李華萍
(廣東省有色金屬地質(zhì)局九三五隊)
依托豐富的地?zé)豳Y源,開發(fā)利用地?zé)岢蔀閺V東省龍門縣龍?zhí)镦?zhèn)近年來經(jīng)濟重要的增長點,而對區(qū)內(nèi)地?zé)崽镞M行調(diào)查評價工作是科學(xué)開發(fā)的基礎(chǔ)。地?zé)豳Y源調(diào)查評價工作是根據(jù)可開采熱量、流體量以及流體質(zhì)量并按其開發(fā)利用方向定性評估其經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益[1]。地?zé)豳Y源調(diào)查評價工作對實行統(tǒng)一規(guī)劃和有效保護地?zé)豳Y源、將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變成社會效益具有重要的意義。
賴屋地?zé)崽镒鳛辇執(zhí)镦?zhèn)重要地?zé)崽镏?,地質(zhì)研究程度偏低,地?zé)崽锍梢蛘J(rèn)識不足。本次工作通過地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、地?zé)徙@探工程和測溫等手段,對地?zé)崽锏牡貙咏Y(jié)構(gòu)、熱儲及其蓋層的地?zé)嵩鰷芈省⒅饕獰醿μ卣?、地?zé)崃黧w溫度、壓力和產(chǎn)量等地?zé)岬刭|(zhì)特征進行研究,在此基礎(chǔ)上初步探討地?zé)崽锏某梢蚣爸猩顚拥責(zé)豳Y源的找礦遠(yuǎn)景。
龍?zhí)镦?zhèn)賴屋地?zé)崽镌趨^(qū)域上位于華南褶皺系中南部,處于橫跨全省的東西向佛岡—豐良深斷裂帶中段,夾持于北東向恩平—新豐深斷裂帶和河源深斷裂帶之間[2]。區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷加里東—海西—印支—燕山—喜山5個階段的構(gòu)造運動,在加里東—海西—印支運動時期基本形成了本區(qū)的構(gòu)造形跡格局,后經(jīng)燕山—喜山運動的改造形成了如今多種多樣、復(fù)雜多變的構(gòu)造形跡。
1.1.1 地層結(jié)構(gòu)
該地?zé)崽锏貙咏Y(jié)構(gòu)較簡單(圖1),出露的地層由老至新敘述如下。
(1)泥盆系上統(tǒng)帽子峰組(D3C1m)分布在地?zé)崽锏奈髂辖?,巖性主要為上部中—厚層狀細(xì)(中)粒長石石英砂巖或粉砂質(zhì)細(xì)砂巖,間夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖或呈互層,中部和下部多為細(xì)粒(長石)石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層或呈夾層,厚度>530 m。
(2)石炭下統(tǒng)石磴子組(C1sh)主要分布于地?zé)崽镏胁垦乇蔽飨蛘共嫉牡屯莸貛В蟛糠值囟尉坏谒南祷虺商肯迪陆y(tǒng)測水組覆蓋。巖性主要為灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、大理巖、中部夾泥質(zhì)灰?guī)r和炭質(zhì)頁巖。據(jù)已有鉆孔資料,該組灰?guī)r巖溶較發(fā)育,見洞率達25%,富水性強,為熱水儲藏提供了良好空間。
(3)石炭系下統(tǒng)測水組(C1c)分布于地?zé)崽锏臇|半邊,巖性為灰色、灰黑色粉砂質(zhì)頁巖、頁巖、細(xì)砂巖,局部央炭質(zhì)頁巖及劣質(zhì)煤層,厚度為109~267 m。
