郭瑞林，郭 帥，張立劍

(1.河北省地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)，河北承德 067000;2.北京市地質(zhì)工程勘察院，北京 100048)

地?zé)崾菍氋F的可再生能源，以地下水為載體的水熱型地?zé)釤崮芟到y(tǒng)是常見(jiàn)的類(lèi)型，在河北省承德市范圍內(nèi)，多以中低溫地下熱水或溫泉形式分布于山區(qū)，且熱水點(diǎn)主要分布在豐寧-隆化一帶。七家溫泉位于河北省隆化縣七家鎮(zhèn)溫泉村，距隆化縣城50 km，在承德市東北約70 km處，有102國(guó)道通過(guò)溫泉區(qū)且靠近253省道，交通較為便利。溫泉村地下熱水開(kāi)發(fā)利用歷史悠久，很早就用于洗浴、洗衣、宰殺牲畜等。近年來(lái)，七家溫泉的地?zé)衢_(kāi)發(fā)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，已經(jīng)建起了集旅游、洗浴、游泳、采暖為一體的幾家溫泉度假旅游賓館，大大帶動(dòng)了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展(李琛等，2007)。

前人對(duì)溫泉的出露特征、分布和形成等進(jìn)行了大量的研究，取得了很大的進(jìn)展。周海燕等(2006)將北京及其西北鄰區(qū)的7個(gè)均出露于基巖山區(qū)的溫泉進(jìn)行總結(jié)，并結(jié)合溫泉流量、水溫、pH等的變化提出控制開(kāi)采的建議;李娟等(2007)對(duì)秦皇島市溫泉堡附近三處溫泉的出露巖性、斷裂特征等進(jìn)行成因分析，并通過(guò)水化學(xué)、同位素測(cè)試及分析了解了溫泉的形成與演變;楊立順(2011)分析了河北省遵化市湯泉地下熱水的形成、賦存及運(yùn)移，明確了湯泉受斷裂構(gòu)造控制的特征。管正學(xué)等(1996)、張雪(2012)、李婷(2013)曾對(duì)隆化縣七家溫泉的出露特征和開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了簡(jiǎn)述，但沒(méi)有對(duì)七家溫泉的形成原因進(jìn)行詳細(xì)解釋，尤其是在當(dāng)?shù)仉[伏斷裂難以發(fā)現(xiàn)露頭的情況下。本文根據(jù)大量的物探資料對(duì)隆化七家溫泉的成因進(jìn)行了分析，并通過(guò)水化學(xué)分析和計(jì)算等予以驗(yàn)證，為后續(xù)溫泉的綜合開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 溫泉及地?zé)峋?jiǎn)況

七家溫泉區(qū)位于武烈河上源支流茅溝河“U”字型河谷南側(cè)邊緣，標(biāo)高610 m，高出河床水面5 m左右。泉眼沿茅溝河右岸呈帶狀分布。其南段主要在一級(jí)階地上，熱異常明顯。北段在一級(jí)階地后緣及二級(jí)階地上，不受當(dāng)?shù)睾铀昂庸葷撍绊?，地面有多處溫泉出露，地?zé)岙惓ｏ@示突出，在河谷內(nèi)就是天然的淺表地?zé)崽?管正學(xué)等，1996)。

受特殊地形、地貌和地質(zhì)構(gòu)造的影響，河漫灘沖積層下形成了較大面積的淺層熱水潛流。溫泉村地?zé)岬乇頍犸@示分為南、北兩段。南段地?zé)岙惓^(qū)位于溫泉村，地面溫度明顯偏高，冬季降雪即融，夏季雨后先干，明顯的熱氣烘面，地?zé)岙惓^(qū)寬120 m左右，長(zhǎng)約220 m;地面下挖0.6～1.0 m，地溫可達(dá)30～40℃，溫泉村利用這一特點(diǎn)在河谷中建造了日光溫室，發(fā)展反季節(jié)蔬菜種植(張雪，2012)。北段溫泉多出露地表，水溫一般30～80℃。

