貴州區(qū)域地?zé)岢梢蛱接?/h1>
2022-04-28 08:06王亮胡從亮張嘉瑋陳國(guó)勇張美雪楊武張應(yīng)文
物探與化探 2022年2期
王亮,胡從亮，張嘉瑋，陳國(guó)勇，張美雪，楊武，張應(yīng)文
(1.貴州省地質(zhì)調(diào)查院, 貴州 貴陽(yáng) 550081； 2.貴州省地質(zhì)物探開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心, 貴州 貴陽(yáng) 550081; 3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽(yáng) 550004； 4.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院, 貴州 貴陽(yáng) 550081; 5.貴州省地礦局 地球物理地球化學(xué)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550018； 6.貴州省地礦局 102地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563003)
0 引言
地?zé)豳Y源在我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域及不同產(chǎn)業(yè)中已得到普及應(yīng)用，特別是溫泉旅游季對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。貴州與接壤的川、渝、湘、桂、滇等6省(市、區(qū))地?zé)豳Y源豐富，在熱源機(jī)制研究上，多數(shù)行政地區(qū)進(jìn)行了很好探索和成果證實(shí)，主要為深部斷裂控制的“地溫梯度”機(jī)械能原理自動(dòng)增溫循環(huán)生熱、巖漿巖余熱散發(fā)生熱等兩種基本熱源類型。貴州省地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)地?zé)岢梢蚨鄡A向于第一種認(rèn)識(shí)，第二種認(rèn)識(shí)因沒有研究對(duì)象，深部探究未有任何突破，以往的黔中、黔南及赤水、凱里一帶多口油氣深探井鉆探資料顯示，并未見到過鉆遇有關(guān)花崗巖體信息及其地?zé)岱植寂c花崗巖相關(guān)程度的報(bào)道。
川、滇、黔、渝、湘、桂6省(市、區(qū))位于我國(guó)東部武陵山、西部烏蒙山兩大巨型重力梯級(jí)帶上，均受到來(lái)自東西部全國(guó)性地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力的綜合影響，在接壤地區(qū)區(qū)域地質(zhì)作用效應(yīng)基本相近。貴州北面的重慶市享譽(yù)“世界溫泉之都”之美譽(yù)，市內(nèi)劃分的5大經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)占有146處溫泉；東面的湖南省在湘西北、湘中、湘東、湘東南有高于23 ℃的溫泉資源179處，形成芙蓉國(guó)地?zé)峤?jīng)濟(jì)項(xiàng)目鏈條效應(yīng)；南面的廣西壯族自治區(qū)在桂東南、桂東北至今發(fā)現(xiàn)溫泉45處，成為八桂大地旅游資源發(fā)展新業(yè)態(tài)；西面的云南省昆明盆地—滇東南及滇西三江源構(gòu)造帶上地?zé)狳c(diǎn)星羅棋布，成為西南邊陲一道亮麗的熱浪景致；西北面的四川省是我國(guó)地?zé)豳Y源蘊(yùn)藏豐富的地區(qū)，在不同熱儲(chǔ)類型區(qū)已發(fā)現(xiàn)地?zé)?00多處，開發(fā)利用前景巨大。
貴州也是我國(guó)地?zé)豳Y源較發(fā)育地區(qū)之一，具有得天獨(dú)厚的地質(zhì)富集條件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已完成施工可開發(fā)利用的地?zé)峋_(dá)250余口[1]，主要集中于黔北地區(qū)分布，有大于25 ℃的地?zé)豳Y源近300處，小于25 ℃的熱水泉僅20處[2-3]。黨的“十九大”后貴州省委省政府部署打造貴州“中國(guó)溫泉省”，2016年啟動(dòng)了旅游資源大普查，全省登記了264處溫泉旅游資源(優(yōu)良級(jí)資源77處)，包括貴安新區(qū)都設(shè)置了探礦權(quán)。
為探獲較多穩(wěn)定地?zé)豳Y源，實(shí)現(xiàn)全省地?zé)峤?jīng)濟(jì)夢(mèng)想，期待發(fā)現(xiàn)高品質(zhì)可供商業(yè)開發(fā)的地?zé)峋?，服?wù)貴州省脫貧,本文試圖從區(qū)域物探(重力、航磁)方面，結(jié)合地質(zhì)資料，劃分全省隱伏斷裂、圈定巖體(中酸性巖、基性—超基性巖)，分析熱儲(chǔ)、蓋層基本地質(zhì)條件特征和地?zé)崴?熱流體)化學(xué)特征等，探討區(qū)內(nèi)地?zé)岱植继卣?、地?zé)岙a(chǎn)出類型及地?zé)釞C(jī)制來(lái)源，為進(jìn)一步地?zé)峥辈樘峁┮罁?jù)。
1 貴州區(qū)域地質(zhì)背景
貴州位于全球性古特提斯—喜馬拉雅與濱太平洋兩大地質(zhì)構(gòu)造域之間，長(zhǎng)期被太平洋板塊、印度洋板塊和菲律賓海板塊擠壓，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)歷了武陵、雪峰—加里東、華力西—印支—燕山及喜馬拉雅等5個(gè)發(fā)展階段，發(fā)生了洋陸轉(zhuǎn)換、俯沖增生、碰撞造山、裂谷事件、陸內(nèi)造山、板內(nèi)作用等一系列活動(dòng)，局部擠壓和擴(kuò)張作用明顯，形成了揚(yáng)子陸塊、江南造山帶、右江造山帶3大地質(zhì)構(gòu)造單元[4]，奠定了貴州現(xiàn)今的地質(zhì)構(gòu)造格局和地物地貌背景，主體隸屬揚(yáng)子陸塊西南部。貴州大部沉積巖發(fā)育，在東南部廣布淺變質(zhì)巖系(四堡群、板溪群、下江群)，西南部覆蓋三疊系陸源碎屑復(fù)理石，西北部處于二疊紀(jì)峨眉山大火成巖省東區(qū)，東北部為Rodinia超大陸聚合—裂解事件陳列區(qū)(梵凈山群)，境內(nèi)烏江、赤水河、錦江、清水江、南盤江、北盤江等水系發(fā)達(dá)。區(qū)域斷裂主要有羅甸—貴陽(yáng)—遵義斷裂帶、埡都—紫云斷裂帶、安順—貴陽(yáng)—鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂帶、銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—三都斷裂帶、水城—納雍—息烽—石阡斷裂帶、開遠(yuǎn)—平塘斷裂帶等[2-8]。
2 貴州熱儲(chǔ)及蓋層分布
地?zé)嵝纬芍辽傩枰邆?大基本地質(zhì)條件。一有熱水儲(chǔ)層——儲(chǔ)集空間，有了它地?zé)岵拍荛L(zhǎng)期保存。二有隔熱蓋層——封閉外殼，阻止熱量散發(fā)。三有導(dǎo)熱斷裂——傳熱通道，為深部地?zé)崴ㄟ^深大斷裂(次級(jí)斷裂)輸送至地面管道。四有基礎(chǔ)熱源——地溫來(lái)源，應(yīng)存在多種生熱渠道和產(chǎn)熱途徑。
貴州的熱水儲(chǔ)層和隔熱蓋層組成結(jié)構(gòu)和分布各有特點(diǎn)。自晚震旦世起到三疊紀(jì)晚期，劃分了4個(gè)碳酸鹽巖沉積期，據(jù)具體情況分出不同地層巖石組成的熱儲(chǔ)及蓋層單元，即上震旦統(tǒng)燈影組時(shí)期(第一儲(chǔ)蓋單元)、下寒武統(tǒng)清虛洞組至下奧陶統(tǒng)紅花園組時(shí)期(第二儲(chǔ)蓋單元)、上泥盆統(tǒng)望城坡組至下二疊統(tǒng)茅口組時(shí)期(細(xì)分為：第三儲(chǔ)蓋單元、第四儲(chǔ)蓋單元、第五儲(chǔ)蓋單元)、赤水及習(xí)水下二疊統(tǒng)至上三疊統(tǒng)時(shí)期(因?qū)偎拇ㄅ璧氐囊徊糠?，沒有分出儲(chǔ)蓋單元)[3]。
熱水儲(chǔ)層，為深部地?zé)醾鬏斨翜\部提供儲(chǔ)集空間。第一儲(chǔ)集單元，碳酸鹽巖出露于大方—金沙—仁懷—習(xí)水、清鎮(zhèn)—息烽—開陽(yáng)—甕安—福泉、黔東北、黔東南等地區(qū)，沉積厚度由北西至南東逐漸變薄，臺(tái)地相和臺(tái)地邊緣灘礁相藻白云巖及上覆下寒武統(tǒng)碎屑巖組成本單元巖系，總厚1 080.4 m，下伏地層為上震旦統(tǒng)洋水組、南沱組、澄江組/馬路坪組及中、新元古界碎屑巖及淺變質(zhì)巖系，組成厚逾2萬(wàn)m的隔水巖系，是貴州分布最廣、厚度最大、質(zhì)量較好及研究程度最高、地?zé)狳c(diǎn)最為密集分布的熱儲(chǔ)單元。第二儲(chǔ)集單元，碳酸鹽巖在北部和東部分布最廣，多見于背斜軸部及兩翼，出露有半局限海臺(tái)地相帶沉積(黔中—黔北主要為白云巖)、臺(tái)緣灘(丘)相帶沉積(銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—都勻一線)，斜坡相帶沉積(玉屏—丹寨—三都一線)、廣海盆地相帶沉積(東南隅)，與上覆下奧陶統(tǒng)湄潭組至志留系碎屑巖組成本單元巖系，巖石地層由寒武系清虛洞組、石冷水組、高臺(tái)組、婁山關(guān)群與志留系桐梓組、紅花園組組成，總厚 2 296.4 m，地?zé)狳c(diǎn)分布稀少，研究程度不高。第三、第四、第五儲(chǔ)集單元，分布在貴州北部、中部及東部的臺(tái)地、臺(tái)地邊緣沉積區(qū)，碳酸鹽巖分布于貴州南半部，地?zé)岱植剂阈?，研究程度也較低[3]。
隔熱蓋層，形成一道對(duì)地溫散熱保護(hù)的天然屏障。第一蓋層單元，巖性組成為下寒武統(tǒng)牛蹄塘組炭質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)巖夾透鏡狀磷塊巖，明心寺組頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和金頂山組灰色薄層砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖，總厚265～1 083 m，蓋層較薄，埋藏較淺。第二蓋層單元，直接蓋層由下奧陶統(tǒng)湄潭組(石阡—貴定以西)、大灣組(石阡—貴定以東)組成，以頁(yè)巖、砂巖為主，夾中厚層細(xì)晶生物灰?guī)r、微至細(xì)晶瘤狀灰?guī)r，總厚180～260 m；間接蓋層為中、上奧陶統(tǒng)龜裂紋灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁(yè)巖、粉砂巖，厚約0～155.69 m，以及下—中志留統(tǒng)統(tǒng)砂巖、頁(yè)巖夾少量生物碎屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，總厚>1 000 m，蓋層薄、埋藏淺。第三、第四蓋層單元，主要分布在貴州西部，水城一帶較發(fā)育，巖腳一地?zé)釡囟扔?2 ℃，以灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，夾砂巖類，總體蓋層偏薄，埋藏偏淺。第五蓋層單元，分布在貴州西部和北部，西部地區(qū)巖性組成主要為玄武巖、碎屑巖夾灰?guī)r或泥灰?guī)r等，玄武巖厚度在威寧一帶達(dá)10～1 240 m，碎屑巖總厚度1 524 m，蓋層厚、埋藏深；北部地區(qū)赤水及習(xí)水單元，上覆厚逾千米的侏羅系和上三疊統(tǒng)碎屑巖構(gòu)成良好的蓋層[3]。
導(dǎo)熱斷裂。貴州地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，水系密布。NE向區(qū)域斷裂最為發(fā)育，代表性斷裂有安順—貴陽(yáng)—鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂帶、水城—納雍—息烽—石阡斷裂帶等，次有SN向、NW向等區(qū)域斷裂數(shù)條，斷裂的有序空間展布，提供了地下深部熱流物質(zhì)上涌通道[5]。區(qū)內(nèi)儲(chǔ)熱構(gòu)造有背斜儲(chǔ)熱構(gòu)造、深斷裂儲(chǔ)熱構(gòu)造、活動(dòng)性斷裂構(gòu)造等提供較多的導(dǎo)熱空間[2-3,7]。
基礎(chǔ)熱源。貴州為地溫梯度低值區(qū)，一般為 0.58～3.96 ℃/100 m，是熱對(duì)流影響的結(jié)果，深部存在很大潛力的“地溫梯度”自然升溫空間，經(jīng)深部大斷裂地?zé)醾鬏斨翜\部。對(duì)于巖漿巖余熱散發(fā)的熱量，應(yīng)是省內(nèi)地溫升高又一方式，目前沒有實(shí)例驗(yàn)證和巖石放射性生熱率研究；對(duì)于放射性礦床衰變釋放的熱量，可促使局部地區(qū)地下水水溫增熱[2-3,7]，全省通過近60年的找礦勘查，共發(fā)現(xiàn)鈾礦床、鈾礦點(diǎn)和鈾礦化點(diǎn)2 000余個(gè)，鈾異常點(diǎn)數(shù)上萬(wàn)個(gè)[8]，因研究程度低、資料少、規(guī)模小，初步認(rèn)為尚達(dá)不到構(gòu)成產(chǎn)熱基礎(chǔ)能力，本次不單獨(dú)作為研究對(duì)象進(jìn)一步探討。
