贵州省铜仁地区温泉分布及成因浅析

2012-09-05李生红

地下水 2012年5期

关键词：石阡县印江松桃

李生红，李晓，付梅

(成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都 610059)

贵州省铜仁地区温泉分布及成因浅析

李生红，李晓，付梅

(成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都 610059)

铜仁地区地表出露温泉较多，地热资源极其丰富。本文对铜仁地区温泉分布及成因进行统计分析后知，其分布受地层、地质构造及地貌等因素的影响，具有地热水形成的储层、盖层、导水通道及热源的良好条件。

温泉;分布;成因;铜仁地区

铜仁地区位于贵州省东北部，是贵州省除遵义地区以外温泉分布最广的一个地区，地热资源十分丰富。近几年，对铜仁地区地热资源的开发利用也已具有一定规模。本文根据前人资料，对铜仁地区温泉分布及成因进行统计分析，为更进一步合理开发利用地下热水资源提供地质依据，并希望对带动该区温泉旅游业的发展有所帮助。

1 地貌特征

铜仁地区地处云贵高原向湘西丘陵和四川盆地过渡的斜坡地带，地势整体东南高、西北低，武陵山脉呈北东向南西纵贯铜仁地区中部，著名的梵净山位于境内中部，主峰凤凰山峰顶海拔高程2 572 m，为黔东最高峰。山体外侧多为海拔800 m以下的低山和丘陵，山地占地面积为67.8%，丘陵占地面积为28.3%，坝子占地面积3%，其他占地面积为9%。武陵山脉将全区分为东西两部分，东部地区地貌为沅江水系低山丘陵地貌、河流切割地貌，河流沿岸多开阔河谷和坝子地貌;西部地区乌江流域岩溶侵蚀地貌、中高山高原峡谷地貌，河谷多深切峡谷，沿河两岸悬崖陡壁多，最大切割深度300 m左右。在远离河谷的山原面上，岩溶丘陵分布广泛，地面起伏相对高差 200 ～ 300 m［1］。

2 区域地质特征

研究区出露的地层从老到新为震旦系(Z)、寒武系(∈)、奥陶系(O)、志留系(S)、二叠系(P)、三叠系中统(T)、第四系(Q)，缺失泥盆系(D)、石炭系(C)、侏罗系(J)、白垩系(K)、第三系(R)地层。

研究区构造以北北东向、北东向构造为主，断裂有区域性思南－白马洞走滑断裂束、木黄－马场走滑断裂束、松桃－碧痕营断裂束、石阡枢纽断层、红石压扭性断裂等;褶皱有袍木寨背斜、马家湾背斜、夹石背斜、甘溪背斜、塘头向斜、鹦鹉溪背斜等。

3 温泉分布特征

3.1 温泉出露概况

据统计，铜仁地区天然出露的温泉主要有23处(表1)，以铜仁地区西部的石阡县分布最为集中，常以泉群出现，少数分布于沿河、印江等地。石阡县温泉分布有12个，印江县、沿河县各4个，思南县2个、江口县1个，其分布见图1。

图1 铜仁地区主要温泉分布图

参照我国《地热资源地质勘查规范》(GB11615－89)，将温泉分为低温温泉(25℃≤T＜40℃)、中温温泉(40℃≤T＜60℃)、中高温温泉(60℃≤T＜80℃)、高温温泉(80℃≤T＜100℃)、沸泉(T≥100℃)，据此可知铜仁地区温泉以低温温泉为主，仅印江县天堂哨区温塘温泉最高水温达51℃，属中温温泉。

温泉泉水流量最小为 0.85 L/s，最大的达 43.75 L/s，整体流量较小。温泉出露高程最低为沿河县洪渡淇滩，高程约为225 m，最高印江县两河乡天生桥，高程约为670 m，多位于400～500 m的高程上。

表1 铜仁地区温泉统计表

3.2 温泉分布规律

铜仁地区温泉受地质条件的严格控制，主要表现在温泉出露和分布受地层层位、地层岩性、地质构造以及地貌条件的控制。

3.2.1 温泉出露的地层特征

由表1知，铜仁地区温泉出露处地层以奥陶系桐梓组、红花园组(O1t－h)为主，共17处，约占全区78%，尤其是石阡县温泉，共统计12处，有10处即出露于该地层;2处为奥陶系大湾组(O1d)，均分布于石阡县;1处奥陶系石子铺租(O2sh)，位于沿河县石灰乡谢家渡;2处寒武系娄山关组(∈2ls)、后坝组(∈3h)。

岩石性质对铜仁地区温泉分布及出露也有影响，铜仁地区温泉均出露于碳酸盐岩类地层中，因碳酸盐岩类岩石裂隙发育，导热率较高，为良好的导热、储热含水岩层，砂页岩、泥页岩导热率较低，裂隙欠发育，含水极弱，构成该区隔热阻水层［2］。