通過(guò)對(duì)七家鎮(zhèn)熱水井、溫泉的水位、流量、水溫的長(zhǎng)期觀測(cè)，地?zé)崃黧w呈現(xiàn)以下特征:

熱水湯Q2泉眼位于溫泉村北端，出露于茅溝河谷二級(jí)階地后緣，為上升泉。最高水溫39℃，最低水溫37℃，最大溫差2℃。最大流量0.125 L/ s，最小流量0.118 L/s，最大流量差0.007 L/s。

七家村Q3泉眼位于七家村西部廟溝，出露于山澗溝谷，為上升泉。最高水溫27℃，最低水溫26℃，最大溫差1℃。最大流量0.24 L/s，最小流量0.2 L/s，最大流量差0.03 L/s。

溫泉村SJ18熱水井位于溫泉山莊內(nèi)，井深4.9 m，最高水位0.6 m，最低水位0.3 m，水位變幅0.3 m;最高水溫64℃，最低水溫60℃，溫差4℃。

溫泉村SJ10水井位于溫泉村南端，井深7.15 m，最高水位1.15 m，最低水位0.85 m，水位變幅0.3 m;最高水溫8℃，最低水溫6℃，溫差2℃。

2 地質(zhì)、水文地質(zhì)概況

2.1 地層

區(qū)域內(nèi)出露地層有太古界單塔子群白廟組(Arb)片麻巖系，中生界上侏羅統(tǒng)白旗組(J3b)火山巖系等(圖1)。

2.1.1 白廟組片麻巖系(Arb)

主要分布在地?zé)崽锿鈬?，其巖性為斜長(zhǎng)角閃片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及條帶狀混合巖，混合花崗巖等。厚度大于2 190 m。

2.1.2 侏羅系上統(tǒng)白旗組火山巖系(J3b)

下部巖性主要以黃褐、灰褐色中厚層狀砂礫巖為主，夾黑色粉砂巖，粉砂質(zhì)板巖、碳質(zhì)頁(yè)巖，出露零星，受擠壓、柔皺強(qiáng)烈。據(jù)此推斷，大部分在火山噴發(fā)時(shí)被捕虜、吞蝕掉了。上部為一套流紋質(zhì)巖屑、晶屑含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r，流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰角礫巖，以及灰紫、灰黑色安山巖等。在這套火山巖系中，螢石礦化較為普遍，厚度229～608 m。

2.1.3 巖漿巖

本區(qū)在燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，分侵入巖和噴出巖。

(1)侵入巖。地?zé)崽镆粠У那秩霂r，主要為燕山運(yùn)動(dòng)早期花崗巖(γ2－15)，分布在地?zé)崽锏奈髂?、南和東北部。其次還有花崗斑巖(γπ25)、正長(zhǎng)巖(ξ)、鉀長(zhǎng)花崗巖(γk)、閃長(zhǎng)巖(δ)等。

(2)噴出巖。主要為晚侏羅世(J3)的酸性火山巖，即硫酸質(zhì)安山巖，流紋質(zhì)熔凝灰?guī)r、流紋巖等，分布在地?zé)崽锏臇|部和北部，面積較大，普遍超覆在老變質(zhì)巖和燕山早、中期花崗巖之上。

根據(jù)巖性、巖相特征，以及地球物理探礦資料推測(cè)，侵入巖和噴出巖為同源異相，多次活動(dòng)的產(chǎn)物，地殼深處潛存著較大規(guī)模的巖體存在。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造特征

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造類(lèi)型比較單一，以脆性斷裂活動(dòng)為主要特征。溫泉區(qū)則正好分布在豐寧-隆化深斷裂北側(cè)，兩家-錦山北北東向斷裂帶上(陳墨香，1988)。

2.2.1 褶皺構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)褶皺構(gòu)造主要是過(guò)河口褶皺、斷陷盆地，南起溫泉村，北至梨樹(shù)營(yíng)，西起白楊溝腦，東至九神廟，全長(zhǎng)9.0 km，平均寬3.0 km，面積為27.0 km2。由于受南北向擠壓作用影響，南北兩翼巖層傾角大部為60°左右，中部變緩，東端受七老圖山脈隆起影響，向西強(qiáng)烈擠壓，使西端巖層產(chǎn)狀近于直立(82°)，也使河谷以西，即F1斷裂以西巖層被擠壓得支離破碎。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造按其空間展布特征可分為以下幾組。

