李劍楠 LI Jian-nan

（河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)（河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局航空測(cè)量技木應(yīng)用研究中心），石家莊 050000）

0 引言

河北省處于華北平原北部，經(jīng)漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史的構(gòu)造演化，在全省范圍內(nèi)，尤其是平原區(qū)蘊(yùn)藏著較豐富的地?zé)豳Y源，地?zé)崽锓植紡V泛，資源量豐富且埋藏較淺，開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源具有廣闊的前景。通過(guò)多年地?zé)峥辈榕c評(píng)價(jià)，已經(jīng)積累了較豐富成果資料，但涉及本工作區(qū)山前地帶的地?zé)岬刭|(zhì)研究資料成果甚少，對(duì)本區(qū)的地?zé)岬刭|(zhì)評(píng)價(jià)研究程度較低。本次通過(guò)系統(tǒng)的收集以往工作資料，對(duì)軍都山巖漿巖帶地?zé)岬刭|(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，對(duì)該地區(qū)地?zé)豳Y源潛力進(jìn)行評(píng)估。

1 工作區(qū)概況

軍都山巖漿巖帶位于河北省中部，行政隸屬于保定和石家莊市。地理位置處于太行山北部東麓，冀中平原西部（圖1）。軍都山巖漿巖帶東部地勢(shì)平坦，海拔多在20-50m。地勢(shì)由西北向東南傾斜，地面坡降一般小于1‰，西部屬丘陵或低山區(qū)，地勢(shì)西高東低，海拔多在100-500m 之間。

本區(qū)交通便利，鐵路干線有京廣鐵路。公路交通發(fā)達(dá)，主要干線有張石、京石、石太、石黃、保倉(cāng)高速公路及國(guó)道107、307、省道S232、S335 等。

圖1 工作區(qū)所在構(gòu)造單元位置示意圖

2 地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用概況

研究區(qū)內(nèi)已有地?zé)峋⒉欢啵瑑H在滿城區(qū)市頭村發(fā)現(xiàn)一眼新完工地?zé)峋?，井?006m，成井段1091-3006m，井口水溫為35℃。熱儲(chǔ)層為霧迷山組白云巖，屬層熱儲(chǔ)，未開(kāi)采利用。徐水郎五村地?zé)峋`屬河北大午集團(tuán)）分布在調(diào)查區(qū)東北邊界外2.6km。成井深度3003m，成井段1360-3003m，井口水溫48.7℃，熱儲(chǔ)層位為霧迷山組白云巖，屬層狀熱儲(chǔ)。由河北大午集團(tuán)開(kāi)發(fā)，用于理療、洗浴。研究南部地層巖性以片麻巖為主，在構(gòu)造裂隙發(fā)育的有利區(qū)段可形成帶狀熱儲(chǔ)，在勘查區(qū)西南邊界外20km 有平山縣溫塘鎮(zhèn)地?zé)崽铮陂_(kāi)發(fā)利用，用于取暖、理療、洗浴。水溫45-73℃，PH 值7.7-8.4，為CL.SO4 型水，總開(kāi)采量2500m3/d。

3 地球物理特征

3.1 重力場(chǎng)特征

《河北省巖石密度測(cè)定結(jié)果》表明，新生界地層與其下伏中生界、古生界、元古界、太古界地層之間存在一明顯的密度界面，其密度差值為0.36-0.55g/cm3，這一差值足以引起可分辨的重力異常，這是重力勘探解釋推斷基巖埋深及斷裂構(gòu)造位置的依據(jù)。

區(qū)內(nèi)布格重力異常等值線走向?yàn)楸睎|向，與總體構(gòu)造方向一致。山區(qū)與平原交界處顯示了明顯的重力異常梯級(jí)帶，這是斷裂的顯著標(biāo)志。重力低的一側(cè)反映上地幔凹陷，地殼增厚；重力高的一側(cè)反映上地幔隆起，地殼減薄。

區(qū)域重力異常反映了軍都山構(gòu)造巖漿巖帶之東帶基底隆起的構(gòu)造特征，重力高異常在東南、西北邊界梯級(jí)帶明顯，分別反映了康氏面和莫氏面的陡變帶和定興—石家莊深斷裂特征。中部的下河—磚路一帶重力高異常出現(xiàn)明顯中斷，南部的靈壽—曲陽(yáng)橋一帶出現(xiàn)明顯收斂，表明可能有垂直于異常走向的基底構(gòu)造。區(qū)內(nèi)剩余重力異常反映在東北部滿城—淶水一帶為高異常，呈閉合橢圓形，顯示出有一局部的基巖凸起。在淶水縣城一帶重力高異常帶向東扭曲轉(zhuǎn)向，推測(cè)由基底構(gòu)造活動(dòng)引起。