(4)第四系更新統(tǒng)(Qp)主要分布在河流階地及沖溝中下游的低洼地帶,巖性以亞黏土、含黏土中粗砂和礫砂為主,局部為卵礫石,厚度多為2~5 m,局部達5 m以上。
1.1.2 巖漿巖
該地?zé)崽镂鱾?cè)見晚侏羅世侵入巖(J3γβ),巖性為中細(xì)粒黑云母花崗巖,多為淺灰白—灰白色,似斑狀結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu),巖石成分主要由42%~43%鉀長石、25%~30%斜長石、27%~28%石英和少量黑云母等組成。
巖體主要在東西向的構(gòu)造環(huán)境中,巖漿以輻射擴張為主的方式侵位,屬中深成相,其定位深度大致為3~8 km,巖體已遭受深度剝蝕。
1.1.3 地質(zhì)構(gòu)造
該地?zé)崽锏刭|(zhì)構(gòu)造以斷裂為主,以北北西和北北東向斷裂較為發(fā)育。
F35斷裂走向為16°~18°,傾向東,傾角為48°左右,該斷層破碎帶以角礫狀硅化粉砂巖和裂隙被褐鐵礦充填為主,破碎帶寬度較大,在LZK1 井附近可見寬度大于15 m。此外,在地?zé)崽镂鞑恳舶l(fā)現(xiàn)1條斷層破碎帶與F35斷裂大致呈平行產(chǎn)出,相距650~700 m,斷裂走向為8°~12°,總體傾向東,傾角為72°~78°,破碎帶寬度為10~40 m,延伸大于1 km,以硅化巖、角礫巖局部夾糜棱巖為主要特征,在破碎帶中的裂隙傾向西為主,傾角為65°~70°,顯示多期次活動特征。由此,初步認(rèn)為北北東向F35斷裂可能為主要的控?zé)針?gòu)造。
F36斷裂屬區(qū)域上某斷裂沿走向往南東方向的延伸部分,為推測斷裂。該斷裂與F35斷裂構(gòu)造1 對呈“X”型構(gòu)造格架,共同控制本地?zé)崽锏責(zé)岙惓^(qū)的分布。
F37斷裂走向為77°,傾向南,傾角為35°~40°,經(jīng)鉆探揭露,見構(gòu)造角礫巖、硅化巖。
1.2.1 地下水類型
根據(jù)地下水分類方法,結(jié)合本區(qū)地下水賦存條件及含水巖組特征,將區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、碎屑巖類裂隙水和巖漿巖類裂隙水四大類,分述如下。
(1)松散巖類孔隙水主要分布于地?zé)崽飪?nèi)東半部某河兩岸階地及其兩側(cè)的山間谷地中,屬第四系全新統(tǒng)沖—洪積層,巖性以亞黏土和含黏土中粗砂為主,部分地段為卵礫石層,厚度為2~5 m,少數(shù)達5 m 以上,厚度變化較大。透水性及富水性變化較大,其中在某河兩岸沖—洪積階地中含水層厚度較大,透水性及含水性較強,單井涌水最達100~300 m3/d,局部可達300 m3/d以上,在其它山間谷地含水層厚度較小,透水性及含水性較弱,單井涌水量為100 m3/d左右,富水性總體上為貧乏。
(2)碎屑巖類裂隙水分布于地?zé)崽飪?nèi)南東的中部及東部地段,主要為石炭系下統(tǒng)測水組(C1c)的砂頁巖裂隙水組成,主要賦存在粉砂質(zhì)頁巖和細(xì)砂巖的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中。一般泉流量為0.14 L/s,地下水逕流模數(shù)小于6 L/(s·km2)。富水性總體上為貧乏。