(1)近東西向斷裂構(gòu)造。大多數(shù)都是表層斷裂，而控制性的區(qū)域深大斷裂都斷到上地幔，沿?cái)嗔延植煌诘闹?、酸性火成巖侵入。與地?zé)崽镉兄苯雨P(guān)聯(lián)的是熱水湯東西向斷裂(F8及F9)，走向一般為80～90°，傾角80°左右，延伸規(guī)模一般在幾公里。這兩個(gè)斷裂直接控制著熱水的分布。

(2)北北東向斷裂。即是兩家-錦山斷裂。該斷裂為張扭性斷裂，稍向北西傾斜，傾角近于直立。產(chǎn)狀為0～50°∠78°～82°，規(guī)模較大，在區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約十幾公里。斷裂沿茅溝河西岸呈北東向展布，貫穿溫泉村南北兩段地?zé)岙惓^(qū)。由于該斷裂生成較早，主要活動(dòng)時(shí)代為侏羅紀(jì)(河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)，性質(zhì)多變，破碎帶較寬(地面可見(jiàn)寬20～50余米)，時(shí)而呈擠壓緊密狀態(tài)，時(shí)呈而開(kāi)啟狀態(tài)，且受其牽引影響，在兩側(cè)形成北西向、北北西向、北東向斷裂。同時(shí)受到七老圖山脈隆起影響，被擠壓，斷距加大，沉降更深。

圖1 七家地區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Qijia area

2.3 水文地質(zhì)概況

七家地?zé)崽锿ㄟ^(guò)地質(zhì)填圖、鉆探及物探資料的綜合分析后認(rèn)為，北東-南西向的F1斷層是本區(qū)呈半隱伏狀的主干斷裂。地?zé)岙惓^(qū)出露的破碎帶、鉆孔中見(jiàn)到的破碎帶均為流紋質(zhì)含角礫凝灰?guī)r，且裂隙發(fā)育，局部裂隙充填方解石巖脈，時(shí)有小型溶洞及呈破碎狀角礫巖及硅化構(gòu)造，從物探反映出低阻、高極化、低磁性的明顯特征來(lái)看，該主干斷裂為張扭性斷裂，局部壓扭性，破碎帶寬度一般為50 m，產(chǎn)狀近于直立，稍向北西傾斜。該斷裂沿茅溝河西岸呈北東向展布，貫穿溫泉村南北兩處地?zé)岙惓^(qū)，沿F1向南2 km處，地表水有常年不凍冰現(xiàn)象，向北3 km處的茅荊壩地?zé)釁^(qū)有與本區(qū)地?zé)岢梢蛳嗨频?0℃熱水溢出地表(吳迪等，2012)。

區(qū)內(nèi)還有很多南北向、北北東向的次級(jí)斷層與F1斷層相交，在南段破碎帶寬度達(dá)100～120 m，為地下水匯集與地下熱水循環(huán)提供了主要通道，形成了水溫達(dá)82℃的地?zé)峋?。北段次?jí)斷層與F1交匯處破碎帶寬度達(dá)130～180 m，構(gòu)成了向深部發(fā)展的熱儲(chǔ)層，同時(shí)也構(gòu)成了區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)水和控?zé)針?gòu)造，形成了北段溫泉群。

F1斷層沿茅溝河谷呈帶狀分布。其南段主要在I級(jí)階地上，熱異常明顯。北段(熱水湯)地?zé)岙惓^(qū)，位于I級(jí)階地后緣及II級(jí)階地上，不受當(dāng)?shù)睾铀昂庸葷撍绊?，地面有多處溫泉出露，熱異常顯示突出。地溫異常與泉水溫度呈正相關(guān)的關(guān)系。泉水流量(1.634～10.04 m3/h)與水溫(30～80℃)均較穩(wěn)定。第四系地層厚7.0～15.0 m，個(gè)別地方達(dá)20余米，其表層的亞粘土層厚4.00～7.00 m，是很好的蓋層，基巖裸露部位，盡管有熱異常顯示，但僅有溫水(20～28℃)溢出。