3 貴州地?zé)犷愋头植?/h2>
據(jù)王貴玲等研究[9]，我國(guó)地?zé)豳Y源可分為淺層地?zé)崮苜Y源、水熱型地?zé)豳Y源和干熱巖資源3種類型。在貴州水熱型地?zé)豳Y源研究程度較高，以中低溫地?zé)豳Y源(<90 ℃)為主，多分布在山地的斷裂帶上，其地?zé)嵋话阋?guī)模較小，另對(duì)淺層地?zé)崮苜Y源也有較多研究。
我國(guó)水熱型地?zé)崮苜Y源分布具有明顯的規(guī)律性和地帶性,但受構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素的控制總體分布不均勻。
熱儲(chǔ)類型分區(qū)。據(jù)中國(guó)地?zé)豳Y源分布圖[9]，貴州劃分了4大熱儲(chǔ)類型分區(qū)(圖1)，第一區(qū)域呈NE向斜貫中西部(道真—貴陽(yáng)—興義)約60%的面積，為裂隙型帶狀層狀復(fù)合型熱儲(chǔ)層分布區(qū)，屬于裂隙型熱儲(chǔ)；第二區(qū)域呈NE向斜貫東部(銅仁—荔波)約20%的面積，為裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層分布區(qū)，屬于裂隙型熱儲(chǔ)；第三區(qū)域呈EW向橫貫西北部(畢節(jié)—金沙、赤水—習(xí)水)約15%的面積，為巖溶型層狀熱儲(chǔ)層分布區(qū)，屬于巖溶型熱儲(chǔ)；第四區(qū)域沿東北部省界至渝湘境內(nèi)約5%的面積，為尚待查明區(qū)，屬于復(fù)合型熱儲(chǔ)。
1—裂隙型帶狀層狀復(fù)合型熱儲(chǔ)層分區(qū)；2—裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層分區(qū)；3—巖溶型層狀熱儲(chǔ)層分區(qū)；4—尚待查明區(qū)；5—主要斷裂；6—25～40℃溫泉；7—40～60℃溫泉；8—60～90℃溫泉；9—25～40℃地?zé)峋?0—40～60℃地?zé)峋?1—60～90℃地?zé)峋?2—90～150℃地?zé)峋?—layered fractures compound geothermal reservoir；2—banded fractures geothermal reservoir；3—layered karst thermal reservoir；4—others to be determined；5—major faults；6—hot spring at 25～40℃；7—hot spring at 40～60℃；8—hot spring at 60～90℃；9—geothermal well at 25～40℃；10—geothermal well at 40～60℃；11—geothermal well at 60～90℃；12—geothermal well at 90～150℃ 圖1 貴州地?zé)豳Y源分布[9]Fig.1 Distribution of geothermal resources in Guizhou[9]
地?zé)豳Y源分布。貴州主要分布在我國(guó)劃分的主要隆起山地型地?zé)釒е械闹械蜏氐責(zé)釒А?/p>
主要斷裂、地?zé)崃鞣植?。在黔東地?zé)岱植紖^(qū)有多組NE向區(qū)域性斷裂，黔西地?zé)岱植紖^(qū)有一組NW向區(qū)域性斷裂出現(xiàn)，它們一并控制了地?zé)狳c(diǎn)分布。大地地?zé)崃?點(diǎn))值介于61～71 mW/m2[9]。
溫泉、地?zé)峋植肌ＹF州有近300處，主要分25～40 ℃、40～60 ℃、60～90 ℃等3個(gè)溫度空間變化。
4 貴州地?zé)岱植寂c斷裂構(gòu)造
在貴州區(qū)域，深部大斷裂控制下的“地溫梯度”機(jī)械能的自動(dòng)增溫循環(huán)生熱方式，以及淺部活動(dòng)斷裂參與地?zé)崃黧w的導(dǎo)熱方式，是公認(rèn)最主要的熱傳導(dǎo)方式。
4.1 與活動(dòng)性斷裂的相關(guān)程度
活動(dòng)性斷裂是第四紀(jì)以來(lái)仍在活動(dòng)的斷裂，是活動(dòng)構(gòu)造主要表現(xiàn)形式和地震活動(dòng)、地災(zāi)發(fā)生、地?zé)岱植贾匾课?，是地?zé)釋ふ业闹匾獦?biāo)志。地?zé)崾乾F(xiàn)代斷裂活動(dòng)熱傳導(dǎo)的表現(xiàn)，是研究活動(dòng)斷裂的重要指示[2]。貴州近幾年小級(jí)別地震頻繁發(fā)生，為研究近期地?zé)峄顒?dòng)、巖漿活動(dòng)、地?zé)嶙兓忍峁┝藞?chǎng)地和條件?；顒?dòng)性斷裂為地?zé)峄顒?dòng)提供了有利空間，深部斷裂則是地?zé)嵘蟼鞯闹匾ǖ篮涂刂埔蛩亍?/p>
貴州地?zé)峥偱c地表活動(dòng)性斷裂有內(nèi)在聯(lián)系，不同地質(zhì)構(gòu)造地區(qū)，其分布產(chǎn)出特征卻存在差異(圖2)。
1—天然地?zé)狳c(diǎn)；2—地?zé)峋?—推測(cè)的深部Ⅰ級(jí)斷裂；4—推測(cè)的深部Ⅱ級(jí)斷裂；5—活動(dòng)性斷裂；6—地?zé)峋哂械某扇撼蓭卣鲄^(qū)1—natural geotherm spot；2—geothermal well；3—inferred deep first gradeⅠfault；4—inferred deep first grade Ⅱ fault；5—active fault；6—the geothermal area characterized as group of zonation圖2 貴州活動(dòng)性斷裂與地?zé)岱植缄P(guān)聯(lián)[2,10]Fig.2 Correlation diagram of active faults and geothermal distribution in Guizhou[2,10]
在地形地貌上，地?zé)崧淠_多處在地形較低處。天然地?zé)狳c(diǎn)多出現(xiàn)在深切谷地或峽谷底部的河流漫灘、階地上及河谷中，地?zé)峋霈F(xiàn)在河溪旁或平壩中[3]。
在地質(zhì)層位上，地?zé)岢霈F(xiàn)于不同地層組碳酸鹽巖中。自上震旦統(tǒng)到上三疊統(tǒng)均有天然地?zé)崧额^出現(xiàn)，沿碳酸鹽巖與上覆的非碳酸鹽巖接觸帶分布，富集有上震旦統(tǒng)燈影組碳酸鹽巖熱礦水、下寒武統(tǒng)清虛洞組至下奧陶統(tǒng)紅花園組碳酸鹽巖熱礦水、上泥盆統(tǒng)望城坡組至下二疊統(tǒng)茅口組碳酸鹽巖熱礦水、赤水及習(xí)水下二疊統(tǒng)至上三疊統(tǒng)熱鹵水[3]。
背斜構(gòu)造是地?zé)釙?huì)集產(chǎn)出位置之一，地?zé)岢Ｌ烊怀雎队诒承陛S部及其兩翼近軸部地帶、背斜傾伏處、背斜弧形轉(zhuǎn)彎處。
在區(qū)域分布上，地?zé)岱植急憩F(xiàn)三大特征。一是不均勻分布，高度集中于黔中至黔北的水城、安順、貴陽(yáng)、福泉、玉屏一線以北，南部?jī)H有18處出露，呈北多南少的分布特點(diǎn)，富集區(qū)為石阡—思南、遵義—金沙、貴陽(yáng)烏當(dāng)—水田、息烽—開陽(yáng)，西南部與云南交界區(qū)也較為富集。二是多地區(qū)分布，全省九個(gè)地州市均有出現(xiàn)，中部、東北部、北部、西北部的熱儲(chǔ)構(gòu)造條件好，蓋層薄、出露點(diǎn)多，屬天然型和經(jīng)濟(jì)型地?zé)釁^(qū)，西部、西南部、南部的熱儲(chǔ)構(gòu)造條件也較好，蓋層較厚、出露點(diǎn)較少，具有較大開發(fā)前景，東部、東南部熱儲(chǔ)構(gòu)造條件較差，在構(gòu)造有利部位有天然點(diǎn)和可供開發(fā)點(diǎn)。三是熱儲(chǔ)、蓋層單元廣泛分布，全省發(fā)育有相配套的熱儲(chǔ)和蓋層5個(gè)保溫單元，以第一、第二儲(chǔ)蓋單元最為重要，分布最廣、潛力最大，后三個(gè)在全省有不同程度分布，多數(shù)在構(gòu)造有利部位暴露地表，僅少數(shù)在構(gòu)造有利部位可開發(fā)利用。
在深部分布上，地?zé)崧癫赜幸欢ㄉ疃?。受地殼淺層構(gòu)造控制，與多層次滑脫作用相關(guān)，常分布在主斷層旁側(cè)的次級(jí)斷層中，形成深度2 000～3 500 m，很少超過5 000 m[3,7]。
在活動(dòng)性斷裂上，地?zé)峄顒?dòng)與之關(guān)系最為密切。已掌握的地?zé)狳c(diǎn)(帶)和地?zé)岙惓?區(qū))都與地質(zhì)構(gòu)造相聯(lián)系, 大多出露和分布在構(gòu)造斷裂帶,特別是挽近期活動(dòng)斷裂帶上[3,7]，主要沿NE向、次為近SN向分布，形成了NE向畢節(jié)—金沙—遵義、盤縣—貴陽(yáng)—石阡—松桃、麻江—?jiǎng)P里—?jiǎng)优c近SN向貴定—平塘(通州)、思南—石阡及NW向水城—六枝等地?zé)釒?。地?zé)狳c(diǎn)在NE向上(3條)有47處，水溫20～57 ℃，呈泉群出露于斷褶斜切部位，是最重要的一類，多以高溫出現(xiàn)，循環(huán)深度在1 500 m以上，其中以劍河地?zé)嶙钪?；在SN向上(2條)有21處，水溫20～54 ℃，常出露于河谷Ⅰ級(jí)階地或河床中，是次要的一類，以低溫為主，循環(huán)深度在1 400 m以上，以思南—石阡地?zé)崽镏?；在EW向上有9處，水溫20～36 ℃，一般出露于斷裂帶上或近側(cè)，是較主要的一類，水溫普遍較低，循環(huán)深度在640 m以上；在NW向上有5處，水溫20～34 ℃，僅出露于斷裂帶上或近側(cè)，是最少的一類，水溫普遍較低，循環(huán)深度在560 m以上[2-3]。這些地?zé)狳c(diǎn)是深部斷裂及淺部派生地質(zhì)構(gòu)造和熱學(xué)活動(dòng)在淺表的活動(dòng)反映[10]。
4.2 與深部斷裂的相關(guān)程度
貴州地?zé)崤c構(gòu)造的關(guān)系是十分密切的，地?zé)岱植寂c深部大斷裂也具有相關(guān)性。對(duì)深部斷裂的劃分是依據(jù)貴州區(qū)域重磁(莫霍面、居里面)兩種資料，通過省內(nèi)及周邊的大地電磁測(cè)深剖面(如黑水—泉州地學(xué)斷面經(jīng)過貴州松桃)，省內(nèi)布置的6條深反射地震剖面與石油鉆探資料等，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，推測(cè)了全省深部Ⅰ級(jí)斷裂3條(1F1～1F3)、Ⅱ級(jí)斷裂15條(2F1～2F15)、Ⅲ級(jí)斷裂12條。深部Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)斷裂可輸送充足的幔源物質(zhì)和高能熱流至地殼淺部，形成供熱深部渠道和主要物質(zhì)基礎(chǔ)，Ⅲ級(jí)斷裂為殼源產(chǎn)熱，提供了穩(wěn)定的熱源空間。貴州地?zé)岱植伎赡芤彩苤朴谏畈咳?jí)大斷裂(Ⅰ～Ⅲ級(jí))。
貴州地處揚(yáng)子地臺(tái)與江南造山復(fù)合帶的交接部位，構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，為地?zé)峄顒?dòng)創(chuàng)造了有利條件。省內(nèi)地?zé)岢嘌鼗顒?dòng)性斷裂分布外，還沿深部區(qū)域性大斷裂分布。其中深部的NE向、NEE向斷裂是控制地?zé)岱植嫉闹饕獦?gòu)造，地下熱水多局限分布于NE向、NNE向斷裂上盤的前鋒帶內(nèi)。如沿桐梓—遵義—貴陽(yáng)—羅甸NEE向斷裂帶兩側(cè)分布有水溫28～52 ℃不等的地?zé)釘?shù)十處，溫泉多自碳酸鹽巖巖石中涌出。省內(nèi)地?zé)岱植嫉目刂菩詳嗔褞е饕蠳EE向桐梓—羅甸斷裂帶2F2(兩側(cè)分布)、NE向興仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂帶1F1(兩側(cè)北多南少分布)、NEE向松桃—江口—三穗—榕江—羅城深部大斷裂(1F2)、NEE向勒—師宗—普安—水城—赫章深部大斷裂(1F3)。在NE向斷裂與近EW向斷裂的交匯部位，常常是地?zé)豳Y源分布的理想場(chǎng)所。地?zé)岱植际苌畲髷嗔芽刂泼黠@，在斷裂帶中的不同層位均有出露，已知地?zé)嵫厣畈竣窦?jí)斷裂與深部Ⅱ級(jí)斷裂交匯區(qū)或不同級(jí)別斷裂兩側(cè)分布。
上述貴州已知地?zé)嵩谏畈縉E向1F1斷裂的北部大量聚集和南部少數(shù)出現(xiàn)，在地質(zhì)上與區(qū)域性的地層巖性質(zhì)量及構(gòu)造分布格局有直接關(guān)系。這種現(xiàn)象從地質(zhì)構(gòu)造上加以分析，應(yīng)是有其地質(zhì)原因的，它不是偶然的地質(zhì)變化和位置分布上的巧合。