(3)碳酸鹽巖類裂隙溶洞水石炭系下統(tǒng)石磴子組(C1sh)主要分布于地?zé)崽镏胁垦乇蔽飨蛘共嫉牡屯莸貛?,大部分地段均被第四系或石炭系下統(tǒng)測水組(C1c)砂頁巖覆蓋。59 個鉆孔中共有33 個孔揭露到灰?guī)r或大理巖,其中有8 個鉆孔揭露到溶洞,見溶洞率為25%,溶洞的發(fā)育和分布主要受構(gòu)造的控制。在斷裂構(gòu)造通過的地段溶洞發(fā)育,富水性強,單井涌水量達100~2 000 m3/d。斷裂帶以外的鉆孔,溶洞、溶隙不發(fā)育,富水性差。
(4)巖漿巖類裂隙水主要分布在地?zé)崽锏奈鞑浚瑤r性為晚侏羅世中細(xì)粒黑云母花崗巖(J3γβ),泉流量為0.794~2.552 L/s,枯季地下徑流模數(shù)為9.318~16.290 L/(s·km2),富水性中等至豐富。
1.2.2 補給、徑流及排泄條件
地?zé)崴a給來源主要是大氣降水,其次為地表水體。區(qū)內(nèi)年降雨量大于2 000 mm,雨量充沛,枯水期短,補給來源充足。地形為低山丘陵地帶,地形變化大,北部山區(qū)以緩坡為主,植被發(fā)育,南部以山間沖積平原為主,有利于地表水和地表徑流對地?zé)崴难a給和匯集。山區(qū)巖石風(fēng)化裂隙較發(fā)育,第四系土層薄,有利于大氣降水的滲入補給。總體來說,地?zé)崴a給條件較好。
碎屑巖類裂隙水受巖層分布、產(chǎn)狀及構(gòu)造的影響,地下水的徑流途徑較長且復(fù)雜,地?zé)崽飪?nèi)地?zé)崴畯搅鬏^為復(fù)雜,呈多方向性,但總體由北往南徑流。
地?zé)崽飪?nèi)地?zé)崴判剐问揭陨仙獮橹?,有少量向淺層地下水?dāng)U散排泄。
賴屋地?zé)崽镏饕軘嗔鸭皫r性條件控制。地?zé)岙惓^(qū)呈近南北向的帶狀分布,受F37與F36斷裂控制。F37與F36交錯復(fù)合部位形成應(yīng)力集中區(qū),是本地?zé)崽锏闹行?。地?zé)崃黧w主要賦存于這2 條斷裂構(gòu)造破碎帶以及隱伏灰?guī)r及大理巖斷裂構(gòu)造帶的溶洞及溶蝕裂隙中。根據(jù)已有資料分析,地?zé)崽飽|、西邊界主要受巖性條件控制,西側(cè)巖性主要為晚侏羅世中細(xì)粒黑云母花崗巖及泥盆系砂頁巖,裂隙發(fā)育一般,隔熱性較好;東側(cè)主要為測水組砂頁巖,巖石裂隙閉合,巖心較完整,透水性差,隔熱性較好,以上分別形成了地?zé)崽锏臇|西邊界。地?zé)崽锬媳眱蓚?cè)隨著遠(yuǎn)離斷裂交匯應(yīng)力集中區(qū),巖石裂隙發(fā)育變?nèi)?,巖芯趨近完整,透水性及富水性變差,可形成相對隔水、隔熱的漸變過渡型邊界。
1.4.1 平面地溫場特征
賴屋地?zé)崽?5℃等溫線圈閉埋深14 m,為近南北向帶狀,受F37與F36斷裂影響,熱異常范圍較大。30℃等溫線呈長橢圓形,長軸為北北東向,與主控?zé)釘嗔袴35走向基本一致,最大寬度為125 m,熱異常范圍較小。地溫變化總體為由高溫中心往北—南向降低,趨勢較緩慢,而往東—西方向迅速降低。
1.4.2 垂直地溫場特征
據(jù)鉆孔測溫資料分析(圖2),賴屋地?zé)崽锎瓜驕囟茸兓幸欢ㄒ?guī)律。從鉆孔LZK1 來看,孔深在0~60 m 水溫隨孔深增加而快速增加,60 m 以深孔段,隨著深度增加溫度變化不大,甚至還出現(xiàn)水溫緩慢下降的現(xiàn)象。觀察孔8 和觀察孔9 因靠近構(gòu)造帶近地表溫泉出露位置,增溫非常快,但同時受淺部地下冷水影響,水溫出現(xiàn)一定的波動。