南段熱異常區(qū)第四系地層厚6.0～9.7 m，表層有0.5～1.0 m的砂質(zhì)粉土層，下伏為砂礫、卵石、漂石?；鶐r為流紋質(zhì)含角礫凝灰?guī)r，裂隙發(fā)育，充填有方解石脈、且有溶洞，或呈破碎角礫巖狀。其地下水位埋深小，約為2.98～4.30 m(表1)。

從表1可以看出:SJ17-SJ02一帶就是南段的高溫?zé)岙惓Ｖ行?導(dǎo)熱通道。位于SJ17西南方向的SJ03-SJ05水溫20～29℃，SJ9、SJ13即為冷水，說(shuō)明北東-南西沿線即是熱水的地下排泄場(chǎng)。其西北側(cè)為基巖裂隙水排泄方向，東南側(cè)為與河水有關(guān)的地下潛流。

表1 熱水井水位和水溫Table 1 Water level and temperature of wells

七家村廟溝泉眼Q3，通過(guò)地質(zhì)填圖、鉆探及物探資料的綜合分析，近南北向斷裂F12控制了Q3的形成。該斷裂深部延伸較大至－400 m，產(chǎn)狀直立，淺部局部?jī)A向西，小于100(Ω·m)的垂向低阻帶沿?cái)嗔迅浇植迹瑸橘x水破碎帶，其寬度在25－30 m。該斷裂溝通了深部運(yùn)移的地下熱水，并可能與北西向構(gòu)造帶交匯，使地下熱水在廟溝形成溫水上升泉Q3。Q3流量20.76 m3/d，水溫27℃，流量和水溫都很穩(wěn)定。與Q3相距僅40m的SJ25水溫只有4℃，泉周?chē)孛嬉矡o(wú)明顯地?zé)岙惓＃梢?jiàn)Q3嚴(yán)格受構(gòu)造控制。

通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪、物探、鉆探等結(jié)果綜合分析，物探報(bào)告推斷的F10、F11近南北向斷層均為張扭性斷層，兩條斷層產(chǎn)狀直立，在斷層北部破碎帶寬度較大，向南逐漸閉合。從布置在兩條斷裂帶上的ZK1，ZK3，ZK5鉆探結(jié)果看，兩條斷裂破碎帶較窄，鉆孔巖芯節(jié)理裂隙不發(fā)育，且裂隙面水活動(dòng)痕跡不明顯?？變?nèi)最高溫度出現(xiàn)在 ZK2，最高溫度33.8℃。由此可見(jiàn)，河?xùn)|村F10、F11兩條斷裂與F1深大斷裂之間沒(méi)有直接的水力聯(lián)系。

3 水化學(xué)特征

3.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)

從表2中七家溫泉水化學(xué)分析結(jié)果可知，其水化學(xué)類(lèi)型為SO4·HCO3-Na型水，礦化度為510～720 mg/L，pH值為7.52～8.2，總硬度(以CaCO3計(jì)):中溫泉水39.63～50.44 mg/L，而高溫泉水為32.03～33.23 mg/L。上述資料說(shuō)明，地?zé)崽飬^(qū)深層水的水化學(xué)性質(zhì)不但與溫度呈負(fù)相關(guān)，且沒(méi)有永久硬度，這是七家熱水與淺層水的顯著區(qū)別。

從溫泉村北部熱水湯泉的水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果看，微量元素中氟(13.4 mg/L)、偏硅酸(120.2 mg/L)含量不僅達(dá)到且超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB11615—89)“附錄C”規(guī)定的醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中氟含量高的原因除深層熱源，還有盆地內(nèi)火山巖中螢石礦化普遍，其在地下熱水的高溫、高壓、溶濾等作用下，易于溶解、遷移、聚集而成。可溶性二氧化硅含量高的原因是硅酸鹽礦物在高溫地下熱水的高壓溶解等作用下，加之剩余碳酸氣的作用，促使鋁硅酸鹽分解生成的。

