山碎屑巖類(lèi)，在侏羅系地層中發(fā)育有花崗巖巖脈。山體無(wú)基巖出露，局部人為開(kāi)挖坡面后有基巖出露可見(jiàn)基巖風(fēng)化裂隙較發(fā)育。山體表面多被森林植被覆蓋，山體陽(yáng)坡森林植被覆蓋率低于陰坡，植被種類(lèi)多為落葉松，局部有樺樹(shù)林。
2、河谷洼地
分布在中低山山間，較大的河谷洼地分別是哈拉哈河河谷洼地、阿爾山河谷洼地、銀江溝河谷洼地，其他均為小型河谷洼地。河谷洼地海拔高程約863～1050m。主溝洼地呈“U”型，支溝溝谷呈“V”型。
（四）地層
地層主要有古生界奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系;中生界侏羅系;新生界第三系、第四系[3]。
（五）區(qū)域構(gòu)造
區(qū)域上巖漿活動(dòng)非常強(qiáng)烈，晚加里東末期為閃長(zhǎng)巖侵入;早華力西期為基性、超基性巖漿侵入;中華力西期主要表現(xiàn)為大量的花崗巖漿侵入;燕山期主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的火山活動(dòng)和花崗巖漿、偏堿性巖漿的侵入;喜山期沿北東向斷裂有玄武巖巖漿的噴溢活動(dòng)。復(fù)背斜主構(gòu)造線(xiàn)方向?yàn)楸睎|向，構(gòu)造變動(dòng)表現(xiàn)為強(qiáng)烈的褶皺變形和斷裂作用。構(gòu)造變動(dòng)可分為晚加里東期、早華力西期和燕山期、喜山期，其中褶皺作用以早華力西期最為強(qiáng)烈，而斷裂活動(dòng)燕山期最為活躍。
斷裂構(gòu)造以北東向—北北東向?yàn)橹?，北西向、近東西向次之。中生代表現(xiàn)為早期基底斷裂發(fā)生繼承性活動(dòng)及形成晚侏羅世北北東向斷裂構(gòu)造;新生界主要表現(xiàn)為前新生代斷裂的復(fù)活。斷裂構(gòu)造形成于古生代—中生代，寬度一般數(shù)十公里，小者幾百米至數(shù)公里，其中北東向（包括北東東向）斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線(xiàn);而部分北西向斷裂是主要構(gòu)造的次生斷裂構(gòu)造。阿爾山附近、金江溝一帶地?zé)岙惓^(qū)均受新生代發(fā)育起來(lái)的大興安嶺中部棋盤(pán)格式基底斷裂構(gòu)造控制，溫泉出露位于張扭性斷層和壓扭性斷層交叉部位，張扭性斷層為儲(chǔ)水構(gòu)造，壓扭性斷層為隔水構(gòu)造。
另外，阿爾山地區(qū)是自治區(qū)火山活動(dòng)較強(qiáng)烈地區(qū)，火山口展布方向?yàn)楸睎|—南西向，火山活動(dòng)帶走向同區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)走向大體一致，為此可以斷定區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造與火山活動(dòng)密切相關(guān)，沿構(gòu)造線(xiàn)兩側(cè)次生斷裂較發(fā)育，次生斷裂走向多為北西—南東向。
二、阿爾山溫泉區(qū)地?zé)豳Y源形成原理
阿爾山上侏羅系復(fù)活破火山口的中部，由上侏羅統(tǒng)寶石組酸性碎屑巖、熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、黑曜巖、流紋巖組成。破火山口周?chē)森h(huán)狀斷裂和環(huán)狀脈巖（閃長(zhǎng)玢巖）所限定，并發(fā)育有放射狀脈巖，平行脈巖，其內(nèi)有數(shù)個(gè)噴發(fā)中心，有發(fā)育在環(huán)狀斷裂上的火山頂，也有發(fā)生在破火山口內(nèi)部的圓形火山錐、熔巖鐘，其中與阿爾山溫泉有成因聯(lián)系者，是由熔結(jié)凝灰?guī)r、熔結(jié)角礫巖、黑曜巖、松脂巖組成的東西向裂隙式復(fù)活火山口和沿新華夏系北北東向主壓性結(jié)構(gòu)面侵入噴發(fā)的裂隙式火山管道，此外在破火山口中央，由于后期破火山口的塌陷，形成阿爾山地塹，兩側(cè)為走向345°的張扭性斷層。阿爾山溫泉正好位于張扭性斷層與北北東向裂隙式火山管道交叉部位。阿爾山破火山口經(jīng)歷了早期噴發(fā)，破火山口的塌陷，破火山口復(fù)活，環(huán)狀斷裂的火山活動(dòng)和脈巖侵入等階段，溫泉是火山活動(dòng)的休眠階段的產(chǎn)物。
阿爾山溫泉附近地質(zhì)構(gòu)造為阿爾山地塹，呈北西—南東向，在垂直阿爾山地塹發(fā)育有北北東向裂隙式火山管道，有向斜式儲(chǔ)水承壓構(gòu)造。大氣降水及地表水，沿阿爾山河谷洼地邊緣，張性斷裂和破火山環(huán)狀斷裂滲透、運(yùn)移、匯集于北北西向張扭性斷裂，繼續(xù)向北徑流，在徑流過(guò)程由地下水受到隱伏潛火山巖和邊緣巖漿房的余熱使水溫增高，當(dāng)遇到北北東向壓扭性斷裂“隔水墻”時(shí)，地下水由于受阻，在靜水壓力作用下，迫使原北流之地下水，沿該隔水墻上升，循環(huán)對(duì)流，在近地表處與第四紀(jì)孔隙潛水發(fā)生混合，形成具有不同溫度和成分的冷、熱礦泉。
阿爾山河西河岸與中低山接觸地帶，斷裂走向近南北向，長(zhǎng)度約5km，同區(qū)域構(gòu)造阿爾山地塹位置基本相符。經(jīng)過(guò)對(duì)阿爾山西部地塹物探工作的分析，有近南北向斷裂分布，在阿爾山地塹西側(cè)起阻水和阻熱作用，而阿爾山地塹東側(cè)斷裂則是張性斷裂，在阿爾山地塹東側(cè)起導(dǎo)熱和導(dǎo)水作用。
三、結(jié)論
豐富的地?zé)豳Y源是地?zé)釡厝纬傻幕A(chǔ)，而地?zé)豳Y源的形成與本地區(qū)自然地理、水文氣象、地貌環(huán)境、地層及區(qū)域構(gòu)造等因素具有較大關(guān)系。目前，尋找斷裂構(gòu)造地?zé)崴纳畈康責(zé)嵊写M(jìn)一步研究，本文經(jīng)過(guò)資料的收集和研究，指出阿爾山溫泉為一典型的斷裂構(gòu)造型帶狀熱水，其帶狀構(gòu)造熱水有別于其他省區(qū)斷裂構(gòu)造熱水，即阿爾山溫泉區(qū)溫泉主要是在正斷層和逆斷層的交界處，受隱伏潛火山巖和邊緣巖漿房的余熱影響，地下水水溫增高，并且在靜壓水作用下，該區(qū)域北流地下水該隔水墻上升，在近地表處與第四紀(jì)孔隙潛水發(fā)生混合，進(jìn)而循環(huán)對(duì)流形成溫泉。
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