3.2 磁場(chǎng)特征

新生界到中上元古界沉積巖的磁性一般都較弱，區(qū)域性磁場(chǎng)由古老結(jié)晶基底—下元古界和太古界變質(zhì)巖系引起。而發(fā)育在區(qū)域磁場(chǎng)背景上的局部正異常為基底局部凸起、侵入巖體和蓋層中磁性?shī)A層或地質(zhì)構(gòu)造的反應(yīng)。

區(qū)內(nèi)北部高碑店—淶水一帶因受閃長(zhǎng)巖體高磁性的影響，磁場(chǎng)較高，在-500～1305nT，是典型的中酸性巖體磁場(chǎng)特征。中南部順平—新樂(lè)一帶，因受太古界片麻巖、變粒巖、淺粒巖的磁性影響，在正異常北部伴有負(fù)異常，一般為-100～200nT，并有較大的梯度變化，是典型變質(zhì)巖磁場(chǎng)特征，反映了區(qū)內(nèi)密集交錯(cuò)的三級(jí)斷裂構(gòu)造（見(jiàn)圖2）。總之，本區(qū)重力場(chǎng)、磁場(chǎng)的分布特征和斷凸、斷凹的分布相對(duì)應(yīng)，互為驗(yàn)證。

圖2 工作區(qū)航磁等值線圖

3.3 電阻率特征

根據(jù)河北省地球物理勘查院1990-2000年《河北省區(qū)域巖石物性調(diào)查成果報(bào)告》和本次實(shí)測(cè)的主要巖性電阻率參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，工作區(qū)主要地層（巖石）電阻率差異較大。測(cè)量結(jié)果顯示新近系-白堊系礫巖和奧陶系-寒武系頁(yè)巖、砂巖等電阻率值相對(duì)偏低；青白口系、薊縣系、長(zhǎng)城系灰?guī)r、白云巖電阻率值相對(duì)偏高，下元古界片麻巖電阻率值最高且較為穩(wěn)定，但隨不同環(huán)境影響（如溶蝕、裂隙等）電阻率會(huì)發(fā)生較大差異變化。

4 地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

4.1 地溫場(chǎng)特征

研究區(qū)西部的山前及丘陵地帶由于冷水的滲透補(bǔ)給，地溫較低，地溫梯度值多小于2℃/100m，與區(qū)域地溫場(chǎng)基本吻合。向東過(guò)渡為平原區(qū)，地溫梯度2-3℃/100m，并隨新生界覆蓋層厚度變化和基巖面起伏變化，地溫梯度呈現(xiàn)規(guī)律性變化。根據(jù)本區(qū)地形地貌條件的差異，將勘查區(qū)分為低山丘陵區(qū)和山前平原區(qū)，分述如下：

4.1.1 低山丘陵區(qū)地溫場(chǎng)

該區(qū)南部包括曲陽(yáng)縣城至靈壽縣西部區(qū)域，北部大致以京昆高速為界的西部地區(qū)。包括保定市西部、西北部、石家莊西北部低山丘陵區(qū)，南北向長(zhǎng)約162km，東西向?qū)捈s12km，總面積約1932km2。出露地層主要為太古界片麻巖，次為薊縣系白云巖，少量為寒武系下統(tǒng)碳酸巖或?yàn)殚L(zhǎng)城系高于莊組白云巖。

本區(qū)收集井泉點(diǎn)592 個(gè)數(shù)據(jù)，井口水溫一般在14.5-16.8℃之間，大于17.5℃溫度點(diǎn)有28 個(gè)，全區(qū)平均溫度15.7℃，利用段一般在20-190m 區(qū)間，最高點(diǎn)出現(xiàn)在曲陽(yáng)縣石海子村Qy-18 點(diǎn)，井深306m，利用段為70-300m，巖性為太古界片麻巖，井口水溫19.4℃，該區(qū)地溫梯度＜2℃/100m。高溫點(diǎn)多分布在深大斷裂和其伴生的次級(jí)構(gòu)造附近，與之關(guān)系密切，溫度異常水多以單井形式釋放，分布規(guī)律性不強(qiáng)。

