松潘地区地热地质条件分析

【摘 要】 地热能是一种清洁而廉价的新能源，随着科技的发展和人们生活水平的日益提高，对地热能的开发和利用越来越引起人们的重视。本文针对松潘地区的地热资源地质条件进行了分析。

【关键词】 热矿水 地质条件 松潘地区

热矿水的形成与地质构造、岩层的水、热传导和储存能力密切相关。热矿水多形成于新构造强烈活动的地区，有些深断裂可沟通地层深部热源，有利于地下水下渗深循环加热上升形成热矿水，因此，热矿水一般沿断裂带、岩浆活动区和褶皱轴线分布。地下水下渗深循环加热的过程离不开承载和传导的媒介――岩层，具备一定含水和储热条件岩层是热矿水形成的必不可少的条件。

1 构造条件

工作区位于我国西南隆起带之滇藏歹字形构造西北边缘（图1），构造活动强烈，褶皱、断裂发育，中、古生代地层不同程度变质，局部有岩浆岩出露，为我国划分的隆起带地下热水分布区。

受多期构造活动强烈影响，工作区地层倾角普遍较陡，岩溶较发育，浅部地下水容易沿断裂和岩溶管道向深部运移，强烈挤压形成的褶皱为深部地下水提供了良好的存储空间。加之新构造运动及地震活动强烈，地壳内部应力在地表能量释放强烈，为地下热水的形成提供了有利条件。

工作区的建造历史和变形过程大致可分为三个阶段：泛扬子海浸时期、岷江裂谷发生与建造时期、褶皱造山与推覆造山时期。工作区古生界地层层序清楚，古生物门类齐全，为一套发育完整的海陆棚―潮坪相碳酸盐岩建造，在早二叠系及以前工作区与扬子台地的陆缘海是同一体；晚二叠世泛扬子地块产生了大范围、大规模的张裂、解体过程，岷江裂谷发生，随后沉积了厚度巨大的三叠系杂谷脑组、侏倭组和新都桥组复理石；三叠世末开始褶皱造山运动，发生褶皱、短裂、造山，并纳入松潘―甘孜褶皱造山体系，东西向的积压使西部的西康群复理石推覆于东部摩天岭地块之上。自第三纪以来的新构造运动继续发生新的断陷、褶皱、抬升，形成了总厚度1000m以上的磨拉石和松散堆积物。岷江河谷阶地两岸呈不对称分布，河床紧迫西岸，东岸地形平坦，阶地发育良好，观测资料也显示该区仍在持续抬升，岷江两岸不均衡抬升明显。

2 岩层的水、热传导和存储性能

工作区岩层的岩性由深部向地表依次为玄武岩、碳酸盐岩、板岩及砂页岩。玄武岩作为埋藏在地下深部的岩浆岩，是地下热源的主要来源岩层；碳酸盐岩一般比热较大，是热良导体，且具备一定含水条件和埋藏深度，是该地区的主要储水、储热层；而板岩及砂页岩，由于其渗透性弱、导水性差、热导率较低（一般3-610-3cal/cm・s・℃），是工作区主要阻水隔热盖层。具有地下热源和储水储热层，且有断裂破碎带、裂缝作为水热传导通道，更有相对阻水隔热的盖层予以保护，正是地下热矿水形成和存储的必备条件。

岩溶一般顺岩层面发育，于地表接受大气降水补给，沿岩溶通道补给深部储水层，或通过断裂破碎带、裂隙越流补给。因此，储水岩溶层、断裂破碎带、裂缝共同构成导水层。深部玄武岩热量传递给上部灰岩、白云岩，加热地下水，通过热传递或水的对流传导热量。松潘地层区储水、储热层主要为二叠系三道桥组、东大河组、石炭系西沟组、雪宝顶组灰岩、白云岩地层，它们以三叠系西康群板岩、砂岩、页岩为盖层；摩天岭地区储水、储热层主要为二叠系茅口组、栖霞组、石炭系尕海组、岷河组、略阳组和益畦组灰岩、白云岩地层，它们以二叠系龙潭组泥灰岩、板岩、页岩及三叠系红星岩组、罗让沟组泥灰岩为盖层。

工作区作为储水、储热层的碳酸盐岩分布广阔，主要分布于岷江两侧山脊和斜坡地带，海拔高程一般大于3500m，构造发育强烈，岩体破碎，地层倾角一般较陡，部分地段直立甚至倒转，是典型的高寒岩溶区，岩溶较发育，包括三叠系末期褶皱造山与推覆构造以后发育形成的岩溶和三叠系以前形成的古岩溶。

