绥中县范家乡吴屯地热成因分析

摘要：绥中县范家乡吴屯位于辽西走廊绥中县的西部山区。通过绥中县范家乡吴屯进行的的地热勘察等工作，基本查明了范家乡吴屯地段的地层岩性；温泉出露条件；热储埋藏条件；储、导热构造位置、产状、规模等。范家乡吴屯地段地下热水丰富，可洗浴、医疗、采暖等，具有较高的开发利用潜力和价值。

关键词：地热田；构造；热储

1.引言

绥中县范家乡吴屯地热属于典型的对流型地热田，目前在地热田内有2眼正在开采地热井，2处温泉群，主要用于洗浴，开采规模较小。通过地面地温场、水化学场调查，并采用视电阻率联合剖面、高密度、电测深等物探方法，基本查明了范家乡吴屯地段地热田范围；地层岩性；热储条件；储、导热构造位置、产状、规模等。为扩大开采地下热水资源提供充足有利的依据。

2.地热田成因分析

2.1深部构造特征

绥中县范家乡吴屯地热田有多处地热异常分布，是深部地热向上传导的结果，也是深部大地构造异常反映。

绥中县范家乡吴屯地热田位于阜新～绥中深部构造变异带上，该断裂带呈北北东向展布，绥中以南转为北东向分布。深部地球物理场及地壳构造特征表现为深部重力异常梯级带，地壳厚度处于西厚东薄的变化带上。展布的深部断裂有阜新～山海关断裂及彰武～黑山断裂。该变异带地震活动较强烈，义县、朝阳、滦县历史上曾多次发生5级以上地震，一九七六年唐山7.8级强烈地震就发生在该变异带上。另外，该变异带为地热异常分布密度较高区，有阜新市清河门煤矿热水点、凌海市汤池子地热异常点、兴城市热水点等多处热水点出露。

绥中县范家乡吴屯地热田大地构造单元为中朝准地台燕山台褶带山海关台拱之绥中凸起部位。基底由太古代混合花岗岩及建平群大营子组构成。早白垩世燕山二期后，由于地壳活动强烈，地幔上拱导致地壳表层拉张，形成新的隆起与凹陷，之后在伊邪那岐板块对欧亚板块的持续挤压作用下，本区同时受到强烈的南北向力偶作用产生的东西向挤压运动，在刚性基底上产生北北东走向滑动断层体系，包括北北东向走滑断层和北西～北北西向张扭性断层，同时引起东西向断层的复活。在断裂交汇复合部位或北北东向走滑断层拉张段落出现上叠断陷盆地，成为山区剥蚀物的堆积地和火山岩喷发的堆积场所。中心式喷发沿北北东向断裂排列构成北北东向火山喷发岩带。

2.2温泉出露成因

热异常的主要原因是地壳深部上地幔热和放射性元素蜕变产生的热的作用，这两种热即是本区地下热水的热源。根据前人资料推测热储深度在5km或更深。说明热源在中深部。区内地下热水成因属于远补给，断裂深循环型。大气降水从西部基岩丘陵区通过纬向断裂构造及裂隙下渗至深部与断裂的交汇处，在沿途吸收深部放射性热及地幔热，逐渐增温，体积膨胀。在深部热力及围岩压力的驱动下，沿导热构造或裂隙向上运移至储热构造中，在储热构造中聚集。在聚集过程中，热水压力逐渐增大，活动性增强，在适当的部位穿透盖层形成温泉。

2.3热储概念模型

绥中县范家乡吴屯地热田古老的结晶基底广泛出露，决定构造形态以断裂构造为主。组成绥中凸起断裂系的明水断裂带在工作区北部边缘通过。明水断裂带为冀北青龙断裂之东延部分，由南北两支断裂组成，北支为北西西向，南支为东西向，断面显压性，属壳断裂。受明水断裂带控制，调查区发育有下列一些次一级断裂构造：

F1断层：分布于汤口村东，呈北西西向延伸，在露头部位见有擦痕，倾向南，倾角大于70°。断层切割的岩石为火山角砾岩。该断层为控热构造。

F2断层：为推测断层，分布于汤口村东南，走向160°，产状近于直立，为高角度断层，该断层东岸的陡崖高约30m，陡崖断面有擦痕，断层切割岩石为火山角砾岩。

综上，绥中县范家乡吴屯地热田的热储模型可概略为：深部阜新～山海关断裂切割上地幔凸起，地幔热流沿断裂上溢，然后沿F1、F2断裂上涌，使其周围岩石处于高温状态，形成脉状热储，见图1热储模型示意图。

2.4热储条件分析

绥中县范家乡吴屯地热田有2处温泉露点，温泉出露点位于狗河沿岸，沿构造展布，出露温度31-46℃。由于水库建成蓄水，温泉出露点将成为淹没区。在猴山水库坝址外的办公区域附近，2017年新施工2眼地热井，井深均300m，出口水温达到46℃，单井出水量500-1000m3/d，。由钻孔揭露地层和测温数据可知：地热田热储层为混合花岗岩构造破碎带，含水层岩石破碎，岩性为混合花岗岩。热储层埋深位于185-290m之间，共两段含水层，总厚度30-35m。热储层温度45.4-48.6℃。根据水质分析结果，地下热水化学类型为HCO3·SO4—Na型，其中偏硅酸含量99.0mg/L，达到“命名矿水浓度”标准，可定名为含有医疗价值的硅型淡水温泉水，具有很好的理疗价值。由以上数据可知：绥中县范家乡吴屯地热田热储条件优越，具有较高的开发利用价值。

3.结论

绥中县范家乡吴屯地热田属于构造对流型，温泉点及地热井沿构造分布，查明构造分布规律及热储特性，为地热资源的开发利用提供了充足有力的依据。目前，已开采的热水井均位于断裂影响带内，且单井涌水量500-1000m3/d，水温46℃。钻孔揭露热储层为构造破碎带，岩性为混合花岗岩，岩石破碎。地下热水水化学类型为HCO3·SO4—Na型，其中偏硅酸含量99.0mg/L，达到“命名矿水浓度”标准，可定名为含有医疗价值的硅型淡水温泉水，具有很好的理疗价值。

参考文献

[1]辽宁省地质矿产局. 辽宁省区域地质志[M]. 北京：地质出版社，1989年.

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[5]卢明，焦文燕，綦莹. 绥中县范家乡温泉井（FR2）完井报告[R]. 锦州：遼宁工程勘察设计院，2017年.

（作者单位：辽宁工程勘察设计院）