表2 2010年SJ02地?zé)峋瘜W(xué)成分Table 2 Hydrochemical compositions of SJ02 in 2010 mg·L－1

從七家溫泉2010年1月水化學(xué)分析結(jié)果與1997年5月水化學(xué)分析結(jié)果對(duì)比來(lái)看(表3)，含量增加、礦化度降低，Na+、K+含量顯著減少礦化度變化不大。HCO3－、H2SiO3、F－含量減少。

表3 2010年與1997年水化學(xué)成分對(duì)比表Table 3 Comparison of hydrochemical compositions in 2010 and 1997 mg·L－1

根據(jù)表2，除氟超標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)≤1.0 mg/L)外，其余指標(biāo)都達(dá)到生活飲用水和礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。但氟含量超標(biāo)，如能除氟，即成偏硅酸-鋰、鍶優(yōu)質(zhì)礦泉水。

此處溫泉水，除氟超標(biāo)外，其余都符合農(nóng)田灌溉及漁業(yè)養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)物作對(duì)此水已經(jīng)有一定的適應(yīng)性，溫泉區(qū)的水稻、蔬菜等，均比周邊作物高產(chǎn)。植被、樹(shù)木的葉子，均比周邊色綠，漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)也正興起，繁殖熱帶魚(yú)早已成功，這些將成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)項(xiàng)。

此處溫泉水溫度都大于34℃，是氟水的6.7倍，是硅水的2.4倍，已達(dá)到醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn)，這里的洗浴、治病歷史可遠(yuǎn)溯到隋、唐。

從長(zhǎng)觀數(shù)據(jù)證實(shí)，枯、豐水季節(jié)觀測(cè)泉水流量和水溫，始終是穩(wěn)定的。即使在連續(xù)降雨兩天后，觀測(cè)的水量和水溫也沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明其補(bǔ)給源很遠(yuǎn)，水循環(huán)深度大。

3.2 地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算熱儲(chǔ)溫度

地?zé)崃黧w在熱儲(chǔ)溫度下，與礦物達(dá)到了礦物平衡，且隨后地?zé)崃黧w溫度降低時(shí)，這個(gè)平衡仍予保持。根據(jù)本地?zé)崽锏臈l件，分別選用以下三種熱儲(chǔ)溫標(biāo)法進(jìn)行熱儲(chǔ)溫度計(jì)算。

(1)鉀鎂溫標(biāo)計(jì)算公式為(Giggenbach，1988):

式中:t為熱儲(chǔ)溫度(℃);C1為水中鉀離子的濃度(mg/l);C2為水中鎂離子的濃度(mg/l);計(jì)算結(jié)果為T(mén)=85.67℃。

(2)鉀鈉溫標(biāo)計(jì)算公式為(Arnorsson，1983):

式中:t為熱儲(chǔ)溫度(℃);C1為水中鉀離子的濃度(mg/l);C3為水中鈉離子的濃度(mg/l);計(jì)算結(jié)果為T(mén)=176.75℃。

(3)鉀鈉鈣溫標(biāo)計(jì)算公式為(Fournier等，1973):

式中:t為熱儲(chǔ)溫度(℃);C1為水中鉀離子的濃度(mg/l);C3為水中鈉離子的濃度(mg/l);C4為水中鈣離子的濃度(mg/l);計(jì)算結(jié)果為T(mén)= 173.17℃。

從以上三種計(jì)算結(jié)果來(lái)看，鉀鎂溫標(biāo)值與實(shí)測(cè)溫度不符，可以忽略不計(jì)。則七家溫泉的熱儲(chǔ)溫度為鉀鈉溫標(biāo)和鉀鈉鈣溫標(biāo)的平均值174.96℃。

3.3 熱水循環(huán)深度

根據(jù)地溫梯度公式導(dǎo)出的熱水平均循環(huán)深度計(jì)算公式(Sorey et al.，1997;Sanchez et al.，2004):