從貴州區(qū)域地?zé)豳Y源形成構(gòu)造條件來(lái)看，在區(qū)域性大斷裂束、褶皺束帶及短軸狀背斜傾伏端，NE向多期復(fù)活斷裂與燕山期形成的不同方向的構(gòu)造帶復(fù)活部位常見地?zé)岱植糩3]，這與區(qū)內(nèi)受到的EW向大地構(gòu)造地質(zhì)應(yīng)力的擠壓變形作用(特提斯構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域聯(lián)合作用)、地殼上淺部蓋層分布的地層巖性及物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成變化等因素有關(guān)。
大致以NE向1F1斷裂為界，貴州北部60%的區(qū)域位于揚(yáng)子地臺(tái)區(qū)，南部40%的區(qū)域位于華南褶皺系，南部地區(qū)則再分為江南造山帶、右江造山帶及過渡區(qū)。在北部以碳酸鹽巖發(fā)育為特色，沉積蓋層厚，地溫保溫條件較好，對(duì)地?zé)岙a(chǎn)出有利，南部則是東南部的淺變質(zhì)巖系、西南部的三疊系陸源碎屑復(fù)理石及過渡區(qū)分布，沉積蓋層薄，地溫保溫條件較差，變質(zhì)基底過早暴露，對(duì)地?zé)岙a(chǎn)出不利。
貴州中西部處于裂隙型帶狀層狀復(fù)合型熱儲(chǔ)層分布區(qū)(1F1北側(cè))，東南部處于裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層分布區(qū)(1F1南側(cè))，均屬裂隙型熱儲(chǔ)，有益巖漿熱流體的滲透和流通，前區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)造復(fù)雜，熱儲(chǔ)較為緊致，質(zhì)量較好，利于地?zé)嵝纬?，后區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)造簡(jiǎn)單，熱儲(chǔ)較為開放，質(zhì)量較差，不利于地?zé)嵝纬伞?/p>
5 貴州地?zé)岱植寂c巖漿巖
貴州地?zé)岱植贾饕憩F(xiàn)為巖漿巖余熱散發(fā)生熱方式，在貴州還未得到深部鉆探工程的有效驗(yàn)證，確定地?zé)岱植寂c花崗巖相關(guān)程度具體情況如何。推測(cè)這種通過巖漿余熱的導(dǎo)熱過程，也應(yīng)該成為貴州另一種熱源活動(dòng)的熱傳導(dǎo)方式。除從江宰便隱伏花崗巖得到證實(shí)外，貴州其余地區(qū)至今再?zèng)]有發(fā)現(xiàn)隱伏花崗巖，但發(fā)現(xiàn)巖體相應(yīng)信息時(shí)有報(bào)道，如中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局自然資源航空物探遙感中心，于2014～2016年承擔(dān)完成的銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—雷山一帶的1∶5萬(wàn)航磁測(cè)量，就發(fā)現(xiàn)與中酸性侵入巖有關(guān)的磁異常133個(gè)，優(yōu)選出11處磁異常進(jìn)行了三級(jí)地面查證，分析具有重要找礦意義的異常7處，3處地表見黃鐵礦化和黃銅礦化[11-12]。
5.1 與中酸性巖漿巖的相關(guān)程度
貴州地表花崗巖露頭極為稀少。為圈定省內(nèi)中酸性巖體，先以湖南白馬山、越城嶺及廣西摩天嶺、元寶山與貴州梵凈山出露的花崗巖體均反映為重力低、磁力低及高電阻率的地球物理場(chǎng)響應(yīng)特征為依據(jù)，又以廣西南丹大廠隱伏花崗巖體上布格重力異常、航磁ΔT轉(zhuǎn)換ΔZ⊥異常響應(yīng)特征為線索，再以我國(guó)東部重力梯級(jí)帶通過的東南沿海地區(qū)(浙閩粵桂等)、中西部重力梯級(jí)帶之間的川甘陜秦巴地區(qū)，有中酸性巖漿巖分別呈NE向空前分布、EW向集中出現(xiàn)為參考，結(jié)合貴州實(shí)際以剩余重力值-2×10-5m/s2、磁場(chǎng)強(qiáng)度值-10 nT等量線為基礎(chǔ)，外加布格重力異常負(fù)圈閉，聯(lián)合圈定了貴州境內(nèi)逾百處隱伏巖體分布[13]。而花崗巖基的圈定，主要是以中間剩余重力異常為平臺(tái)，結(jié)合區(qū)域航磁異常分布而劃分，其反映為有一定埋深和分布面積的深部基底物質(zhì)組成，形成高、低密度地質(zhì)塊體異常，高密度地塊屬于上地殼深處未被重熔的變質(zhì)巖殘留塊體(變質(zhì)基底)，而低密度地塊屬于該深度上已被重熔形成的花崗巖塊體(花崗巖基)[14-15]。
由區(qū)域性剩余重力負(fù)異常和航磁負(fù)異常推測(cè)的貴州花崗巖體極為發(fā)育[13]，多呈帶狀沿地質(zhì)構(gòu)造線走向分布，形態(tài)規(guī)模不一，NE向居多，分布于黔中、黔東北大部、黔南、黔西南、黔北等地區(qū)(圖3)。
1—推測(cè)的花崗巖體；2—推測(cè)的花崗巖基；3—天然地?zé)狳c(diǎn)；4—地?zé)峋?—地?zé)峋哂械某扇撼蓭卣鲄^(qū)；6—推測(cè)的深部Ⅰ級(jí)斷裂；7—推測(cè)的深部Ⅱ級(jí)斷裂1—inferred granite body；2—inferred granite batholith；3—natural geotherm spot；4—geothermal well；5—the geothermal area characterized as group of zonation；6—inferred deep first gradeⅠfault；7—inferred deep first gradeⅡfault圖3 貴州推測(cè)的花崗巖體及花崗巖基與地?zé)岱植缄P(guān)聯(lián)[2,13-15]Fig.3 Correlation diagram among inferred granite, granite batholith and geothermal distribution in Guizhou[2,13-15]
在我國(guó)不少地?zé)崤c花崗巖熱源作用有成因聯(lián)系，貴州花崗巖出露極少，僅在梵凈山、黔桂省界摩天嶺兩地。在圖3中多數(shù)地?zé)岱植荚诨◢弾r體區(qū)及附近，有的出現(xiàn)在兩巖體之間，僅極少數(shù)遠(yuǎn)離花崗巖體，沿花崗巖基區(qū)及其邊緣區(qū)兩側(cè)有大量分布，梵凈山(印江)出露花崗巖體一帶有地?zé)岙a(chǎn)出。事實(shí)上，貴州目前并沒有發(fā)現(xiàn)地?zé)崤c花崗巖余熱作用有關(guān)的典型案例，除鉆遇從江宰便隱伏花崗巖外再也沒有新的突破。
與貴州毗鄰的幾個(gè)省(市、區(qū))對(duì)地?zé)岢梢蜓芯砍潭容^高，其中部分地?zé)岱植寂c花崗巖產(chǎn)熱貢獻(xiàn)有關(guān)。
在湖南地下熱水主要賦存于巖溶裂隙層狀、脈狀含水層和花崗巖構(gòu)造破碎帶中。熱水賦存圍巖主要有古生界灰?guī)r和花崗巖，其中巖溶裂隙層狀、脈狀含水層主要分布于石灰?guī)r地區(qū)，以湘西北地?zé)岙惓^(qū)最為典型，補(bǔ)給水源豐富，水量大而水溫較低；而湘西南地?zé)岙惓^(qū)內(nèi)花崗巖構(gòu)造破碎帶中熱水水量相對(duì)灰?guī)r區(qū)小[16]。與貴州東部最為鄰近的一條斷裂為NE向F1花垣—永順—桑植斷裂，圍繞武陵山—雪峰山弧形構(gòu)造外弧轉(zhuǎn)折端分布著眾多的地?zé)幔疁匾灾袦卣呔佣?，地?zé)岢蚀闋罘植迹涣硪粭l斷裂為NE向F2靖縣—溆浦—常德斷裂，其間發(fā)育一系列開闊的短軸背、向斜和花崗巖，地?zé)嵋缘蜏貫橹?，中溫者少見[17]。
在四川由于受到印支、燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用影響，區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育，伴有大規(guī)模的中酸性巖漿巖侵入。地?zé)岫嘌刂鴶嗔?、破碎帶或侵入體的接觸帶有規(guī)律分布，具有裂隙型層狀熱儲(chǔ)特征(巖性碳酸鹽巖)。熱源以挽近斷裂變動(dòng)和地震活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械熱能為主，次為地溫梯度增熱、花崗巖體的巖漿余熱及放射性元素蛻變產(chǎn)生化學(xué)能[18]。地下水接受大氣降水滲入補(bǔ)給，向深部沿?cái)鄬悠扑閹?、?gòu)造節(jié)理裂隙下滲、運(yùn)移及接受地溫加熱，遇到印支期花崗巖時(shí)，接受巖漿余熱和放射性熱源加熱，并沿著有利的深大斷裂上升到淺部時(shí)，與松散巖類孔隙冷水混合，使溫度有所降低，在適宜地方出露地表形成地?zé)醄19]。
在云南經(jīng)調(diào)查表明，巖漿巖十分發(fā)育，地?zé)岫喑雎队谥猩?、古生界及震旦系地層中。從巖性看，在沉積巖中多與灰?guī)r、砂巖有關(guān)；在巖漿巖中多與花崗巖、玄武巖有關(guān)。部分地區(qū)出露大面積花崗巖帶，存在的40K同位素具有高放射性和生熱率，作為熱源直接加熱花崗巖裂隙中的地下水[20]。
在廣西直接產(chǎn)在花崗巖或花崗斑巖區(qū)的地?zé)嵴伎倲?shù)的45.8%，若加上深部存在隱伏巖體的數(shù)量，則占總數(shù)的80%以上，可見巖體的存在是形成地?zé)岬囊粋€(gè)重要因素。目前廣西發(fā)現(xiàn)的巖體均屬于燕山期或燕山期之前形成的巖體，這些巖體經(jīng)過漫長(zhǎng)地史的熱能釋放，巖漿活動(dòng)所產(chǎn)生的余熱已不存在，但巖體本身含有的放射性元素可釋放大量的熱量，這些熱量足以使地?zé)岬脑鰷芈试龃螅硗庾鳛閹r體上升的通道仍是熱流上升的良好通道。在這些地區(qū)熱流量大，易形成地?zé)岙惓?，有利于地?zé)崴男纬蒣21]。
除重慶沒有資料說(shuō)明外，川、滇、桂、湘四省(區(qū))部分地?zé)岱植寂c花崗巖余熱或放射性元素釋熱有關(guān)，在貴州印江桃樹林花崗巖出露區(qū)附近，不僅有地?zé)岢霈F(xiàn)而且在巖體內(nèi)接觸帶產(chǎn)有鈾礦床，嚴(yán)格受梵凈山復(fù)式背斜內(nèi)近SN向淘金硅質(zhì)斷裂帶控制，即受斷層、巖體雙重控制。因此推測(cè)可能也存在巖漿巖的供熱方式[22]。
5.2 與基性—超基性巖漿巖的相關(guān)程度
據(jù)王亮等研究[23]，貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)馬坪(鉀鎂煌斑巖)、貞豐魯容—陰河(鈣堿性煌斑巖)、羅甸溝亭—望謨大觀(輝綠巖)、晴隆—織金西北(玄武巖)等巖漿巖出露區(qū)，與重磁場(chǎng)同位置相對(duì)應(yīng)地區(qū)表現(xiàn)為重力高、磁力高分布特征，且重磁異常強(qiáng)度表現(xiàn)為高低不一的幅值變化。為保證將最小的隱伏巖體圈定，盡量消除區(qū)內(nèi)巖漿巖受區(qū)域性剝蝕、風(fēng)化的影響，故利用重力值2×10-5m/s2、磁力值10 nT為基準(zhǔn)，聯(lián)合圈定了省內(nèi)百余處基性—超基性巖體分布，對(duì)尋找有關(guān)聯(lián)的礦產(chǎn)指明了勘查方向。
由區(qū)域剩余重力正異常和航磁正異常推測(cè)的貴州基性—超基性巖體，其分布格局與地表此類巖體分布特征基本一致，西部、北部較多分布，東部、南部稀疏分布[23]，在巖體分布區(qū)及附近、兩巖體之間也可見到地?zé)狳c(diǎn)出現(xiàn)。在地?zé)岬臒釋W(xué)貢獻(xiàn)上花崗巖余熱作用相比更大，對(duì)基性巖類熱學(xué)作用不再贅述。
6 貴州地?zé)岱植嘉镌礄C(jī)制探討
對(duì)于地?zé)醽?lái)源出處，應(yīng)是一個(gè)科學(xué)的溯源問題，應(yīng)追蹤源頭產(chǎn)地，區(qū)分產(chǎn)出類型，對(duì)巖石生熱率高低測(cè)試，正確作出質(zhì)量評(píng)估，得出定量研究結(jié)果。
6.1 沿?cái)嗔淹ǖ馈暗販靥荻取弊詣?dòng)升溫深部循環(huán)影響
貴州地表區(qū)域性大斷裂較多，推測(cè)的深部大斷裂也不少，具有完備的熱儲(chǔ)、蓋層條件，構(gòu)成了有利的造熱集熱傳熱成套系統(tǒng)。通過不同地質(zhì)應(yīng)力、巖土力學(xué)層間壓力和深部“地溫梯度”自動(dòng)升溫作用將地?zé)崴钛h(huán)帶至地表，成為區(qū)內(nèi)地下水供熱的主要增溫方式。
下面用貴州遵義北郊一個(gè)具體的地?zé)峋臏y(cè)溫曲線來(lái)分析斷裂和地?zé)嵝纬傻年P(guān)系(圖4)。SZK1地?zé)峋挥谫F州遵義匯川區(qū)茅草鋪，區(qū)內(nèi)以地表NE向楓香斷裂導(dǎo)熱為主，兼有與深部熱源相溝通和層狀低溫地?zé)崽卣?。出現(xiàn)第一儲(chǔ)蓋單元，蓋層為下寒武統(tǒng)金頂山組、明心寺組、牛蹄塘組，熱儲(chǔ)為上震旦統(tǒng)燈影組。熱儲(chǔ)層熱流體補(bǔ)給來(lái)源，主要為遠(yuǎn)距離的側(cè)向徑流，流向?yàn)槲鞅钡綎|南[24]。