松潘地区岩溶主要发育于二叠系三道桥组、东大河组、石炭系西沟组、雪宝顶组灰岩、白云岩地层中。西沟组是该区主要碳酸盐岩地层，出露范围广，主要分布于岷江推覆构造带前缘，为厚层块状灰岩，局部白云岩，底部夹亮晶灰岩，生物碎屑灰岩，顶部为碎屑灰岩夹鲕状灰岩，是稳定开阔的台地边缘相和浅海陆棚相沉积，岩相稳定，厚度巨大，方解石含量高，岩溶发育较强烈。

古岩溶对于地下热水的调查具有重要意义，工作区古岩溶见于岷江推覆构造带三叠系西康群与古生界的接触面。西康群超覆于古生界之上，主要呈假整合接触关系，古生界三道桥组、西沟组碳酸盐岩出露地表遭受一段时期溶蚀后再沉积三叠系西康群砂岩、板岩，接触面常有一定的起伏，并见古溶蚀壳或底砾岩、铝土层或粘土层。川主寺镇黑斯南沟石炭系西沟组灰岩表面古岩溶被三叠系“黑斯组”含砂泥质板岩所填充；葫芦沟三道桥组灰岩、角砾状灰岩与菠茨沟组呈假整合接触，接触面为黄褐色粘土和铝土质板岩。

3 地震活动

地震活动区地热容易释放，地震对热矿水的形成具有重要意义。工作区地处岷江断裂带和中国南北地震带，松潘―龙门山地震区，属地震烈度Ⅷ度区，地震活动频繁。境内4.0级以上地震频繁，有记载的地震震级大于4.7级的地震有52次。

4 水文地质特征

4.1 补给

工作区内岷江推覆构造带热矿水补给主要为大气降水，补给区位于岷江主河道与羊洞河（东北河）分水岭一带，海拔高程一般3600-4400m，褶皱、断裂发育，主要为香蜡台断裂及其边幕褶皱，分布地层主要为二叠系及石炭系雪宝顶组碳酸盐岩，其次为三叠系砂板岩，接受大气降水补给，沿岩层面、岩溶管道或断裂破碎带渗入地下深部，补给西沟组灰岩，三叠系砂板岩地下水也可能少量越流补给深部地下水。构造带内扎依沟向斜为一相对独立的水文地质单元，补给区位于香蜡台分水岭一带，通过香蜡台断裂带导水补给深部石炭系地层。摩天岭地块热矿水的补给区主要位于岷江与涪江分水岭及其以西斜坡地带，海拔高程一般3600-4500m，红星岩海拔最高5010m，出露大量二叠系和石炭系灰岩、白云岩，受大气降水补给。

4.2 径流

岷江推覆构造带的香蜡台推覆体、哈拉隆推覆体和达波俄推覆体深部地下水在水头压力作用下向东径流，古溶蚀面是地下水的主要径流通道和存储空间，并在推覆构造带前缘受阻。扎依沟向斜深部石炭系地层的地下水向东径流，在塔玛―黄胜关断裂带受阻。摩天岭地块接受大气降水补给后，顺层面裂隙或溶洞向深部径流，径流方向总体向西，于岷江推覆构造带前缘受阻。

4.3 排泄

摩天岭地块地下水的天然排泄点仅见于岷江大桥下的H2S泉。

5 结语

（1）玄武岩是该地区地下热源的主要来源岩层；碳酸盐岩是热良导体，也是该地区的主要储水、储热层；而板岩及砂页岩，是工作区主要阻水隔热盖层。

（2）工作区地层倾角普遍较陡，岩溶较发育，浅部地下水容易沿断裂和岩溶管道向深部运移，强烈挤压形成的褶皱为深部地下水提供了良好的存储空间。

（3）具有地下热源和储水储热层，且有断裂破碎带、裂缝作为水热传导通道，更有相对阻水隔热的盖层予以保护，正是地下热矿水形成和存储的必备条件。

（4）新构造运动及地震活动强烈，地壳内部应力在地表能量释放强烈，为地下热水的形成提供了有利条件。

参考文献：

[1]《地热资源地质勘查规范》.GB 11615-89.

[2]《天然矿泉水地质勘探规范》.GB/T 13727-92.

[3]《四川省地热资源潜力调查》.2000年.

[4]《松潘县漳腊盆地地热调查评价报告》.2003年.