3.2.2 温泉出露的构造特征

铜仁地区地热水属于贵州循环型地下热水中受背斜和断裂联合控制的复合型热储，区内北北东、北东向的走滑断裂束极为密集，这些走滑断层均是活动性断层，为地热上升的主要通道。

根据地质构造对铜仁地区温泉的形成、分布的控制作用，可将该区温泉进一步分为断裂型、褶皱型、褶皱断裂型三种类型［3］。

1)断裂型:即温泉出露在断裂带上，温泉沿断裂呈串珠状分布，铜仁地区该类型温泉共2处，分别位于石阡县本庄区永和乡和石阡县花桥区乡桥花维坪，所处断裂分别为木黄－马场走滑断裂束和北东向的松桃－碧痕营走滑断裂束。

2)褶皱型:即温泉出露在背斜核部或倾末端，铜仁地区该类温泉共3处，位于沿河县蚊岩和沿河县石灰乡谢家渡，所处褶皱分别为甘溪背斜南东翼和北北东向夹石背斜轴部，位于思南县鹦鹉溪安家寨的温泉所处褶皱为北北东向鹦鹉溪背斜。该类型温泉多单个出露，且温度较低。

3)褶皱断裂型:即受背斜构造与断裂构造的综合控制，该温泉类型全区分布最广，共19处，其中石阡县10处，印江县4处均为褶皱断裂型，沿河县2处，思南县1处，江口1处。如石阡县褶皱断裂型温泉所处构造部位为北东向的松桃－碧痕营走滑断裂束与袍木寨背斜及石阡枢纽断层的复合部位、毛家湾背斜与松桃－碧痕营走滑断裂束的斜切复合部位、塘头向斜轴部与木黄－马场走滑断裂束控制的倾伏端，温泉多沿石阡河、乌江支流凯望河以泉群的形式排泄，这类温泉不仅温度较高而且流量也较大，部分温泉甚至沿岩溶裂隙呈股状涌出。

3.2.3 温泉出露的地貌特征

通过对表1中温泉出露处地貌部位及特征分析知，铜仁地区温泉均出露在低洼的洼地或谷地。石阡县温泉多集中在石阡河、乌江支流凯望河及其它大小溪流的河谷两岸、一级阶地或河漫滩上，常高出河水面约0.5～1 m，热矿水多沿岩溶裂隙呈股状涌出，出露处相对高差约400～600 m，如石阡县花桥区石固乡凯峡河的温泉，出露于乌江支流凯望河河谷左岸，相对高程约为550 m，热矿水沿白云质灰岩溶洞涌出，高出河水面约1 m;山间谷地暗河出口处的沿河县坟岩处的温泉，出露处相对高程约340 m，热矿水沿溶洞涌出，高出河水面约10 m;出露于河床中的温泉1处，位于石阡县花桥区乡桥花维坪。

4 温泉成因分析

4.1 温泉形成的热源分析

铜仁地区温泉水化学类型为 HCO3－Ca·Mg、HCO3·SO4－ Ca·Mg、SO4·Cl－ Ca·Na、SO4－ Ca、HCO3－ Ca型，热矿水主要微量元素中发现 Sr、Ti、Ra、Th、F、Rn、U 等放射性元素，推断深部可能存在花岗质结晶体的存在，故推断铜仁地区温泉热源主要是来自放射性元素衰变释放的巨大热源［4］。

4.2 地热热储及盖层

铜仁地区地下热矿水储集单元为贵州省热矿水第二储集单元，热矿水赋存于奥陶系下统桐梓组－红花园组(O1th)、下寒武系中上统娄山关组(∈2ls)的碳酸盐岩地层，为主要地热储层;奥陶系湄潭组、大湾组，以页岩、砂岩为主，夹中厚层细晶生物碎屑灰岩，微至细晶瘤状灰岩，厚度较大，起相对隔热及保温作用，为铜仁地区直接盖层。中、上奥陶统龟裂纹灰岩、泥灰岩、页岩、粉砂岩及志留系中下统砂、页岩夹少量生物碎屑灰岩、泥质灰岩，分布于背斜的两翼，为该区间接盖层［6］。

4.3 地热水运移

热矿水的循环大体上说，是来自上地幔的热流，沿松桃－榕江深断裂上升，经由北东组走滑断裂束，主要有思南－白马洞、木黄－马场、松桃－碧痕营断裂束的滑脱层传输到表层构造，在碳酸盐岩裸露区接受大气降水入渗补给并进行对流循环，再沿导水断裂或透水边界补给北北东组袍木寨背斜和石阡断裂联合的蓄水构造与松桃－碧痕营走滑断裂蓄水构造，并向区域最低侵蚀基准面排泄，构成一个完整的循环系统［5、6］。