SZK1地?zé)峋挥谧窳x向斜的西北翼，屬一單斜構(gòu)造，東南方有一NE-SW、傾向?yàn)镹W向、傾角65°的斷層，并位于深部SN向桐梓—遵義—貴陽(yáng)—羅甸斷裂2F2、NE向威寧—金沙—遵義—德江斷裂2F10(最近的)相交區(qū)的北東側(cè)。地層從上至下有第四系、奧陶系(十字鋪組、牯牛潭組、湄潭組、紅花園組、桐梓組)、寒武系(婁山關(guān)組、石冷水組、高臺(tái)組、清虛洞組、金頂山組、明心寺組、牛蹄塘組)、震旦系(燈影組、陡山沱組、南沱組、澄江組)、新元古界板溪群[24]。
該地?zé)峋販赜^測(cè)曲線，從深度1 158.7～ 2 698.5 m記錄，測(cè)井深度長(zhǎng)約1 539.8 m。井口溫度30 ℃，井溫曲線由上至下存在明顯降溫帶、恒溫帶、升溫帶(圖4，僅表示含水?dāng)鄬悠扑閹ы數(shù)装逡粠^(qū)域)。
降溫帶位于深部1 158.7～1 768.19 m之間，深度差609.49 m，井溫測(cè)溫在該帶頂界為40.5 ℃、底界為51.9 ℃，溫度差11.4 ℃，井溫梯度每百米1.870 ℃，覆蓋地層寒武系婁山關(guān)組、石冷水組、高臺(tái)組、清虛洞組、金頂山組。恒溫帶位于深部1 768.19～2 190.00 m，深度差421.81 m，井溫測(cè)溫在該帶頂界為51.9 ℃、底界為61.5 ℃，溫度差9.6 ℃，井溫梯度每百米2.276 ℃，覆蓋地層寒武系金頂山組、明心寺組。升溫帶位于深部2 190.00～2 643.22 m，深度差453.22 m，井溫測(cè)溫在該帶上部頂界為61.5 ℃(深度2190.00 m)、中界為67.3 ℃(深度2 420.00 m)、下部底界為71.6 ℃(深度2 643.22 m)，溫度差10.1 ℃，井溫梯度每百米2.223 ℃，覆蓋地層寒武系明心寺組、牛蹄塘組；本帶中上部，深度差230.00 m，溫度差5.8 ℃，井溫梯度每百米2.522 ℃，中下部(中界至圖4的E點(diǎn))，深度差223.22 m，溫度差4.3 ℃，井溫梯度每百米1.926 ℃。
圖4 貴州遵義北郊SZK1地?zé)峋硿y(cè)段測(cè)溫曲線及綜合異常[24]Fig.4 Temperature measurement curve and comprehensive anomaly map of a section of SZK1 geothermal well in northern suburb of Zunyi, Guizhou[24]
自2 259.15 m進(jìn)入震旦系燈影組(Z2dy)儲(chǔ)熱層，全井實(shí)測(cè)的7條測(cè)井曲線，過E點(diǎn)至深度 2 672.22 m均呈現(xiàn)出明顯構(gòu)造破碎帶的物理耦合響應(yīng)特征，為高自然伽馬、高聲波時(shí)差、高自然電位、深側(cè)向低電阻率、淺側(cè)向低電阻率等變化，巖層上下部較破碎、中間相對(duì)完整，為勘探的主要目的層即含水層，推測(cè)為含水?dāng)鄬訋У姆从?，斷層帶厚度達(dá)28.00 m，可能與淺部的NE向活動(dòng)性楓香斷裂相對(duì)接。
井溫梯度變化，全孔每百米2.123 ℃、破碎帶每百米10 ℃，破碎帶是全孔的4.71倍，從這一數(shù)值分析和井溫曲線變化特征看，說(shuō)明進(jìn)入升溫帶后的上部井溫處于上升期，過該帶中界至下部如圖4的E點(diǎn)逐步達(dá)飽和，過E點(diǎn)后趨于井溫平衡期，向下越靠近深部斷層破碎帶井溫提升越快，上部為快速上升段，下部至E點(diǎn)為較快上升段，E點(diǎn)至深部為均勻變化段。井溫于 2 673.50 m溫度顯示值高達(dá)72.3 ℃，理論計(jì)算[25]當(dāng)?shù)乇Ｊ氐販貞?yīng)在43.51～57.18 ℃，井溫理論計(jì)算值低于實(shí)際測(cè)量值-15.12 ℃，尚有的不足溫差應(yīng)是由其他生熱方式補(bǔ)給，可能會(huì)通過巖漿巖余熱活動(dòng)等熱源補(bǔ)足。
深部?jī)纱髷嗔?2F2、2F10)與地表活動(dòng)性楓香斷裂的聯(lián)通作用，對(duì)地下熱流體水溫有逐漸提升作用，當(dāng)?shù)谝粺醿?chǔ)蓋層出現(xiàn)時(shí)，可使斷層破碎帶成為一穩(wěn)定的保溫帶。
6.2 巖漿巖余熱活動(dòng)散發(fā)影響
目前沒有資料和實(shí)例說(shuō)明貴州部分地?zé)岽嬖诨◢弾r余熱的直接貢獻(xiàn)，但不少地質(zhì)現(xiàn)象預(yù)示區(qū)內(nèi)應(yīng)存在此種供熱作用和熱量產(chǎn)生。
對(duì)于巖漿活動(dòng)余熱，人們多認(rèn)為很難構(gòu)成貴州地?zé)崽锏臒嵩?，因?yàn)橘F州沒有發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代巖漿活動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)，一次巖漿事件的持續(xù)時(shí)間約10 000年左右，之后冷卻了就不能成為“熱源”，而地質(zhì)歷史上很久以前形成的巖漿巖體，一般不構(gòu)成熱源，可事情總不能一概而論，這取決于當(dāng)?shù)氐某练e蓋層結(jié)構(gòu)完好程度，以及對(duì)巖漿巖的保護(hù)。在貴州由于沉積巖蓋層巨厚，限制了巖漿巖的活動(dòng)能力，造成花崗巖體天然露頭分布極少，不致于過早暴露地表遭遇風(fēng)化、剝蝕及體量減少而很快失溫，因花崗巖問題大家對(duì)地下熱源研究無(wú)法開展，無(wú)法知道地?zé)嵝纬膳c巖體放熱是否有成因聯(lián)系。但區(qū)內(nèi)現(xiàn)代地震活動(dòng)頻繁，在NW向羅甸—昭通斷裂帶、SN向劍河—沿河斷裂帶近年來(lái)地震時(shí)有發(fā)生，對(duì)新生的巖漿活動(dòng)引發(fā)、巖體熱學(xué)改造及巖內(nèi)成分重組等有影響，在銅仁發(fā)現(xiàn)了隱爆角礫巖，赫章某鉆孔有石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，說(shuō)明深部可能有地幔巖漿物質(zhì)上涌和熱學(xué)熱量釋放的活動(dòng)。省內(nèi)多地區(qū)空前產(chǎn)出的中低溫?zé)嵋盒偷V床(金、鉛鋅、銻、螢石)和產(chǎn)于震旦系—寒武系中的海相熱水沉積重晶石礦床，其形成與巖漿熱(水)源分布密不可分，預(yù)示區(qū)內(nèi)應(yīng)存在大量巖漿侵入活動(dòng)，主要是活性極強(qiáng)的花崗巖體出現(xiàn)。熱學(xué)供熱方式有物競(jìng)天擇之分，前述地?zé)峋暗販靥荻取辈蛔阋援a(chǎn)生井測(cè)溫度，在遵義一帶(圖3圈定了多處花崗巖體，通過Ⅰ號(hào)花崗巖基異常區(qū))井溫理論計(jì)算值低于實(shí)際測(cè)量值-15.12 ℃，故應(yīng)當(dāng)考慮巖漿巖余熱活動(dòng)這部分的貢獻(xiàn)才算合理。
對(duì)于巖漿巖放射性生熱，應(yīng)該用巖石的放射性生熱率數(shù)值來(lái)表達(dá)，并和國(guó)內(nèi)外的已知成果進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明放射性生熱的貢獻(xiàn)。一般情況下，巖石的放射性衰變生熱量和熱儲(chǔ)中儲(chǔ)存的熱量相比是微不足道的，但不能低估巖漿巖的放射性作用及放射性產(chǎn)熱率的不同，不同地區(qū)有的巖體產(chǎn)熱率高，有的巖體產(chǎn)熱率則較低，而有的巖體產(chǎn)熱率本底值卻較高，在幔源供熱的基礎(chǔ)上附加殼源產(chǎn)熱，可提供穩(wěn)定的熱源，區(qū)域內(nèi)發(fā)育的NE向與NNE向斷裂，為地下熱水深循環(huán)提供了傳熱與導(dǎo)水通道。在貴州雖沒有取得相關(guān)巖漿巖(或放射性礦床)輻射的測(cè)試數(shù)據(jù)，但不能說(shuō)明其生熱量對(duì)地下水供熱沒有貢獻(xiàn)，這種方式可能不是主要熱源形式，但巖漿巖放射性生熱(或放射性礦床衰變生熱)應(yīng)是客觀存在的。在息烽—開陽(yáng)、石阡—印江、劍河、遵義等著名療養(yǎng)區(qū)，地?zé)崴貛r溶裂隙或構(gòu)造裂隙、斷裂分布，有的水溫普遍較高，表現(xiàn)出較大溫差的水溫變化及升溫現(xiàn)象，出現(xiàn)了較高輻射值的氡和鐳、鈾、釷的放射性影響及對(duì)地下水的長(zhǎng)效增溫作用，如遵義楓香天然礦泉水測(cè)定，含氡1.54Me、226鐳2.93×10-12g/L、鈾1.05×10-5g/L、釷1.4×10-7g/L[3]。
對(duì)于依據(jù)重力成果分解異常，出現(xiàn)巨大重力低異常反映的花崗巖基(圖3)，預(yù)示區(qū)內(nèi)可能存在深部熱源體，通過重磁資料推測(cè)的眾多中酸性巖體，反映出花崗巖基頂界之上的熱源體發(fā)育程度高，其熱學(xué)作用不容忽視。從重力異常(巖體)和地?zé)岱植缄P(guān)系來(lái)分析，地?zé)岫挤植荚谥亓Φ偷耐鈬^低洼處(巖體一帶)，如此大的范圍有地?zé)岱植迹渖畈勘囟ù嬖跓嵩大w，當(dāng)?shù)乇頊\部有構(gòu)造條件，加上有水為載體，就有地?zé)岢霈F(xiàn)的可能性[26]，與地下熱源體多處存在有密切關(guān)聯(lián)。研究地?zé)崮芰酷尫诺母叩責(zé)釄?chǎng)與重力低分布有關(guān)，且受構(gòu)造控制明顯，花崗巖基反映的重力低內(nèi)地溫顯示卻非常高[27]。推測(cè)的深部花崗巖體和花崗巖基，是地下水增溫的最重要介質(zhì)和主要熱源體，也可能是地體內(nèi)產(chǎn)生熱力資源的主導(dǎo)因素，為地下水產(chǎn)熱增溫釋放出的巖漿巖余熱，理應(yīng)成為地下水供熱增溫又一方式，其巖漿巖放射性生熱量可能沒有地?zé)崽荻仍鰷亓看螅鋷r漿巖具體的生熱率貴州這方面研究非常薄弱。
6.3 地質(zhì)成因類型劃分探討
貴州地?zé)岱植嫉貐^(qū)。地域上主要集中分布于黔中—黔北地區(qū)，數(shù)量多，具成群成帶分布特點(diǎn)，在NE向、近SN向、NW向等活動(dòng)性斷裂交匯部位及其旁側(cè)分布，多數(shù)與廣布的儲(chǔ)熱體—巖漿巖及斷陷盆地有關(guān)，多分布于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的基巖隆起區(qū)，處在開啟型或半開啟型構(gòu)造中[3]。
貴州地?zé)岙a(chǎn)出部位。賦存于古生代碳酸鹽巖(呈巖溶裂隙層狀、脈狀熱水層)和花崗巖構(gòu)造破碎帶(斷裂裂隙為主要導(dǎo)水、儲(chǔ)水構(gòu)造，含水較豐富)中，地表多屬二疊紀(jì)石灰?guī)r出露泉，屬淋濾作用經(jīng)深層循環(huán)加熱形成。黔中及黔北地?zé)釁^(qū)的水溫較黔南、黔東、黔西為高，黔中的以高溫為主，中低溫次之，黔北以低溫為主，中溫次之，有斷裂截切花崗巖分布區(qū)的水溫較截切碳酸鹽巖地區(qū)為高[3]。
貴州地?zé)崴疁貋?lái)源。主要與斷裂活動(dòng)引起的機(jī)械能“地溫梯度”增熱、巖漿巖余熱活動(dòng)等有關(guān)，還與斷裂近期活動(dòng)和地震關(guān)系密切，如NE—NNE向斷裂帶內(nèi)的息烽、石阡、劍河等高溫地?zé)岱植紖^(qū)內(nèi)[3]。
7 結(jié)論
1) 貴州地?zé)岱植寂c活動(dòng)性斷裂關(guān)系密切。大多數(shù)地?zé)嵫豊E向斷裂分布，其次沿SN向斷裂分布，在斷裂帶走向及附近集群出現(xiàn)或局部少量出現(xiàn)，頻繁活動(dòng)的地震、地質(zhì)災(zāi)害沿其產(chǎn)出，不同方向斷裂一并控制了地?zé)岬姆植?。以興仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)一線為界，地?zé)岢尸F(xiàn)北多南少的分布格局。
2) 貴州地?zé)岱植寂c深部大斷裂關(guān)系密切。深部Ⅰ、Ⅱ級(jí)斷裂具有深度的幔源供熱傳導(dǎo)作用，提供富足的熱源和深部聚熱基礎(chǔ)，深部Ⅲ級(jí)斷裂具有高效的傳熱、儲(chǔ)熱聯(lián)通作用，提供穩(wěn)定的熱源和淺部生熱通道。約90%以上地?zé)岙a(chǎn)在由呈“H”型構(gòu)造樣式深部1F1～1F3的斷裂組合區(qū)內(nèi)，分別表現(xiàn)在沿NE向斷裂1F1北側(cè)大量分布(南側(cè)不多)、介于兩條SN向斷裂(1F2、1F3)之間出現(xiàn)(東西兩側(cè)省界不多)，推測(cè)在1F1南部和1F2、1F3控制的東西外側(cè)具有較大找熱空間。
3) 貴州地?zé)岱植寂c隱伏花崗巖體、深部花崗巖基關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)分布有很多中低溫?zé)嵋盒偷V產(chǎn)和資源儲(chǔ)量豐富的海相熱水沉積重晶石礦床存在，揭示出地下存在與所述礦產(chǎn)有成因聯(lián)系的熱源體，它們?yōu)榈責(zé)崽锏男纬善鸬搅酥匾嶙饔煤蜔嵩次镔|(zhì)儲(chǔ)備。規(guī)模大的花崗巖體保留余熱較多為高產(chǎn)熱巖石，對(duì)地溫場(chǎng)分布影響較大，是潛在的重要供熱資源和供給方式，巨大的花崗巖基應(yīng)是殼源產(chǎn)熱的物源基地。
