云南大理洱海盆地地热异常探讨

关兆德

（云南南方地勘工程总公司，云南大理 671000）

云南大理洱海盆地地热异常探讨

关兆德

（云南南方地勘工程总公司，云南大理 671000）

地热资源作为一种清洁环保、可再生的能源之一，深受人们的关注和重视，大理州境内沿红河—洱海断裂带，北有洱源地热国、下山口温泉，南有弥渡温泉均被广泛地开发利用，唯有大理市境内的凤仪—海东一带的地热尚未成功开发。本文就红河—洱海断裂带通过的大理洱海南段地热异常作一探讨，以促进凤仪地区的地热资源开发利用。

洱海 地热资源 特征探讨

近年来，随着旅游、休闲度假作业的快速发展，地下热水资源越来越受到人们的关注和重视，闻名全国的历史文化名城大理，不仅拥有丰富的旅游资源，更具备储存地下热水的地质构造和水文地质背景条件。区域上沿红河—洱海深大断裂带一线，南有弥渡温泉，北有洱源下山口和地热国温泉均已被充分地开发利用，中部的大理洱海盆地内凤仪—海东地区处于洱海断裂带旁，已有多处地热异常显示，目前尚未被开发利用。

1 地质背景条件

大理洱海盆地位于云贵高原和横断山脉之点苍山交接地带，受青藏滇缅“歹”字型构造体系红河—洱海大断裂带控制，为北北西走向的冰蚀断陷型堆积盆地。出露地层齐全，自元古界苍山群和沟头箐群至新生界第四系冲、洪、湖积层均有出露。地下水类型有松散岩类孔隙水、碳酸盐类岩溶水和基岩裂隙水三大类。地下热水异常区，则主要是区域构造—断裂有关，大理位于扬子准地台与三江褶皱系的结合部位，以大合江断裂，西洱河断裂、洱海断裂为界，西为兰坪—思茅坳陷，东为盐源丽江坳陷。区域构造线以北西向为主，北东向次之，局部呈东西向或南北向。

1.1 北西向构造

洱海断裂南延称红河断裂，多为浮土层掩盖，仅在大理州水泥厂、狮岗村、松毛坡等处出露地表。断层东盘为古生界，西盘为中生界，区内第四系下更新统松毛坡组亦受切割，局部可见动力变质，沿断裂带附近岩石破碎，有钙质角砾岩、碎裂岩分布，断层产状50°∠60°，主要表现为压扭性断裂。洱海断裂是一条切割基底的深大断裂，可能在晋宁晚期—加里东早期即已初显雏形，其后经历了多次构造活动至今。

1.2 东西向构造

西洱河断裂，西段渐趋北西向与漾江断裂交汇，东段渐趋北东向延伸止于洱海深断裂，平面形态略呈弧形弯曲。北盘为元古界千糜岩、糜凌岩，南盘为中生界变质砂岩、板岩等。断裂具河谷地貌及断层崖，紧靠断裂带在下关塘子铺有高温热水涌出，本为压扭性之逆冲断层，但挽近时期已向张扭性转化，在小合江附近可见挽近活动的正断层阶步，断层面多向南倾，倾角50°～60°。西洱河断裂乃是洱海深断裂所派生的次一级构造。

1.3 北东向构造

地石曲断裂，两盘岩性相同，均为中生代泥质粉砂岩，属张性断裂；普和阱断裂，上盘为Pβ黑色玄武岩，下盘为D1q浅灰色灰岩，属压性断裂；米总村断裂，两盘岩性均为奥陶系粉砂岩和石英砂岩，属扭性断裂。以上断裂因规模较小，深度有限，对地热异常起不到控制作用。

2 温泉出露概况

大理洱海盆地自大理古城至上关镇的北段未发现温泉出露，温泉出露及地热异常主要分布在南段，即分布在盆地南段石房子、南段西南角的鸡邑铺、下关塘子铺等地。所有温泉均出露在主断裂带及次级派生带上或两组断裂的交汇部位，其出露层位及水温严格受断裂构造所控制，其出露条件分述于下。

2.1 塘子铺温泉

位于大理市下关镇西约3km的塘子铺（41号泉），温泉出露于西洱河断裂南侧次级断裂带上，岩性为侏罗系坝注路组（T3b）及三叠系歪古村组（T3W）的砂岩、砂质板岩，因受断裂影响，两组岩层的导水导热裂隙十分发育。温泉以上升泉群形式呈线状涌出，水温76.5℃，近年水温仍在持续缓慢上升，最高温达83℃，据观测年水温变幅2℃，涌水量15.2L/S，年变幅2.0L/S，动态较稳定。水化学类型为HCO3—Na型，矿化度1.05g/L，PH值6.7，SiO2含量较高。温泉因水温高、流量大、离城近、交通便利而被开发为凤凰温泉旅游度假村广泛利用。

2.2 鸡邑铺温泉

位于漾濞县平坡乡北约3km的路边，泉口紧靠大合江断裂西侧，其东侧为下元古界石门关岩组之条带状混合岩带，西侧为上三叠统歪古村组的板岩，水温40℃左右，因其水温较低，流量小而未被开发利用。

2.3 石房子温泉

据访：20世纪40年代，在石房子村南侧曾有高温热泉出露，水温高达60—70℃，后于50年代断流，原因不详。经实地调查，石房子村北东约200m处至今仍有水温为28℃的低温热水出露。