2018年10月煤田地質(zhì)四隊(duì)在滿城區(qū)市頭村完工1 眼地?zé)峋?，井?006m。成井段1091-3006m，井口水溫為35℃，地溫梯度1.16℃/100m。熱儲(chǔ)層為霧迷山組白云巖，出水段1666-2081m，有效含水層厚度70m，屬裂隙巖溶熱儲(chǔ)。

在工作區(qū)西南部有溫塘地?zé)崽?，是受斷裂?gòu)造控制的中低溫對(duì)流型裂隙熱儲(chǔ)，熱儲(chǔ)層為太古界花崗片麻巖、黑云角閃片麻巖等變質(zhì)巖，構(gòu)造裂隙發(fā)育。上部被第四系覆蓋，厚度10-40m。熱水溫度45-73℃。

4.1.2 山前平原區(qū)地溫場(chǎng)

該區(qū)南部包括曲陽(yáng)縣城至靈壽縣東部區(qū)域，北部大致以京昆高速為界。南北向長(zhǎng)約182km，東西向?qū)捈s16km，總面積約2864km2。地表大面積被第四系覆蓋，新生界蓋層厚度一般在300m 以內(nèi)，最大埋深出現(xiàn)在滿城城區(qū)北部及新樂(lè)市城區(qū)南部，蓋層厚度愈越千米。以陽(yáng)城—順平斷裂為界分為南北兩區(qū)，南區(qū)下部基巖主要為太古界片麻巖，北區(qū)下部基巖以薊縣系霧迷山組白云巖為主，部分為長(zhǎng)城系碳酸鹽巖及砂頁(yè)巖等地層巖性。

本區(qū)收集井點(diǎn)1171 個(gè)數(shù)據(jù)，井口水溫一般在14.6-17.2℃之間。大于17.5℃溫度點(diǎn)有156 個(gè)，全區(qū)平均溫度16.0℃，利用段一般在35-260m 區(qū)間，最高點(diǎn)出現(xiàn)在定興縣陳村營(yíng)J0239 點(diǎn)，井深192m，利用段為90-180m，出水層為第四系砂層，井口水溫25.8℃，地溫梯度值9.7℃/100m。高溫點(diǎn)多分布在深大斷裂及其次級(jí)斷裂附近，與之關(guān)系密切。

區(qū)內(nèi)新生界地溫梯度在2-3℃/100m 之間，均分布在勘查區(qū)東部或東部邊緣地帶，靠近東部平原區(qū)有增高趨勢(shì)。

綜上所述，本區(qū)山前地帶由于冷水的滲透補(bǔ)給，地溫梯度普遍較低，＜2℃/100m，與區(qū)域背景一致。局部地段受構(gòu)造深部熱水的影響，地溫梯度升高，形成地?zé)岙惓?。在山前平原區(qū)地溫梯度隨著覆蓋層厚度的增大而遞增，多在2-3℃/100m。在基巖構(gòu)造及巖溶裂隙發(fā)育地帶可形成帶狀異常，或在基巖隆起區(qū)形成面狀異常。

4.2 地?zé)崴瘜W(xué)特征

市頭村地?zé)峋瘜W(xué)特征：熱儲(chǔ)層位是薊縣系霧迷山組白云巖，水溫35℃，pH 值為7.35，總硬度為（以CaCO3計(jì)）300.7mg/L，總堿度（以CaCO3計(jì)）294.1mg/L，總酸度17.19mg/L，礦化度0.669g/L。陽(yáng)離子以Na+、Mg2+、Ca2+為主，其摩爾百分?jǐn)?shù)為98.47%；陰離子以HCO3-、Cl-為主，其摩爾百分?jǐn)?shù)為91.84%，水化學(xué)類型為HCO3·Cl－Ca·Na·Mg型。F-離子含量為1.60mg/L，溫水中含有氟、鋰、鍶、鋅、硫化氫等多種有益元素。

大午集團(tuán)地?zé)峋瘜W(xué)特征：熱儲(chǔ)層位是薊縣系霧迷山組白云巖，水溫48.7℃，pH 值為7.88，總硬度為（以CaCO3計(jì)）310.3mg/L，總堿度（以CaCO3計(jì)）283.9mg/L，總酸度15.6mg/L，礦化度0.534g/L。陽(yáng)離子以Ca2+、Mg2+為主，其離子摩爾百分?jǐn)?shù)為86.96%。陰離子以HCO3-為主，其離子摩爾百分?jǐn)?shù)為80.53%。水化學(xué)類型為HCO3－Ca·Mg 型，F(xiàn)-離子含量為3.33mg/L。