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王亮,胡從亮，張嘉瑋，陳國(guó)勇，張美雪，楊武，張應(yīng)文
(1.貴州省地質(zhì)調(diào)查院, 貴州 貴陽(yáng) 550081； 2.貴州省地質(zhì)物探開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心, 貴州 貴陽(yáng) 550081; 3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽(yáng) 550004； 4.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院, 貴州 貴陽(yáng) 550081; 5.貴州省地礦局 地球物理地球化學(xué)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550018； 6.貴州省地礦局 102地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563003)
0 引言
地?zé)豳Y源在我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域及不同產(chǎn)業(yè)中已得到普及應(yīng)用，特別是溫泉旅游季對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。貴州與接壤的川、渝、湘、桂、滇等6省(市、區(qū))地?zé)豳Y源豐富，在熱源機(jī)制研究上，多數(shù)行政地區(qū)進(jìn)行了很好探索和成果證實(shí)，主要為深部斷裂控制的“地溫梯度”機(jī)械能原理自動(dòng)增溫循環(huán)生熱、巖漿巖余熱散發(fā)生熱等兩種基本熱源類型。貴州省地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)地?zé)岢梢蚨鄡A向于第一種認(rèn)識(shí)，第二種認(rèn)識(shí)因沒有研究對(duì)象，深部探究未有任何突破，以往的黔中、黔南及赤水、凱里一帶多口油氣深探井鉆探資料顯示，并未見到過鉆遇有關(guān)花崗巖體信息及其地?zé)岱植寂c花崗巖相關(guān)程度的報(bào)道。
川、滇、黔、渝、湘、桂6省(市、區(qū))位于我國(guó)東部武陵山、西部烏蒙山兩大巨型重力梯級(jí)帶上，均受到來(lái)自東西部全國(guó)性地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力的綜合影響，在接壤地區(qū)區(qū)域地質(zhì)作用效應(yīng)基本相近。貴州北面的重慶市享譽(yù)“世界溫泉之都”之美譽(yù)，市內(nèi)劃分的5大經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)占有146處溫泉；東面的湖南省在湘西北、湘中、湘東、湘東南有高于23 ℃的溫泉資源179處，形成芙蓉國(guó)地?zé)峤?jīng)濟(jì)項(xiàng)目鏈條效應(yīng)；南面的廣西壯族自治區(qū)在桂東南、桂東北至今發(fā)現(xiàn)溫泉45處，成為八桂大地旅游資源發(fā)展新業(yè)態(tài)；西面的云南省昆明盆地—滇東南及滇西三江源構(gòu)造帶上地?zé)狳c(diǎn)星羅棋布，成為西南邊陲一道亮麗的熱浪景致；西北面的四川省是我國(guó)地?zé)豳Y源蘊(yùn)藏豐富的地區(qū)，在不同熱儲(chǔ)類型區(qū)已發(fā)現(xiàn)地?zé)?00多處，開發(fā)利用前景巨大。
貴州也是我國(guó)地?zé)豳Y源較發(fā)育地區(qū)之一，具有得天獨(dú)厚的地質(zhì)富集條件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已完成施工可開發(fā)利用的地?zé)峋_(dá)250余口[1]，主要集中于黔北地區(qū)分布，有大于25 ℃的地?zé)豳Y源近300處，小于25 ℃的熱水泉僅20處[2-3]。黨的“十九大”后貴州省委省政府部署打造貴州“中國(guó)溫泉省”，2016年啟動(dòng)了旅游資源大普查，全省登記了264處溫泉旅游資源(優(yōu)良級(jí)資源77處)，包括貴安新區(qū)都設(shè)置了探礦權(quán)。
為探獲較多穩(wěn)定地?zé)豳Y源，實(shí)現(xiàn)全省地?zé)峤?jīng)濟(jì)夢(mèng)想，期待發(fā)現(xiàn)高品質(zhì)可供商業(yè)開發(fā)的地?zé)峋?，服?wù)貴州省脫貧,本文試圖從區(qū)域物探(重力、航磁)方面，結(jié)合地質(zhì)資料，劃分全省隱伏斷裂、圈定巖體(中酸性巖、基性—超基性巖)，分析熱儲(chǔ)、蓋層基本地質(zhì)條件特征和地?zé)崴?熱流體)化學(xué)特征等，探討區(qū)內(nèi)地?zé)岱植继卣?、地?zé)岙a(chǎn)出類型及地?zé)釞C(jī)制來(lái)源，為進(jìn)一步地?zé)峥辈樘峁┮罁?jù)。
1 貴州區(qū)域地質(zhì)背景
貴州位于全球性古特提斯—喜馬拉雅與濱太平洋兩大地質(zhì)構(gòu)造域之間，長(zhǎng)期被太平洋板塊、印度洋板塊和菲律賓海板塊擠壓，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)歷了武陵、雪峰—加里東、華力西—印支—燕山及喜馬拉雅等5個(gè)發(fā)展階段，發(fā)生了洋陸轉(zhuǎn)換、俯沖增生、碰撞造山、裂谷事件、陸內(nèi)造山、板內(nèi)作用等一系列活動(dòng)，局部擠壓和擴(kuò)張作用明顯，形成了揚(yáng)子陸塊、江南造山帶、右江造山帶3大地質(zhì)構(gòu)造單元[4]，奠定了貴州現(xiàn)今的地質(zhì)構(gòu)造格局和地物地貌背景，主體隸屬揚(yáng)子陸塊西南部。貴州大部沉積巖發(fā)育，在東南部廣布淺變質(zhì)巖系(四堡群、板溪群、下江群)，西南部覆蓋三疊系陸源碎屑復(fù)理石，西北部處于二疊紀(jì)峨眉山大火成巖省東區(qū)，東北部為Rodinia超大陸聚合—裂解事件陳列區(qū)(梵凈山群)，境內(nèi)烏江、赤水河、錦江、清水江、南盤江、北盤江等水系發(fā)達(dá)。區(qū)域斷裂主要有羅甸—貴陽(yáng)—遵義斷裂帶、埡都—紫云斷裂帶、安順—貴陽(yáng)—鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂帶、銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—三都斷裂帶、水城—納雍—息烽—石阡斷裂帶、開遠(yuǎn)—平塘斷裂帶等[2-8]。
2 貴州熱儲(chǔ)及蓋層分布
地?zé)嵝纬芍辽傩枰邆?大基本地質(zhì)條件。一有熱水儲(chǔ)層——儲(chǔ)集空間，有了它地?zé)岵拍荛L(zhǎng)期保存。二有隔熱蓋層——封閉外殼，阻止熱量散發(fā)。三有導(dǎo)熱斷裂——傳熱通道，為深部地?zé)崴ㄟ^深大斷裂(次級(jí)斷裂)輸送至地面管道。四有基礎(chǔ)熱源——地溫來(lái)源，應(yīng)存在多種生熱渠道和產(chǎn)熱途徑。
貴州的熱水儲(chǔ)層和隔熱蓋層組成結(jié)構(gòu)和分布各有特點(diǎn)。自晚震旦世起到三疊紀(jì)晚期，劃分了4個(gè)碳酸鹽巖沉積期，據(jù)具體情況分出不同地層巖石組成的熱儲(chǔ)及蓋層單元，即上震旦統(tǒng)燈影組時(shí)期(第一儲(chǔ)蓋單元)、下寒武統(tǒng)清虛洞組至下奧陶統(tǒng)紅花園組時(shí)期(第二儲(chǔ)蓋單元)、上泥盆統(tǒng)望城坡組至下二疊統(tǒng)茅口組時(shí)期(細(xì)分為：第三儲(chǔ)蓋單元、第四儲(chǔ)蓋單元、第五儲(chǔ)蓋單元)、赤水及習(xí)水下二疊統(tǒng)至上三疊統(tǒng)時(shí)期(因?qū)偎拇ㄅ璧氐囊徊糠?，沒有分出儲(chǔ)蓋單元)[3]。
熱水儲(chǔ)層，為深部地?zé)醾鬏斨翜\部提供儲(chǔ)集空間。第一儲(chǔ)集單元，碳酸鹽巖出露于大方—金沙—仁懷—習(xí)水、清鎮(zhèn)—息烽—開陽(yáng)—甕安—福泉、黔東北、黔東南等地區(qū)，沉積厚度由北西至南東逐漸變薄，臺(tái)地相和臺(tái)地邊緣灘礁相藻白云巖及上覆下寒武統(tǒng)碎屑巖組成本單元巖系，總厚1 080.4 m，下伏地層為上震旦統(tǒng)洋水組、南沱組、澄江組/馬路坪組及中、新元古界碎屑巖及淺變質(zhì)巖系，組成厚逾2萬(wàn)m的隔水巖系，是貴州分布最廣、厚度最大、質(zhì)量較好及研究程度最高、地?zé)狳c(diǎn)最為密集分布的熱儲(chǔ)單元。第二儲(chǔ)集單元，碳酸鹽巖在北部和東部分布最廣，多見于背斜軸部及兩翼，出露有半局限海臺(tái)地相帶沉積(黔中—黔北主要為白云巖)、臺(tái)緣灘(丘)相帶沉積(銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—都勻一線)，斜坡相帶沉積(玉屏—丹寨—三都一線)、廣海盆地相帶沉積(東南隅)，與上覆下奧陶統(tǒng)湄潭組至志留系碎屑巖組成本單元巖系，巖石地層由寒武系清虛洞組、石冷水組、高臺(tái)組、婁山關(guān)群與志留系桐梓組、紅花園組組成，總厚 2 296.4 m，地?zé)狳c(diǎn)分布稀少，研究程度不高。第三、第四、第五儲(chǔ)集單元，分布在貴州北部、中部及東部的臺(tái)地、臺(tái)地邊緣沉積區(qū)，碳酸鹽巖分布于貴州南半部，地?zé)岱植剂阈?，研究程度也較低[3]。
隔熱蓋層，形成一道對(duì)地溫散熱保護(hù)的天然屏障。第一蓋層單元，巖性組成為下寒武統(tǒng)牛蹄塘組炭質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)巖夾透鏡狀磷塊巖，明心寺組頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和金頂山組灰色薄層砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖，總厚265～1 083 m，蓋層較薄，埋藏較淺。第二蓋層單元，直接蓋層由下奧陶統(tǒng)湄潭組(石阡—貴定以西)、大灣組(石阡—貴定以東)組成，以頁(yè)巖、砂巖為主，夾中厚層細(xì)晶生物灰?guī)r、微至細(xì)晶瘤狀灰?guī)r，總厚180～260 m；間接蓋層為中、上奧陶統(tǒng)龜裂紋灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁(yè)巖、粉砂巖，厚約0～155.69 m，以及下—中志留統(tǒng)統(tǒng)砂巖、頁(yè)巖夾少量生物碎屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，總厚>1 000 m，蓋層薄、埋藏淺。第三、第四蓋層單元，主要分布在貴州西部，水城一帶較發(fā)育，巖腳一地?zé)釡囟扔?2 ℃，以灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，夾砂巖類，總體蓋層偏薄，埋藏偏淺。第五蓋層單元，分布在貴州西部和北部，西部地區(qū)巖性組成主要為玄武巖、碎屑巖夾灰?guī)r或泥灰?guī)r等，玄武巖厚度在威寧一帶達(dá)10～1 240 m，碎屑巖總厚度1 524 m，蓋層厚、埋藏深；北部地區(qū)赤水及習(xí)水單元，上覆厚逾千米的侏羅系和上三疊統(tǒng)碎屑巖構(gòu)成良好的蓋層[3]。
導(dǎo)熱斷裂。貴州地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，水系密布。NE向區(qū)域斷裂最為發(fā)育，代表性斷裂有安順—貴陽(yáng)—鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂帶、水城—納雍—息烽—石阡斷裂帶等，次有SN向、NW向等區(qū)域斷裂數(shù)條，斷裂的有序空間展布，提供了地下深部熱流物質(zhì)上涌通道[5]。區(qū)內(nèi)儲(chǔ)熱構(gòu)造有背斜儲(chǔ)熱構(gòu)造、深斷裂儲(chǔ)熱構(gòu)造、活動(dòng)性斷裂構(gòu)造等提供較多的導(dǎo)熱空間[2-3,7]。
基礎(chǔ)熱源。貴州為地溫梯度低值區(qū)，一般為 0.58～3.96 ℃/100 m，是熱對(duì)流影響的結(jié)果，深部存在很大潛力的“地溫梯度”自然升溫空間，經(jīng)深部大斷裂地?zé)醾鬏斨翜\部。對(duì)于巖漿巖余熱散發(fā)的熱量，應(yīng)是省內(nèi)地溫升高又一方式，目前沒有實(shí)例驗(yàn)證和巖石放射性生熱率研究；對(duì)于放射性礦床衰變釋放的熱量，可促使局部地區(qū)地下水水溫增熱[2-3,7]，全省通過近60年的找礦勘查，共發(fā)現(xiàn)鈾礦床、鈾礦點(diǎn)和鈾礦化點(diǎn)2 000余個(gè)，鈾異常點(diǎn)數(shù)上萬(wàn)個(gè)[8]，因研究程度低、資料少、規(guī)模小，初步認(rèn)為尚達(dá)不到構(gòu)成產(chǎn)熱基礎(chǔ)能力，本次不單獨(dú)作為研究對(duì)象進(jìn)一步探討。