式中:t為熱儲(chǔ)溫度(℃);t0為恒溫層溫度(℃);T為地溫梯度，本區(qū)參考北京地區(qū)平均地?zé)嵩鰷芈?，?℃/100m;H0為恒溫層埋深(m);計(jì)算結(jié)果為H=3 175 m。

據(jù)以上計(jì)算可知，地下熱水平均循環(huán)深度為3 175 m，本計(jì)算結(jié)果與物探翻譯成果吻合。

4 溫泉成因

4.1 水源分析

七家溫泉的補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水(周海燕等，2006)，但由于溫泉區(qū)距離茅溝河較近，需要判斷地下熱水與河水的關(guān)系。

(1)溫泉區(qū)北段位于I級(jí)階地后緣及II級(jí)階地上，熱水出露位置的基巖面，都高于河水位。其補(bǔ)給來(lái)源與河水無(wú)關(guān)。南段雖然位于I級(jí)階地上，熱異常中心水位標(biāo)高高于周?chē)鸁崴?.5～0.7 m，比周?chē)渌桓摺奈锾劫Y料可知，兩段熱田中間，恰是F1斷裂的擠壓緊密、封閉地段，故此，河水對(duì)熱水無(wú)補(bǔ)給關(guān)系。

(2)用氟離子含量對(duì)比分析。河水中氟含量0.20 mg/L，其比溫泉水氟離子含量低15～67倍，仍證明溫泉水的補(bǔ)給來(lái)源與河水無(wú)關(guān)。

(3)熱水周邊膠結(jié)硬殼隔水。在當(dāng)?shù)責(zé)崴┕み^(guò)程中首先見(jiàn)粘土、砂等膠結(jié)的黑色硬殼，厚5～10 cm，將其鑿穿就見(jiàn)到了熱水，說(shuō)明其化學(xué)沉淀物與其周?chē)膸r土體膠結(jié)成自身保護(hù)殼，成為與冷水隔離的界線層。

(4)本區(qū)基巖風(fēng)化構(gòu)造裂隙水對(duì)深層熱儲(chǔ)源不起補(bǔ)給作用。本區(qū)與承德山區(qū)基巖風(fēng)化的特點(diǎn)一樣，強(qiáng)風(fēng)化帶5～20 m，中風(fēng)化帶-微風(fēng)化帶20～60 m。且凝灰?guī)r和花崗巖風(fēng)化后的高嶺土和粘土充填于風(fēng)化構(gòu)造裂隙之中，因此不存在其對(duì)于深層熱水的補(bǔ)給。

4.2 熱源分析

研究區(qū)大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)北緣的內(nèi)蒙地軸(II1)南側(cè)，圍場(chǎng)拱斷束(III2)中的喀喇泌臺(tái)穹(IV28)西南嵎，過(guò)河口緊密褶皺的斷陷盆地(V21)西半部。從內(nèi)蒙地軸的發(fā)展史來(lái)看，兩家－錦山斷裂(F1)形成較早，在各個(gè)地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)期都有活動(dòng)，尤其燕山運(yùn)動(dòng)期更為強(qiáng)烈。當(dāng)燕山運(yùn)動(dòng)早期花崗巖()侵入之后，內(nèi)蒙地軸受到南北向擠壓力影響強(qiáng)烈，沿花崗巖與片麻巖的接觸線形成東西向的沉降帶。該帶在發(fā)展中接受燕山中期火山碎屑物質(zhì)堆積，形成斷陷盆地——過(guò)河口盆地(V21)(河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989;賈建稱，1995)。燕山晚期又有規(guī)模不等的巖漿侵入活動(dòng)，未達(dá)地表的巖漿存在于地殼深處，從而蓄存了熱量，成為現(xiàn)代沿F1斷裂存在于盆地內(nèi)接觸帶上的帶狀地?zé)崽锏臒嵩础?/p>