賴屋地?zé)崽锏責(zé)崃黧w主要賦存于石炭系下統(tǒng)測水組(C1c)硅化粉砂巖和砂巖的斷裂構(gòu)造破碎帶中以及石炭系下統(tǒng)石磴子組(C1sh)灰?guī)r及大理巖斷裂構(gòu)造帶的溶洞及溶蝕裂隙中。
目前認(rèn)為,地?zé)崽餆醿邮艹省癤”型構(gòu)造格架的F37與F36斷裂及巖性共同控制,形成呈南北東向展布的帶狀熱儲。平面上其影響的寬度約125 m,長度約300 m。垂向上,鉆探揭露石磴子組灰?guī)r熱儲層厚度達150 m,尚未揭穿底板,推測熱儲厚度較大,埋藏深。
地?zé)崽锷w層巖性為測水組粉砂頁巖和第四系黏性土層,厚度為16~55 m,其透水性差,保溫性好。
通過綜合分析賴屋地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)特征,參考相關(guān)的資料和文獻,初步探討地?zé)崽镔Y源成因。
目前認(rèn)為,賴屋地?zé)崽餅樗疅嵝偷責(zé)嵯到y(tǒng),熱儲類型為開放型—半圈閉型帶狀熱儲[3],受斷裂構(gòu)造以及巖性控制,以碳酸鹽巖裂隙溶洞儲水為主要特征,其地?zé)岬男纬蓹C理基本相同。其水熱成因的機制是大氣降水、地表水體或常溫地下水通過斷裂構(gòu)造和風(fēng)化裂隙下滲,在斷裂破碎帶深循環(huán)過程中,汲取正?;蚱叽蟮?zé)崃鞅尘跋卤簧畈繜崃骷訜崃说膸r石熱量獲得增溫,熱水沿斷裂帶上涌,在有一定蓋層條件的構(gòu)造帶或巖溶溶洞裂隙帶中儲存形成熱儲,若遇貫通地表與深部的斷裂,在地形低凹處出露成為溫泉[4]。
綜上,初步構(gòu)建該地?zé)崽锏某梢蚰J綀D(圖3)。
賴屋地?zé)崽锟辈楣ぷ鲗\層熱儲層取得了一定的認(rèn)識,但都局限在600 m 以淺,對中深部熱儲尚未有鉆探揭露和驗證。結(jié)合已有的地質(zhì)資料分析認(rèn)為,賴屋地?zé)崽镏猩畹責(zé)豳Y源的找礦遠(yuǎn)景潛力較大,主要具有以下3個有利條件。
(1)賴屋地?zé)崽锎蟮貥?gòu)造位置處于橫跨全省的東西向佛崗—豐良深斷裂帶中段南側(cè),北東向恩平—新豐深斷裂帶和河源斷裂帶夾持部位。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次、不同方向的構(gòu)造應(yīng)力作用,斷裂構(gòu)造發(fā)育,為地下冷水進入深循環(huán)增溫形成熱水提供良好條件。區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育,且切割較深,為深部熱水向上運移提供了通道,當(dāng)疊加北西向、近東西向的斷裂構(gòu)造時,其交匯部位往往是地?zé)嵝纬傻挠欣课弧?/p>
(2)賴屋地?zé)崽飵r漿活動強烈,西部、北部大面積分布燕山期花崗巖,同時深部還可能存在較大規(guī)模的隱伏花崗巖體?;◢弾r體富含U、Th、K 等放射性元素,其放射性元素衰變熱為地?zé)崴男纬商峁┝肆己玫臒嵩础?/p>
(3)地?zé)崽飪?nèi)有大面積隱伏的石炭系和泥盆系碳酸鹽巖,具有相對封閉性,蓋層條件較好,為熱水的儲存提供了良好空間。
綜合認(rèn)為賴屋地?zé)崽餅樗疅嵝偷責(zé)嵯到y(tǒng),熱儲類型為開放型—半圈閉型帶狀熱儲,受斷裂構(gòu)造及巖性控制。賴屋地?zé)崽镏猩畹責(zé)豳Y源具有良好的找礦潛力,可通過進一步勘查工作獲得找礦突破,為龍?zhí)镦?zhèn)地?zé)豳Y源提供試采及重點勘查開發(fā)遠(yuǎn)景區(qū)。