3 貴州地?zé)犷愋头植?/h2>
據(jù)王貴玲等研究[9]，我國(guó)地?zé)豳Y源可分為淺層地?zé)崮苜Y源、水熱型地?zé)豳Y源和干熱巖資源3種類型。在貴州水熱型地?zé)豳Y源研究程度較高，以中低溫地?zé)豳Y源(<90 ℃)為主，多分布在山地的斷裂帶上，其地?zé)嵋话阋?guī)模較小，另對(duì)淺層地?zé)崮苜Y源也有較多研究。
我國(guó)水熱型地?zé)崮苜Y源分布具有明顯的規(guī)律性和地帶性,但受構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素的控制總體分布不均勻。
熱儲(chǔ)類型分區(qū)。據(jù)中國(guó)地?zé)豳Y源分布圖[9]，貴州劃分了4大熱儲(chǔ)類型分區(qū)(圖1)，第一區(qū)域呈NE向斜貫中西部(道真—貴陽(yáng)—興義)約60%的面積，為裂隙型帶狀層狀復(fù)合型熱儲(chǔ)層分布區(qū)，屬于裂隙型熱儲(chǔ)；第二區(qū)域呈NE向斜貫東部(銅仁—荔波)約20%的面積，為裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層分布區(qū)，屬于裂隙型熱儲(chǔ)；第三區(qū)域呈EW向橫貫西北部(畢節(jié)—金沙、赤水—習(xí)水)約15%的面積，為巖溶型層狀熱儲(chǔ)層分布區(qū)，屬于巖溶型熱儲(chǔ)；第四區(qū)域沿東北部省界至渝湘境內(nèi)約5%的面積，為尚待查明區(qū)，屬于復(fù)合型熱儲(chǔ)。
1—裂隙型帶狀層狀復(fù)合型熱儲(chǔ)層分區(qū)；2—裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層分區(qū)；3—巖溶型層狀熱儲(chǔ)層分區(qū)；4—尚待查明區(qū)；5—主要斷裂；6—25～40℃溫泉；7—40～60℃溫泉；8—60～90℃溫泉；9—25～40℃地?zé)峋?0—40～60℃地?zé)峋?1—60～90℃地?zé)峋?2—90～150℃地?zé)峋?—layered fractures compound geothermal reservoir；2—banded fractures geothermal reservoir；3—layered karst thermal reservoir；4—others to be determined；5—major faults；6—hot spring at 25～40℃；7—hot spring at 40～60℃；8—hot spring at 60～90℃；9—geothermal well at 25～40℃；10—geothermal well at 40～60℃；11—geothermal well at 60～90℃；12—geothermal well at 90～150℃ 圖1 貴州地?zé)豳Y源分布[9]Fig.1 Distribution of geothermal resources in Guizhou[9]
地?zé)豳Y源分布。貴州主要分布在我國(guó)劃分的主要隆起山地型地?zé)釒е械闹械蜏氐責(zé)釒А?/p>
主要斷裂、地?zé)崃鞣植?。在黔東地?zé)岱植紖^(qū)有多組NE向區(qū)域性斷裂，黔西地?zé)岱植紖^(qū)有一組NW向區(qū)域性斷裂出現(xiàn)，它們一并控制了地?zé)狳c(diǎn)分布。大地地?zé)崃?點(diǎn))值介于61～71 mW/m2[9]。
溫泉、地?zé)峋植肌ＹF州有近300處，主要分25～40 ℃、40～60 ℃、60～90 ℃等3個(gè)溫度空間變化。
4 貴州地?zé)岱植寂c斷裂構(gòu)造
在貴州區(qū)域，深部大斷裂控制下的“地溫梯度”機(jī)械能的自動(dòng)增溫循環(huán)生熱方式，以及淺部活動(dòng)斷裂參與地?zé)崃黧w的導(dǎo)熱方式，是公認(rèn)最主要的熱傳導(dǎo)方式。
4.1 與活動(dòng)性斷裂的相關(guān)程度
活動(dòng)性斷裂是第四紀(jì)以來(lái)仍在活動(dòng)的斷裂，是活動(dòng)構(gòu)造主要表現(xiàn)形式和地震活動(dòng)、地災(zāi)發(fā)生、地?zé)岱植贾匾课?，是地?zé)釋ふ业闹匾獦?biāo)志。地?zé)崾乾F(xiàn)代斷裂活動(dòng)熱傳導(dǎo)的表現(xiàn)，是研究活動(dòng)斷裂的重要指示[2]。貴州近幾年小級(jí)別地震頻繁發(fā)生，為研究近期地?zé)峄顒?dòng)、巖漿活動(dòng)、地?zé)嶙兓忍峁┝藞?chǎng)地和條件?；顒?dòng)性斷裂為地?zé)峄顒?dòng)提供了有利空間，深部斷裂則是地?zé)嵘蟼鞯闹匾ǖ篮涂刂埔蛩亍?/p>
貴州地?zé)峥偱c地表活動(dòng)性斷裂有內(nèi)在聯(lián)系，不同地質(zhì)構(gòu)造地區(qū)，其分布產(chǎn)出特征卻存在差異(圖2)。
1—天然地?zé)狳c(diǎn)；2—地?zé)峋?—推測(cè)的深部Ⅰ級(jí)斷裂；4—推測(cè)的深部Ⅱ級(jí)斷裂；5—活動(dòng)性斷裂；6—地?zé)峋哂械某扇撼蓭卣鲄^(qū)1—natural geotherm spot；2—geothermal well；3—inferred deep first gradeⅠfault；4—inferred deep first grade Ⅱ fault；5—active fault；6—the geothermal area characterized as group of zonation圖2 貴州活動(dòng)性斷裂與地?zé)岱植缄P(guān)聯(lián)[2,10]Fig.2 Correlation diagram of active faults and geothermal distribution in Guizhou[2,10]
在地形地貌上，地?zé)崧淠_多處在地形較低處。天然地?zé)狳c(diǎn)多出現(xiàn)在深切谷地或峽谷底部的河流漫灘、階地上及河谷中，地?zé)峋霈F(xiàn)在河溪旁或平壩中[3]。
在地質(zhì)層位上，地?zé)岢霈F(xiàn)于不同地層組碳酸鹽巖中。自上震旦統(tǒng)到上三疊統(tǒng)均有天然地?zé)崧额^出現(xiàn)，沿碳酸鹽巖與上覆的非碳酸鹽巖接觸帶分布，富集有上震旦統(tǒng)燈影組碳酸鹽巖熱礦水、下寒武統(tǒng)清虛洞組至下奧陶統(tǒng)紅花園組碳酸鹽巖熱礦水、上泥盆統(tǒng)望城坡組至下二疊統(tǒng)茅口組碳酸鹽巖熱礦水、赤水及習(xí)水下二疊統(tǒng)至上三疊統(tǒng)熱鹵水[3]。
背斜構(gòu)造是地?zé)釙?huì)集產(chǎn)出位置之一，地?zé)岢Ｌ烊怀雎队诒承陛S部及其兩翼近軸部地帶、背斜傾伏處、背斜弧形轉(zhuǎn)彎處。
在區(qū)域分布上，地?zé)岱植急憩F(xiàn)三大特征。一是不均勻分布，高度集中于黔中至黔北的水城、安順、貴陽(yáng)、福泉、玉屏一線以北，南部?jī)H有18處出露，呈北多南少的分布特點(diǎn)，富集區(qū)為石阡—思南、遵義—金沙、貴陽(yáng)烏當(dāng)—水田、息烽—開陽(yáng)，西南部與云南交界區(qū)也較為富集。二是多地區(qū)分布，全省九個(gè)地州市均有出現(xiàn)，中部、東北部、北部、西北部的熱儲(chǔ)構(gòu)造條件好，蓋層薄、出露點(diǎn)多，屬天然型和經(jīng)濟(jì)型地?zé)釁^(qū)，西部、西南部、南部的熱儲(chǔ)構(gòu)造條件也較好，蓋層較厚、出露點(diǎn)較少，具有較大開發(fā)前景，東部、東南部熱儲(chǔ)構(gòu)造條件較差，在構(gòu)造有利部位有天然點(diǎn)和可供開發(fā)點(diǎn)。三是熱儲(chǔ)、蓋層單元廣泛分布，全省發(fā)育有相配套的熱儲(chǔ)和蓋層5個(gè)保溫單元，以第一、第二儲(chǔ)蓋單元最為重要，分布最廣、潛力最大，后三個(gè)在全省有不同程度分布，多數(shù)在構(gòu)造有利部位暴露地表，僅少數(shù)在構(gòu)造有利部位可開發(fā)利用。
在深部分布上，地?zé)崧癫赜幸欢ㄉ疃?。受地殼淺層構(gòu)造控制，與多層次滑脫作用相關(guān)，常分布在主斷層旁側(cè)的次級(jí)斷層中，形成深度2 000～3 500 m，很少超過5 000 m[3,7]。
在活動(dòng)性斷裂上，地?zé)峄顒?dòng)與之關(guān)系最為密切。已掌握的地?zé)狳c(diǎn)(帶)和地?zé)岙惓?區(qū))都與地質(zhì)構(gòu)造相聯(lián)系, 大多出露和分布在構(gòu)造斷裂帶,特別是挽近期活動(dòng)斷裂帶上[3,7]，主要沿NE向、次為近SN向分布，形成了NE向畢節(jié)—金沙—遵義、盤縣—貴陽(yáng)—石阡—松桃、麻江—?jiǎng)P里—?jiǎng)优c近SN向貴定—平塘(通州)、思南—石阡及NW向水城—六枝等地?zé)釒?。地?zé)狳c(diǎn)在NE向上(3條)有47處，水溫20～57 ℃，呈泉群出露于斷褶斜切部位，是最重要的一類，多以高溫出現(xiàn)，循環(huán)深度在1 500 m以上，其中以劍河地?zé)嶙钪?；在SN向上(2條)有21處，水溫20～54 ℃，常出露于河谷Ⅰ級(jí)階地或河床中，是次要的一類，以低溫為主，循環(huán)深度在1 400 m以上，以思南—石阡地?zé)崽镏?；在EW向上有9處，水溫20～36 ℃，一般出露于斷裂帶上或近側(cè)，是較主要的一類，水溫普遍較低，循環(huán)深度在640 m以上；在NW向上有5處，水溫20～34 ℃，僅出露于斷裂帶上或近側(cè)，是最少的一類，水溫普遍較低，循環(huán)深度在560 m以上[2-3]。這些地?zé)狳c(diǎn)是深部斷裂及淺部派生地質(zhì)構(gòu)造和熱學(xué)活動(dòng)在淺表的活動(dòng)反映[10]。
4.2 與深部斷裂的相關(guān)程度
貴州地?zé)崤c構(gòu)造的關(guān)系是十分密切的，地?zé)岱植寂c深部大斷裂也具有相關(guān)性。對(duì)深部斷裂的劃分是依據(jù)貴州區(qū)域重磁(莫霍面、居里面)兩種資料，通過省內(nèi)及周邊的大地電磁測(cè)深剖面(如黑水—泉州地學(xué)斷面經(jīng)過貴州松桃)，省內(nèi)布置的6條深反射地震剖面與石油鉆探資料等，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，推測(cè)了全省深部Ⅰ級(jí)斷裂3條(1F1～1F3)、Ⅱ級(jí)斷裂15條(2F1～2F15)、Ⅲ級(jí)斷裂12條。深部Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)斷裂可輸送充足的幔源物質(zhì)和高能熱流至地殼淺部，形成供熱深部渠道和主要物質(zhì)基礎(chǔ)，Ⅲ級(jí)斷裂為殼源產(chǎn)熱，提供了穩(wěn)定的熱源空間。貴州地?zé)岱植伎赡芤彩苤朴谏畈咳?jí)大斷裂(Ⅰ～Ⅲ級(jí))。
貴州地處揚(yáng)子地臺(tái)與江南造山復(fù)合帶的交接部位，構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，為地?zé)峄顒?dòng)創(chuàng)造了有利條件。省內(nèi)地?zé)岢嘌鼗顒?dòng)性斷裂分布外，還沿深部區(qū)域性大斷裂分布。其中深部的NE向、NEE向斷裂是控制地?zé)岱植嫉闹饕獦?gòu)造，地下熱水多局限分布于NE向、NNE向斷裂上盤的前鋒帶內(nèi)。如沿桐梓—遵義—貴陽(yáng)—羅甸NEE向斷裂帶兩側(cè)分布有水溫28～52 ℃不等的地?zé)釘?shù)十處，溫泉多自碳酸鹽巖巖石中涌出。省內(nèi)地?zé)岱植嫉目刂菩詳嗔褞е饕蠳EE向桐梓—羅甸斷裂帶2F2(兩側(cè)分布)、NE向興仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂帶1F1(兩側(cè)北多南少分布)、NEE向松桃—江口—三穗—榕江—羅城深部大斷裂(1F2)、NEE向勒—師宗—普安—水城—赫章深部大斷裂(1F3)。在NE向斷裂與近EW向斷裂的交匯部位，常常是地?zé)豳Y源分布的理想場(chǎng)所。地?zé)岱植际苌畲髷嗔芽刂泼黠@，在斷裂帶中的不同層位均有出露，已知地?zé)嵫厣畈竣窦?jí)斷裂與深部Ⅱ級(jí)斷裂交匯區(qū)或不同級(jí)別斷裂兩側(cè)分布。
上述貴州已知地?zé)嵩谏畈縉E向1F1斷裂的北部大量聚集和南部少數(shù)出現(xiàn)，在地質(zhì)上與區(qū)域性的地層巖性質(zhì)量及構(gòu)造分布格局有直接關(guān)系。這種現(xiàn)象從地質(zhì)構(gòu)造上加以分析，應(yīng)是有其地質(zhì)原因的，它不是偶然的地質(zhì)變化和位置分布上的巧合。