4.3 構(gòu)造成因分析

4.3.1 物探解譯結(jié)果

在七家溫泉地區(qū)進(jìn)行了地球物理探測(cè)，主要采用了電法、磁法等方法，對(duì)尋找研究區(qū)構(gòu)造斷裂具有很好的效果(李保國(guó)，2002)。物探結(jié)果結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料分析，F(xiàn)10、F11斷裂為兩家-錦山北東向大斷裂的區(qū)內(nèi)段，分別位于茅溝河谷東西兩側(cè)分布，是區(qū)域地?zé)?溫泉)分布的控制構(gòu)造，兩斷裂的張性開(kāi)啟和壓扭(閉合)表現(xiàn)突出，加之不同方向斷裂構(gòu)造的交匯，形成了寬度不等的構(gòu)造破碎帶，這些構(gòu)造破碎帶為溫泉的形成提供了構(gòu)造條件。

通過(guò)對(duì)CSAMT勘查成果綜合分析，本區(qū)溫泉的形成受斷裂F12的控制，該斷裂對(duì)深部地下熱水的運(yùn)移起到重要作用，溫泉的出露大多是與不同方向(北西向)構(gòu)造帶相交匯部位，該區(qū)可能存在北西向構(gòu)造或裂隙帶。

采用“聯(lián)合剖面”、“電測(cè)深”，磁法(He-95型氦光泵磁力儀)的高精度測(cè)量等方法對(duì)溫泉村地?zé)崽镒鲞^(guò)較詳盡的物探工作，基本查明如下問(wèn)題。

(1)查明區(qū)內(nèi)火成巖體與變質(zhì)巖接觸帶的深部，有規(guī)模較大的隱伏巖體，或?yàn)闊嵩础?/p>

(2)結(jié)合航磁資料，認(rèn)為控制地?zé)崽锇l(fā)育的深斷裂構(gòu)造，就是區(qū)域內(nèi)北北東向的兩家-錦山斷裂，其為高角度的張扭性斷裂，傾向北西。

(3)近東西向斷裂形成較晚，它們切斷了主干斷裂(F1)，并產(chǎn)生錯(cuò)移，才使地?zé)崽锓殖赡媳眱啥危蔀楦髯约械臒嵬ǖ绤^(qū)。而北段的東、西亦略有差異。

(4)熱儲(chǔ)埋深2～3 km。七家溫泉即屬于斷裂-深循環(huán)型溫泉(周訓(xùn)等，2010)。

4.3.2 補(bǔ)給部位分析

根據(jù)地球物理探測(cè)結(jié)果，下面對(duì)溫泉水補(bǔ)給部位進(jìn)行分析:

(1)深斷裂開(kāi)啟部位補(bǔ)給。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史，該斷裂生成較早，各次大的地殼運(yùn)動(dòng)都有活動(dòng)，晚近期顯示與張性-張扭性，在斷裂北段地勢(shì)較高的開(kāi)啟部位，接受大氣降水及風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，經(jīng)深循環(huán)加溫，至地?zé)崽锏呐艧嵬ǖ郎嫌慷?歐陽(yáng)慶等，2011)。

(2)盆地軸向補(bǔ)給。過(guò)河口褶皺盆地東段為揚(yáng)起的開(kāi)啟部位，同時(shí)由航磁異常解釋圖及地貌特征分分析，那里的南北向及北西向斷裂發(fā)育，植被茂盛，地表水及地下水豐富，此地可能是沿褶皺軸向深層補(bǔ)給的最佳部位。經(jīng)深循環(huán)加溫，至F1斷裂帶的排熱通道涌出。

4.3.3 成因分析

具有明顯張扭性質(zhì)的F1主干斷裂和次級(jí)近南北向、北北西向及東西向的F2-F8斷裂構(gòu)造的交匯處，產(chǎn)生了寬度達(dá)百米的構(gòu)造破碎帶，與熱源導(dǎo)通，為地下水的分布、循環(huán)和加熱提供了良好空間，溫泉村和熱水湯兩處地?zé)釁^(qū)的形成嚴(yán)格受其控制。同時(shí)也是主要導(dǎo)水和控?zé)針?gòu)造，為地下水的匯集與出露提供了主要通道(汪集旸等，1993)。從圖1中也反映出溫泉多沿兩家-錦州斷裂分布，在斷裂交匯處分布集中的特征。