4.3 特有元素變化特征

4.3.1 地?zé)崃黧w特有元素特征

本次取地?zé)崃黧w樣品3 件，分別對(duì)地?zé)峋蜕钏蓸臃治?。其特征?jiàn)表1。

表1 地?zé)崃黧w特有元素表

4.3.2 一般水井特有元素特征

一般水樣主要布置在地溫調(diào)查期間初步圈定的地溫異常區(qū)范圍內(nèi)，少量樣品分布在異常范圍周圍水井中。樣品測(cè)試地?zé)崽赜性谾-、SiO2、B 三種元素。

F-含量0.105-3.0mg/L，平均值0.394mg/L。最高值分布在唐縣南店頭—雹水鄉(xiāng)一帶，JSY-502 點(diǎn)3.0mg/L，最低值出現(xiàn)在滿城區(qū)城區(qū)南部，JSY-212 點(diǎn)0.105mg/L，本次以0.2mg/L 為異常下限，數(shù)值間隔0.1 圈定異常，F(xiàn)-異常與本次圈定地?zé)豳Y源潛力區(qū)形態(tài)基本一致，F(xiàn)-含量與水溫呈正相關(guān)，F(xiàn)-增高水溫亦高。

SiO2含量9.23-44.0mg/L，平均19.1mg/L，最高值出現(xiàn)在定州市趙村鄉(xiāng)，達(dá)到44mg/L，最低值在凌云冊(cè)鄉(xiāng)JSY-318 點(diǎn)9.23mg/L，本次以12mg/L 為異常下限，數(shù)值間隔2圈定異常，據(jù)異常形態(tài)可知，SiO2含量隨著遠(yuǎn)離山區(qū)呈增高趨勢(shì)，但與水溫的變化關(guān)系不大。

B 元素含量0.01-0.172mg/L，平均含量0.0435mg/L，最高值出現(xiàn)在滿城區(qū)城區(qū)南，JSY-212 點(diǎn)0.172mg/L，最低值出現(xiàn)在正定縣南樓鄉(xiāng)，含量0.010mg/L，本次以0.02mg/L為異常下限，數(shù)值間隔0.01 圈定異常，據(jù)異常形態(tài)可知，B元素與圈定潛力區(qū)部分套合，但整體看規(guī)律性不太明顯。

對(duì)比分析可知，B 離子含量規(guī)律性不明顯，SiO2含量隨著遠(yuǎn)離山區(qū)呈增高趨勢(shì)，F(xiàn)-形成異常與地?zé)豳Y源潛力區(qū)分布形態(tài)接近，且隨著井深增加，F(xiàn)-含量明顯增高。故F-離子可以作為尋找地?zé)嶂匾€索之一。

5 結(jié)論

①總結(jié)了工作地質(zhì)條件，同時(shí)結(jié)合地球物理資料，大致框定研究區(qū)深部結(jié)構(gòu)。②隨新生界覆蓋層厚度變化和基巖面起伏變化，地溫梯度呈現(xiàn)規(guī)律性變化。同時(shí)高溫點(diǎn)于深大構(gòu)造密切相關(guān)。③初步總結(jié)了該地區(qū)地?zé)崴瘜W(xué)特征，同時(shí)通過(guò)特有元素分析，F(xiàn)-形成的異常于地?zé)豳Y源區(qū)形態(tài)接近，并隨井深增加，F(xiàn)-含量明顯增高，可作為尋找地?zé)岬闹匾€索之一。④根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件，可見(jiàn)工作區(qū)內(nèi)分為兩個(gè)區(qū)塊，分別為層狀熱儲(chǔ)有利區(qū)，位于狼牙山凹褶斷束內(nèi)，和尋找斷裂構(gòu)造控制的對(duì)流型地?zé)嵊欣麉^(qū)，狼牙山凹褶斷束內(nèi)和贊皇穹褶束內(nèi)。⑤工作區(qū)內(nèi)目前開(kāi)發(fā)利用僅有兩處，主要用于洗浴、療養(yǎng)等，開(kāi)發(fā)利用程度較低。同時(shí)該地區(qū)人口密集，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較高，工業(yè)污染嚴(yán)重，合理開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源，具有重要意義。