從貴州區(qū)域地?zé)豳Y源形成構(gòu)造條件來(lái)看，在區(qū)域性大斷裂束、褶皺束帶及短軸狀背斜傾伏端，NE向多期復(fù)活斷裂與燕山期形成的不同方向的構(gòu)造帶復(fù)活部位常見地?zé)岱植糩3]，這與區(qū)內(nèi)受到的EW向大地構(gòu)造地質(zhì)應(yīng)力的擠壓變形作用(特提斯構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域聯(lián)合作用)、地殼上淺部蓋層分布的地層巖性及物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成變化等因素有關(guān)。
大致以NE向1F1斷裂為界，貴州北部60%的區(qū)域位于揚(yáng)子地臺(tái)區(qū)，南部40%的區(qū)域位于華南褶皺系，南部地區(qū)則再分為江南造山帶、右江造山帶及過渡區(qū)。在北部以碳酸鹽巖發(fā)育為特色，沉積蓋層厚，地溫保溫條件較好，對(duì)地?zé)岙a(chǎn)出有利，南部則是東南部的淺變質(zhì)巖系、西南部的三疊系陸源碎屑復(fù)理石及過渡區(qū)分布，沉積蓋層薄，地溫保溫條件較差，變質(zhì)基底過早暴露，對(duì)地?zé)岙a(chǎn)出不利。
貴州中西部處于裂隙型帶狀層狀復(fù)合型熱儲(chǔ)層分布區(qū)(1F1北側(cè))，東南部處于裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層分布區(qū)(1F1南側(cè))，均屬裂隙型熱儲(chǔ)，有益巖漿熱流體的滲透和流通，前區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)造復(fù)雜，熱儲(chǔ)較為緊致，質(zhì)量較好，利于地?zé)嵝纬?，后區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)造簡(jiǎn)單，熱儲(chǔ)較為開放，質(zhì)量較差，不利于地?zé)嵝纬伞?/p>
5 貴州地?zé)岱植寂c巖漿巖
貴州地?zé)岱植贾饕憩F(xiàn)為巖漿巖余熱散發(fā)生熱方式，在貴州還未得到深部鉆探工程的有效驗(yàn)證，確定地?zé)岱植寂c花崗巖相關(guān)程度具體情況如何。推測(cè)這種通過巖漿余熱的導(dǎo)熱過程，也應(yīng)該成為貴州另一種熱源活動(dòng)的熱傳導(dǎo)方式。除從江宰便隱伏花崗巖得到證實(shí)外，貴州其余地區(qū)至今再?zèng)]有發(fā)現(xiàn)隱伏花崗巖，但發(fā)現(xiàn)巖體相應(yīng)信息時(shí)有報(bào)道，如中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局自然資源航空物探遙感中心，于2014～2016年承擔(dān)完成的銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—雷山一帶的1∶5萬(wàn)航磁測(cè)量，就發(fā)現(xiàn)與中酸性侵入巖有關(guān)的磁異常133個(gè)，優(yōu)選出11處磁異常進(jìn)行了三級(jí)地面查證，分析具有重要找礦意義的異常7處，3處地表見黃鐵礦化和黃銅礦化[11-12]。
5.1 與中酸性巖漿巖的相關(guān)程度
貴州地表花崗巖露頭極為稀少。為圈定省內(nèi)中酸性巖體，先以湖南白馬山、越城嶺及廣西摩天嶺、元寶山與貴州梵凈山出露的花崗巖體均反映為重力低、磁力低及高電阻率的地球物理場(chǎng)響應(yīng)特征為依據(jù)，又以廣西南丹大廠隱伏花崗巖體上布格重力異常、航磁ΔT轉(zhuǎn)換ΔZ⊥異常響應(yīng)特征為線索，再以我國(guó)東部重力梯級(jí)帶通過的東南沿海地區(qū)(浙閩粵桂等)、中西部重力梯級(jí)帶之間的川甘陜秦巴地區(qū)，有中酸性巖漿巖分別呈NE向空前分布、EW向集中出現(xiàn)為參考，結(jié)合貴州實(shí)際以剩余重力值-2×10-5m/s2、磁場(chǎng)強(qiáng)度值-10 nT等量線為基礎(chǔ)，外加布格重力異常負(fù)圈閉，聯(lián)合圈定了貴州境內(nèi)逾百處隱伏巖體分布[13]。而花崗巖基的圈定，主要是以中間剩余重力異常為平臺(tái)，結(jié)合區(qū)域航磁異常分布而劃分，其反映為有一定埋深和分布面積的深部基底物質(zhì)組成，形成高、低密度地質(zhì)塊體異常，高密度地塊屬于上地殼深處未被重熔的變質(zhì)巖殘留塊體(變質(zhì)基底)，而低密度地塊屬于該深度上已被重熔形成的花崗巖塊體(花崗巖基)[14-15]。
由區(qū)域性剩余重力負(fù)異常和航磁負(fù)異常推測(cè)的貴州花崗巖體極為發(fā)育[13]，多呈帶狀沿地質(zhì)構(gòu)造線走向分布，形態(tài)規(guī)模不一，NE向居多，分布于黔中、黔東北大部、黔南、黔西南、黔北等地區(qū)(圖3)。
1—推測(cè)的花崗巖體；2—推測(cè)的花崗巖基；3—天然地?zé)狳c(diǎn)；4—地?zé)峋?—地?zé)峋哂械某扇撼蓭卣鲄^(qū)；6—推測(cè)的深部Ⅰ級(jí)斷裂；7—推測(cè)的深部Ⅱ級(jí)斷裂1—inferred granite body；2—inferred granite batholith；3—natural geotherm spot；4—geothermal well；5—the geothermal area characterized as group of zonation；6—inferred deep first gradeⅠfault；7—inferred deep first gradeⅡfault圖3 貴州推測(cè)的花崗巖體及花崗巖基與地?zé)岱植缄P(guān)聯(lián)[2,13-15]Fig.3 Correlation diagram among inferred granite, granite batholith and geothermal distribution in Guizhou[2,13-15]
在我國(guó)不少地?zé)崤c花崗巖熱源作用有成因聯(lián)系，貴州花崗巖出露極少，僅在梵凈山、黔桂省界摩天嶺兩地。在圖3中多數(shù)地?zé)岱植荚诨◢弾r體區(qū)及附近，有的出現(xiàn)在兩巖體之間，僅極少數(shù)遠(yuǎn)離花崗巖體，沿花崗巖基區(qū)及其邊緣區(qū)兩側(cè)有大量分布，梵凈山(印江)出露花崗巖體一帶有地?zé)岙a(chǎn)出。事實(shí)上，貴州目前并沒有發(fā)現(xiàn)地?zé)崤c花崗巖余熱作用有關(guān)的典型案例，除鉆遇從江宰便隱伏花崗巖外再也沒有新的突破。
與貴州毗鄰的幾個(gè)省(市、區(qū))對(duì)地?zé)岢梢蜓芯砍潭容^高，其中部分地?zé)岱植寂c花崗巖產(chǎn)熱貢獻(xiàn)有關(guān)。
在湖南地下熱水主要賦存于巖溶裂隙層狀、脈狀含水層和花崗巖構(gòu)造破碎帶中。熱水賦存圍巖主要有古生界灰?guī)r和花崗巖，其中巖溶裂隙層狀、脈狀含水層主要分布于石灰?guī)r地區(qū)，以湘西北地?zé)岙惓^(qū)最為典型，補(bǔ)給水源豐富，水量大而水溫較低；而湘西南地?zé)岙惓^(qū)內(nèi)花崗巖構(gòu)造破碎帶中熱水水量相對(duì)灰?guī)r區(qū)小[16]。與貴州東部最為鄰近的一條斷裂為NE向F1花垣—永順—桑植斷裂，圍繞武陵山—雪峰山弧形構(gòu)造外弧轉(zhuǎn)折端分布著眾多的地?zé)幔疁匾灾袦卣呔佣?，地?zé)岢蚀闋罘植迹涣硪粭l斷裂為NE向F2靖縣—溆浦—常德斷裂，其間發(fā)育一系列開闊的短軸背、向斜和花崗巖，地?zé)嵋缘蜏貫橹?，中溫者少見[17]。
在四川由于受到印支、燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用影響，區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育，伴有大規(guī)模的中酸性巖漿巖侵入。地?zé)岫嘌刂鴶嗔?、破碎帶或侵入體的接觸帶有規(guī)律分布，具有裂隙型層狀熱儲(chǔ)特征(巖性碳酸鹽巖)。熱源以挽近斷裂變動(dòng)和地震活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械熱能為主，次為地溫梯度增熱、花崗巖體的巖漿余熱及放射性元素蛻變產(chǎn)生化學(xué)能[18]。地下水接受大氣降水滲入補(bǔ)給，向深部沿?cái)鄬悠扑閹?、?gòu)造節(jié)理裂隙下滲、運(yùn)移及接受地溫加熱，遇到印支期花崗巖時(shí)，接受巖漿余熱和放射性熱源加熱，并沿著有利的深大斷裂上升到淺部時(shí)，與松散巖類孔隙冷水混合，使溫度有所降低，在適宜地方出露地表形成地?zé)醄19]。
在云南經(jīng)調(diào)查表明，巖漿巖十分發(fā)育，地?zé)岫喑雎队谥猩?、古生界及震旦系地層中。從巖性看，在沉積巖中多與灰?guī)r、砂巖有關(guān)；在巖漿巖中多與花崗巖、玄武巖有關(guān)。部分地區(qū)出露大面積花崗巖帶，存在的40K同位素具有高放射性和生熱率，作為熱源直接加熱花崗巖裂隙中的地下水[20]。
在廣西直接產(chǎn)在花崗巖或花崗斑巖區(qū)的地?zé)嵴伎倲?shù)的45.8%，若加上深部存在隱伏巖體的數(shù)量，則占總數(shù)的80%以上，可見巖體的存在是形成地?zé)岬囊粋€(gè)重要因素。目前廣西發(fā)現(xiàn)的巖體均屬于燕山期或燕山期之前形成的巖體，這些巖體經(jīng)過漫長(zhǎng)地史的熱能釋放，巖漿活動(dòng)所產(chǎn)生的余熱已不存在，但巖體本身含有的放射性元素可釋放大量的熱量，這些熱量足以使地?zé)岬脑鰷芈试龃螅硗庾鳛閹r體上升的通道仍是熱流上升的良好通道。在這些地區(qū)熱流量大，易形成地?zé)岙惓?，有利于地?zé)崴男纬蒣21]。
除重慶沒有資料說(shuō)明外，川、滇、桂、湘四省(區(qū))部分地?zé)岱植寂c花崗巖余熱或放射性元素釋熱有關(guān)，在貴州印江桃樹林花崗巖出露區(qū)附近，不僅有地?zé)岢霈F(xiàn)而且在巖體內(nèi)接觸帶產(chǎn)有鈾礦床，嚴(yán)格受梵凈山復(fù)式背斜內(nèi)近SN向淘金硅質(zhì)斷裂帶控制，即受斷層、巖體雙重控制。因此推測(cè)可能也存在巖漿巖的供熱方式[22]。
5.2 與基性—超基性巖漿巖的相關(guān)程度
據(jù)王亮等研究[23]，貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)馬坪(鉀鎂煌斑巖)、貞豐魯容—陰河(鈣堿性煌斑巖)、羅甸溝亭—望謨大觀(輝綠巖)、晴隆—織金西北(玄武巖)等巖漿巖出露區(qū)，與重磁場(chǎng)同位置相對(duì)應(yīng)地區(qū)表現(xiàn)為重力高、磁力高分布特征，且重磁異常強(qiáng)度表現(xiàn)為高低不一的幅值變化。為保證將最小的隱伏巖體圈定，盡量消除區(qū)內(nèi)巖漿巖受區(qū)域性剝蝕、風(fēng)化的影響，故利用重力值2×10-5m/s2、磁力值10 nT為基準(zhǔn)，聯(lián)合圈定了省內(nèi)百余處基性—超基性巖體分布，對(duì)尋找有關(guān)聯(lián)的礦產(chǎn)指明了勘查方向。
由區(qū)域剩余重力正異常和航磁正異常推測(cè)的貴州基性—超基性巖體，其分布格局與地表此類巖體分布特征基本一致，西部、北部較多分布，東部、南部稀疏分布[23]，在巖體分布區(qū)及附近、兩巖體之間也可見到地?zé)狳c(diǎn)出現(xiàn)。在地?zé)岬臒釋W(xué)貢獻(xiàn)上花崗巖余熱作用相比更大，對(duì)基性巖類熱學(xué)作用不再贅述。
6 貴州地?zé)岱植嘉镌礄C(jī)制探討
對(duì)于地?zé)醽?lái)源出處，應(yīng)是一個(gè)科學(xué)的溯源問題，應(yīng)追蹤源頭產(chǎn)地，區(qū)分產(chǎn)出類型，對(duì)巖石生熱率高低測(cè)試，正確作出質(zhì)量評(píng)估，得出定量研究結(jié)果。
6.1 沿?cái)嗔淹ǖ馈暗販靥荻取弊詣?dòng)升溫深部循環(huán)影響
貴州地表區(qū)域性大斷裂較多，推測(cè)的深部大斷裂也不少，具有完備的熱儲(chǔ)、蓋層條件，構(gòu)成了有利的造熱集熱傳熱成套系統(tǒng)。通過不同地質(zhì)應(yīng)力、巖土力學(xué)層間壓力和深部“地溫梯度”自動(dòng)升溫作用將地?zé)崴钛h(huán)帶至地表，成為區(qū)內(nèi)地下水供熱的主要增溫方式。
下面用貴州遵義北郊一個(gè)具體的地?zé)峋臏y(cè)溫曲線來(lái)分析斷裂和地?zé)嵝纬傻年P(guān)系(圖4)。SZK1地?zé)峋挥谫F州遵義匯川區(qū)茅草鋪，區(qū)內(nèi)以地表NE向楓香斷裂導(dǎo)熱為主，兼有與深部熱源相溝通和層狀低溫地?zé)崽卣?。出現(xiàn)第一儲(chǔ)蓋單元，蓋層為下寒武統(tǒng)金頂山組、明心寺組、牛蹄塘組，熱儲(chǔ)為上震旦統(tǒng)燈影組。熱儲(chǔ)層熱流體補(bǔ)給來(lái)源，主要為遠(yuǎn)距離的側(cè)向徑流，流向?yàn)槲鞅钡綎|南[24]。
SZK1地?zé)峋挥谧窳x向斜的西北翼，屬一單斜構(gòu)造，東南方有一NE-SW、傾向?yàn)镹W向、傾角65°的斷層，并位于深部SN向桐梓—遵義—貴陽(yáng)—羅甸斷裂2F2、NE向威寧—金沙—遵義—德江斷裂2F10(最近的)相交區(qū)的北東側(cè)。地層從上至下有第四系、奧陶系(十字鋪組、牯牛潭組、湄潭組、紅花園組、桐梓組)、寒武系(婁山關(guān)組、石冷水組、高臺(tái)組、清虛洞組、金頂山組、明心寺組、牛蹄塘組)、震旦系(燈影組、陡山沱組、南沱組、澄江組)、新元古界板溪群[24]。