從物探資料看，南北兩處地?zé)釁^(qū)的中間地段斷層破碎帶寬度僅有50 m左右，由于地表次級(jí)構(gòu)造較少，淺部阻礙了地下水的流出，從而將熱水湯和溫泉村兩處地?zé)釁^(qū)阻隔開(kāi)來(lái)。

除了以上斷裂構(gòu)造構(gòu)成地?zé)岬闹饕ǖ劳猓瑓^(qū)內(nèi)的花崗巖體和侏羅系及白廟組的變質(zhì)巖的接觸帶均是熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中重要的組成部分(李學(xué)禮等，1992)。同時(shí)，致密巨厚的花崗巖體為熱儲(chǔ)蓋層，對(duì)熱儲(chǔ)起到保溫作用。

本區(qū)局部有重力低異常，推測(cè)在接觸帶深部有規(guī)模較大的隱伏巖體存在，構(gòu)成了地?zé)崽锏纳畈繜嵩?圖2)。

5 結(jié)論

圖2 七家地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)模型示意圖Fig.2 Diagrammatic sketch of thermal geological model of Qijia geothermal area

七家溫泉泉眼有6處，溫泉水溫普遍為30～80℃，為中低溫地下熱水。采用鉀鎂、鉀鈉及鉀鈉鈣三種地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算七家溫泉的熱儲(chǔ)溫度達(dá)174.96℃。依據(jù)地溫梯度公式計(jì)算溫泉水的循環(huán)深度為3 175m，計(jì)算結(jié)果與物探翻譯成果相吻合。根據(jù)水化學(xué)分析得出其地下熱水類(lèi)型為SO4·HCO3-Na型，溫泉水的氟離子超標(biāo)，溫泉水可命名為偏硅酸-鋰、鍶醫(yī)療熱礦水。

七家溫泉的補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水，與研究區(qū)較近的茅溝河及風(fēng)化裂隙構(gòu)造水無(wú)關(guān)。在區(qū)域構(gòu)造史上分析，研究區(qū)在燕山晚期有規(guī)模不等的巖漿侵入活動(dòng)，未達(dá)地表的巖漿存在于地殼深處，從而蓄存了熱量，成為現(xiàn)代沿F1斷裂存在于盆地內(nèi)接觸帶上的帶狀地?zé)崽锏臒嵩础?/p>

七家地區(qū)的物探結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)火成巖體與變質(zhì)巖接觸帶的深部，有規(guī)模較大的隱伏巖體，或?yàn)闊嵩?區(qū)域內(nèi)北北東向的兩家-錦山斷裂帶即為七家溫泉的控?zé)針?gòu)造，溫泉多沿兩家-錦州斷裂分布，在斷裂交匯處分布集中;近東西向斷裂與主干斷裂(F1)交匯處為溫泉出露區(qū)，由于近東西向構(gòu)造不同溫泉在研究區(qū)南、北部略有差異。南段多為深度較大的高溫地?zé)峋?，而北段淺層地溫異常明顯，廣泛分布中低溫溫泉群。

研究區(qū)內(nèi)兩家-錦山斷裂是具有明顯張扭性質(zhì)的區(qū)域深大斷裂，與各個(gè)次級(jí)斷裂構(gòu)造的交匯處產(chǎn)生了寬度達(dá)數(shù)百米的構(gòu)造破碎帶，并與深部的熱源導(dǎo)通，為地下水的儲(chǔ)存提供了良好空間，同時(shí)也是主要的導(dǎo)水、控?zé)針?gòu)造，為地下水的匯集與循環(huán)提供了主要通道。

因此，七家溫泉表現(xiàn)出沿兩家-錦州斷裂分布，在斷裂交匯處分布集中的特征。七家溫泉的形成可以簡(jiǎn)述為:在兩家-錦山斷裂北段地勢(shì)較高的開(kāi)啟處，大氣降水沿?cái)嗔淹ǖ澜?jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的深部循環(huán)與推測(cè)花崗巖與變質(zhì)巖接觸帶隱伏巖體(熱源)溝通，并獲得加溫，在溫泉村的構(gòu)造交匯處涌出形成溫泉。

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