3 地下热水的有关指标特征

地热分布主要受红河—洱海大断裂和苍山变质隆起带控制。大理市水环境温度为15.3℃。本区地下热水属液相低温热水和高温热水类型，地热钻孔多自流，温泉为上升泉，均具承压性，但未测定压力。

塘子铺温泉出露于西洱河南岸南北向断裂谷陡崖瀑布之下，海拔2000m。导热导水裂隙产状335°∠78°，240°∠16°不等，水温76.5℃，流量15.18 L /s，水化学类型HCO3—Na型，矿化度1.05g/L，S1O2为42.5mg/L，F为2.2mg/L，氢含量1.91—2.63埃曼/L，具有硫化氢气味和钙华、硝华沉积。沿断裂发生强烈的动力和热力变质作用，并有明显的水热蚀变现象，水化学组分中K、Na、SiO2、CO2、Cl、SO4、Li离子显著增高。

地球化学地热温标是利用地下热水的化学组分浓度或浓度比计算地下热储温度的方法。即地热流体与矿物在一定温度、压力条件下达到平衡，地热流体上涌地表温度降低时，这种平衡仍然存在。通过对温泉，地热井之地热温标的测定，可计算推测深部热储层温度，预测地热田的潜力，由各种化学成分、气体成分、，同位素组成而建立的地热温标类型较多，广泛采用的有：二氧化硅温标、钠钾温标，镁钾温标及钠钾钙温标。

凤仪—石房子地热异常区水化学组分中，某些特征性离子，如钾、钠、二氧化硅、氯和矿化度等成分明显增高，锂含量达0.0000114 -0.0114mg/L。光谱半定量分析，异常区内地下水中特殊成分比区外显著提高。据钻孔揭露，孔口水温23-32℃，井深170m处最高水温达34.5℃，地热梯度为6.6-9.4℃/百米。水温等温线之长轴呈北北西向，与红河—洱海大断裂一致，完全受该断裂控制。

4 地热异常区特征

根据数十年的地质、水文地质、环境地质资料，结合地热异常点的调查，可控源大地电磁测深和大地频谱测深等物探资料综合分析研究，大理洱海盆地北段基本无地热异常显示，盆地南段共显示出三个地热异常区，其特征如下：

4.1 大理古城地热异常区

位于大理市古城以东至洱海湖滨一带，异常以月溪村为中心，呈北西向展布，长约10km，宽2-4km，处于苍山山前断裂带旁的山前冲洪积扇（裙）区，其上覆盖较厚的第四系各类松散堆积层。

该异常区水温下限值为20℃，已有5个钻孔资料证实热能较分散，温度偏低，以月溪村东ZK73孔为例：孔深170m处，水温为24.9℃；孔深800m处，孔底水温为54.3℃。地热梯度在不同地段不尽相同，一般变化范围在4.0-8.0℃/百米间，有覆盖层愈厚其地热梯度愈高的趋势，为一面积较大的带状低热异常区。

4.2 凤仪—石房子地热异常区

异常分布在红河—洱海深大断裂带上，其上部被第四系冲洪堆积地层所覆盖，厚度约200—400m之间，由6个水温23℃—34℃的低温钻孔所圈定，详见图1：

异常区呈北北西向展布，与红河—洱河断裂延伸方向一致。长10km，宽1.2—2km，面积约16km2；异常区向北西方向延伸，至石房子村北侧伸入洱海。在凤仪地区施工了多个钻孔，其水温均高于该地区环境温度（15.3℃），其中Z26号孔深204m、在孔深170m时孔口水温30℃，孔底水温34.5℃，地温梯度为6.6-9.4℃/百米，各孔水温及梯度不尽相同，并有南低北高的增温趋势，属低热异常。异常区北端的石房子村现有28℃的低温热水出露，历史上曾有70℃左右的高温热泉出露，，热泉于20世纪50年代初期断流消失，推测与断裂构造挽近期活动有关。总之，凤仪—大理州水泥厂—石房子一带的地热异常尤为明显，分布面积较大、规律性较强。

5 结语

（1）大理洱海地区断裂构造发育，特别沿洱海—红河深大断裂带及其旁侧次级派生断裂的挽近期复活，给地壳深部热能的聚集、导流提供了有利条件，出现呈带状分布的构造控制性地热异常。

（2）大理古城之北的洱海盆地北段无地热异常显示，大理古城以南的洱海盆地南段存在三个地热异常区，相对而言，凤仪—石房子地热异常更为明显，并具有分布范围广、规律性强的特征。

（3）在凤仪—石房子地热异常区内钻进至1500m左右的深度，有望打出水温40℃左右，流量500m3/d左右的地下热水，具有一定的开发前景。

（4）在大理古城曾施工800m深孔，下关西洱河南岸也曾施工901m深孔拟打热水，打出的地下水温度均未超过20℃，均未成功，主要原因之一就是止水效果差，因此， 地热开发中应高度重视钻孔井壁的止水问题。

（5）地热是一种低碳环保、可再生的宝贵资源，开发地热是一项一劳永逸的工程，希望引起社会各界的关注和重视，多多引导和鼓励开发者。

［1］徐世光，郭远生.地热学基础.科学出版社，2009.

［2］邢国银，关兆德.云南省大理市地质环境监测报告（1995—2010年度）.大理地矿印刷厂，2010.