該地?zé)峋販赜^測(cè)曲線，從深度1 158.7～ 2 698.5 m記錄，測(cè)井深度長(zhǎng)約1 539.8 m。井口溫度30 ℃，井溫曲線由上至下存在明顯降溫帶、恒溫帶、升溫帶(圖4，僅表示含水?dāng)鄬悠扑閹ы數(shù)装逡粠^(qū)域)。
降溫帶位于深部1 158.7～1 768.19 m之間，深度差609.49 m，井溫測(cè)溫在該帶頂界為40.5 ℃、底界為51.9 ℃，溫度差11.4 ℃，井溫梯度每百米1.870 ℃，覆蓋地層寒武系婁山關(guān)組、石冷水組、高臺(tái)組、清虛洞組、金頂山組。恒溫帶位于深部1 768.19～2 190.00 m，深度差421.81 m，井溫測(cè)溫在該帶頂界為51.9 ℃、底界為61.5 ℃，溫度差9.6 ℃，井溫梯度每百米2.276 ℃，覆蓋地層寒武系金頂山組、明心寺組。升溫帶位于深部2 190.00～2 643.22 m，深度差453.22 m，井溫測(cè)溫在該帶上部頂界為61.5 ℃(深度2190.00 m)、中界為67.3 ℃(深度2 420.00 m)、下部底界為71.6 ℃(深度2 643.22 m)，溫度差10.1 ℃，井溫梯度每百米2.223 ℃，覆蓋地層寒武系明心寺組、牛蹄塘組；本帶中上部，深度差230.00 m，溫度差5.8 ℃，井溫梯度每百米2.522 ℃，中下部(中界至圖4的E點(diǎn))，深度差223.22 m，溫度差4.3 ℃，井溫梯度每百米1.926 ℃。
圖4 貴州遵義北郊SZK1地?zé)峋硿y(cè)段測(cè)溫曲線及綜合異常[24]Fig.4 Temperature measurement curve and comprehensive anomaly map of a section of SZK1 geothermal well in northern suburb of Zunyi, Guizhou[24]
自2 259.15 m進(jìn)入震旦系燈影組(Z2dy)儲(chǔ)熱層，全井實(shí)測(cè)的7條測(cè)井曲線，過E點(diǎn)至深度 2 672.22 m均呈現(xiàn)出明顯構(gòu)造破碎帶的物理耦合響應(yīng)特征，為高自然伽馬、高聲波時(shí)差、高自然電位、深側(cè)向低電阻率、淺側(cè)向低電阻率等變化，巖層上下部較破碎、中間相對(duì)完整，為勘探的主要目的層即含水層，推測(cè)為含水?dāng)鄬訋У姆从?，斷層帶厚度達(dá)28.00 m，可能與淺部的NE向活動(dòng)性楓香斷裂相對(duì)接。
井溫梯度變化，全孔每百米2.123 ℃、破碎帶每百米10 ℃，破碎帶是全孔的4.71倍，從這一數(shù)值分析和井溫曲線變化特征看，說(shuō)明進(jìn)入升溫帶后的上部井溫處于上升期，過該帶中界至下部如圖4的E點(diǎn)逐步達(dá)飽和，過E點(diǎn)后趨于井溫平衡期，向下越靠近深部斷層破碎帶井溫提升越快，上部為快速上升段，下部至E點(diǎn)為較快上升段，E點(diǎn)至深部為均勻變化段。井溫于 2 673.50 m溫度顯示值高達(dá)72.3 ℃，理論計(jì)算[25]當(dāng)?shù)乇Ｊ氐販貞?yīng)在43.51～57.18 ℃，井溫理論計(jì)算值低于實(shí)際測(cè)量值-15.12 ℃，尚有的不足溫差應(yīng)是由其他生熱方式補(bǔ)給，可能會(huì)通過巖漿巖余熱活動(dòng)等熱源補(bǔ)足。
深部?jī)纱髷嗔?2F2、2F10)與地表活動(dòng)性楓香斷裂的聯(lián)通作用，對(duì)地下熱流體水溫有逐漸提升作用，當(dāng)?shù)谝粺醿?chǔ)蓋層出現(xiàn)時(shí)，可使斷層破碎帶成為一穩(wěn)定的保溫帶。
6.2 巖漿巖余熱活動(dòng)散發(fā)影響
目前沒有資料和實(shí)例說(shuō)明貴州部分地?zé)岽嬖诨◢弾r余熱的直接貢獻(xiàn)，但不少地質(zhì)現(xiàn)象預(yù)示區(qū)內(nèi)應(yīng)存在此種供熱作用和熱量產(chǎn)生。
對(duì)于巖漿活動(dòng)余熱，人們多認(rèn)為很難構(gòu)成貴州地?zé)崽锏臒嵩?，因?yàn)橘F州沒有發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代巖漿活動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)，一次巖漿事件的持續(xù)時(shí)間約10 000年左右，之后冷卻了就不能成為“熱源”，而地質(zhì)歷史上很久以前形成的巖漿巖體，一般不構(gòu)成熱源，可事情總不能一概而論，這取決于當(dāng)?shù)氐某练e蓋層結(jié)構(gòu)完好程度，以及對(duì)巖漿巖的保護(hù)。在貴州由于沉積巖蓋層巨厚，限制了巖漿巖的活動(dòng)能力，造成花崗巖體天然露頭分布極少，不致于過早暴露地表遭遇風(fēng)化、剝蝕及體量減少而很快失溫，因花崗巖問題大家對(duì)地下熱源研究無(wú)法開展，無(wú)法知道地?zé)嵝纬膳c巖體放熱是否有成因聯(lián)系。但區(qū)內(nèi)現(xiàn)代地震活動(dòng)頻繁，在NW向羅甸—昭通斷裂帶、SN向劍河—沿河斷裂帶近年來(lái)地震時(shí)有發(fā)生，對(duì)新生的巖漿活動(dòng)引發(fā)、巖體熱學(xué)改造及巖內(nèi)成分重組等有影響，在銅仁發(fā)現(xiàn)了隱爆角礫巖，赫章某鉆孔有石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，說(shuō)明深部可能有地幔巖漿物質(zhì)上涌和熱學(xué)熱量釋放的活動(dòng)。省內(nèi)多地區(qū)空前產(chǎn)出的中低溫?zé)嵋盒偷V床(金、鉛鋅、銻、螢石)和產(chǎn)于震旦系—寒武系中的海相熱水沉積重晶石礦床，其形成與巖漿熱(水)源分布密不可分，預(yù)示區(qū)內(nèi)應(yīng)存在大量巖漿侵入活動(dòng)，主要是活性極強(qiáng)的花崗巖體出現(xiàn)。熱學(xué)供熱方式有物競(jìng)天擇之分，前述地?zé)峋暗販靥荻取辈蛔阋援a(chǎn)生井測(cè)溫度，在遵義一帶(圖3圈定了多處花崗巖體，通過Ⅰ號(hào)花崗巖基異常區(qū))井溫理論計(jì)算值低于實(shí)際測(cè)量值-15.12 ℃，故應(yīng)當(dāng)考慮巖漿巖余熱活動(dòng)這部分的貢獻(xiàn)才算合理。
對(duì)于巖漿巖放射性生熱，應(yīng)該用巖石的放射性生熱率數(shù)值來(lái)表達(dá)，并和國(guó)內(nèi)外的已知成果進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明放射性生熱的貢獻(xiàn)。一般情況下，巖石的放射性衰變生熱量和熱儲(chǔ)中儲(chǔ)存的熱量相比是微不足道的，但不能低估巖漿巖的放射性作用及放射性產(chǎn)熱率的不同，不同地區(qū)有的巖體產(chǎn)熱率高，有的巖體產(chǎn)熱率則較低，而有的巖體產(chǎn)熱率本底值卻較高，在幔源供熱的基礎(chǔ)上附加殼源產(chǎn)熱，可提供穩(wěn)定的熱源，區(qū)域內(nèi)發(fā)育的NE向與NNE向斷裂，為地下熱水深循環(huán)提供了傳熱與導(dǎo)水通道。在貴州雖沒有取得相關(guān)巖漿巖(或放射性礦床)輻射的測(cè)試數(shù)據(jù)，但不能說(shuō)明其生熱量對(duì)地下水供熱沒有貢獻(xiàn)，這種方式可能不是主要熱源形式，但巖漿巖放射性生熱(或放射性礦床衰變生熱)應(yīng)是客觀存在的。在息烽—開陽(yáng)、石阡—印江、劍河、遵義等著名療養(yǎng)區(qū)，地?zé)崴貛r溶裂隙或構(gòu)造裂隙、斷裂分布，有的水溫普遍較高，表現(xiàn)出較大溫差的水溫變化及升溫現(xiàn)象，出現(xiàn)了較高輻射值的氡和鐳、鈾、釷的放射性影響及對(duì)地下水的長(zhǎng)效增溫作用，如遵義楓香天然礦泉水測(cè)定，含氡1.54Me、226鐳2.93×10-12g/L、鈾1.05×10-5g/L、釷1.4×10-7g/L[3]。
對(duì)于依據(jù)重力成果分解異常，出現(xiàn)巨大重力低異常反映的花崗巖基(圖3)，預(yù)示區(qū)內(nèi)可能存在深部熱源體，通過重磁資料推測(cè)的眾多中酸性巖體，反映出花崗巖基頂界之上的熱源體發(fā)育程度高，其熱學(xué)作用不容忽視。從重力異常(巖體)和地?zé)岱植缄P(guān)系來(lái)分析，地?zé)岫挤植荚谥亓Φ偷耐鈬^低洼處(巖體一帶)，如此大的范圍有地?zé)岱植迹渖畈勘囟ù嬖跓嵩大w，當(dāng)?shù)乇頊\部有構(gòu)造條件，加上有水為載體，就有地?zé)岢霈F(xiàn)的可能性[26]，與地下熱源體多處存在有密切關(guān)聯(lián)。研究地?zé)崮芰酷尫诺母叩責(zé)釄?chǎng)與重力低分布有關(guān)，且受構(gòu)造控制明顯，花崗巖基反映的重力低內(nèi)地溫顯示卻非常高[27]。推測(cè)的深部花崗巖體和花崗巖基，是地下水增溫的最重要介質(zhì)和主要熱源體，也可能是地體內(nèi)產(chǎn)生熱力資源的主導(dǎo)因素，為地下水產(chǎn)熱增溫釋放出的巖漿巖余熱，理應(yīng)成為地下水供熱增溫又一方式，其巖漿巖放射性生熱量可能沒有地?zé)崽荻仍鰷亓看螅鋷r漿巖具體的生熱率貴州這方面研究非常薄弱。
6.3 地質(zhì)成因類型劃分探討
貴州地?zé)岱植嫉貐^(qū)。地域上主要集中分布于黔中—黔北地區(qū)，數(shù)量多，具成群成帶分布特點(diǎn)，在NE向、近SN向、NW向等活動(dòng)性斷裂交匯部位及其旁側(cè)分布，多數(shù)與廣布的儲(chǔ)熱體—巖漿巖及斷陷盆地有關(guān)，多分布于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的基巖隆起區(qū)，處在開啟型或半開啟型構(gòu)造中[3]。
貴州地?zé)岙a(chǎn)出部位。賦存于古生代碳酸鹽巖(呈巖溶裂隙層狀、脈狀熱水層)和花崗巖構(gòu)造破碎帶(斷裂裂隙為主要導(dǎo)水、儲(chǔ)水構(gòu)造，含水較豐富)中，地表多屬二疊紀(jì)石灰?guī)r出露泉，屬淋濾作用經(jīng)深層循環(huán)加熱形成。黔中及黔北地?zé)釁^(qū)的水溫較黔南、黔東、黔西為高，黔中的以高溫為主，中低溫次之，黔北以低溫為主，中溫次之，有斷裂截切花崗巖分布區(qū)的水溫較截切碳酸鹽巖地區(qū)為高[3]。
貴州地?zé)崴疁貋?lái)源。主要與斷裂活動(dòng)引起的機(jī)械能“地溫梯度”增熱、巖漿巖余熱活動(dòng)等有關(guān)，還與斷裂近期活動(dòng)和地震關(guān)系密切，如NE—NNE向斷裂帶內(nèi)的息烽、石阡、劍河等高溫地?zé)岱植紖^(qū)內(nèi)[3]。
7 結(jié)論
1) 貴州地?zé)岱植寂c活動(dòng)性斷裂關(guān)系密切。大多數(shù)地?zé)嵫豊E向斷裂分布，其次沿SN向斷裂分布，在斷裂帶走向及附近集群出現(xiàn)或局部少量出現(xiàn)，頻繁活動(dòng)的地震、地質(zhì)災(zāi)害沿其產(chǎn)出，不同方向斷裂一并控制了地?zé)岬姆植?。以興仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)一線為界，地?zé)岢尸F(xiàn)北多南少的分布格局。
2) 貴州地?zé)岱植寂c深部大斷裂關(guān)系密切。深部Ⅰ、Ⅱ級(jí)斷裂具有深度的幔源供熱傳導(dǎo)作用，提供富足的熱源和深部聚熱基礎(chǔ)，深部Ⅲ級(jí)斷裂具有高效的傳熱、儲(chǔ)熱聯(lián)通作用，提供穩(wěn)定的熱源和淺部生熱通道。約90%以上地?zé)岙a(chǎn)在由呈“H”型構(gòu)造樣式深部1F1～1F3的斷裂組合區(qū)內(nèi)，分別表現(xiàn)在沿NE向斷裂1F1北側(cè)大量分布(南側(cè)不多)、介于兩條SN向斷裂(1F2、1F3)之間出現(xiàn)(東西兩側(cè)省界不多)，推測(cè)在1F1南部和1F2、1F3控制的東西外側(cè)具有較大找熱空間。
3) 貴州地?zé)岱植寂c隱伏花崗巖體、深部花崗巖基關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)分布有很多中低溫?zé)嵋盒偷V產(chǎn)和資源儲(chǔ)量豐富的海相熱水沉積重晶石礦床存在，揭示出地下存在與所述礦產(chǎn)有成因聯(lián)系的熱源體，它們?yōu)榈責(zé)崽锏男纬善鸬搅酥匾嶙饔煤蜔嵩次镔|(zhì)儲(chǔ)備。規(guī)模大的花崗巖體保留余熱較多為高產(chǎn)熱巖石，對(duì)地溫場(chǎng)分布影響較大，是潛在的重要供熱資源和供給方式，巨大的花崗巖基應(yīng)是殼源產(chǎn)熱的物源基地。
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