江西省袁州区白马地热水地质特征及成因浅析

摘 要：白马地热位于明月山风景名胜区北侧，属宜春市袁州区南庙乡管辖，距宜春市城区仅6km，交通便利。通过对该区地热水资源的勘查，基本查明工作区的地层岩性、断裂构造、水文地质条件等，重点查明各断裂构造的空间分布、性质、控热及导水性等条件，分析地热水的成因和赋存规律，为合理开发利用该区域地热水资源提供基础地质资料。

关键词：白马;地质特征;成因

中图分类号：P314 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）09-0160-02

1 地层岩性

勘查区内出露地层较为简单，有第四系全新统冲积层及寒武系八村群牛角河组变质岩等。

1.1第四系全新统冲积层（Q4al）

分布于梅花河及南庙河两岸，呈条带状分布，组成河流Ⅰ级阶地。具有二元结构，上部为黄褐色粉质粘土、亚砂土，厚约1.5m;下部为灰白色、灰黄色细砂、砂及砂砾卵石，砾石成分多为石英，结构较为松散，砾石磨圆度良好，多呈圆—椭圆状，近水平排列，厚度2m左右。

1.2寒武纪早世牛角河组下段（∈0-1n1）

主要分布于勘查区北部，呈推覆构造的推覆体由南往北叠覆于奥陶纪岩体或志留纪岩体之上。从岩性组合以一套含炭岩石组合为标志。下段其岩性为灰黑色薄层状炭质二云片岩与灰黑色、灰紫色中薄层状千枚状含炭不等粒长石石英杂砂岩互层;灰黑色中厚层状变质不等粒含炭石英杂砂岩夹灰绿色薄层状绿泥二云片岩;深灰色细粒岩屑石英杂砂岩，深灰色巨厚层变余中细粒岩屑石英杂砂岩及薄层状硅质岩，局部夹透镜状炭质页岩[1]。

2地质构造

勘查区内地质构造主要表现为北东向和北西向断裂，尤以北东（东）向规模最大。

2.1北东-北东东向构造

北东向梅花桥—肖家岭断裂F1，在区域上认为是温汤断裂的次一级断裂，也是白马地热主要的控热导热构造。

F1分布于湾头、苏家下里、肖家岭及雷古岭等地，往东则构造形迹不明显。区内长度约4km，由于北西向断裂的切割错断成段，在西-中部切割成三段：西段F1⑴位于湾头以西，走向呈北东东向（80°左右）;中段F1⑵位于湾头至苏家下里，走向逐步变为北东东-北东（70°～65°）;东段F1⑶位于肖家下里至雷古岭，则完全变为北东向（50°左右），区内大部分地段被第四系覆盖，仅在湾头附近、肖家岭南部的河道内有断裂构造岩出露。梅花桥—肖家岭断裂F1以硅化、破碎等为主要构造特征，并具多期次活动形迹;断裂活动前期主要显示为张性特征，后期曾有压扭性特征，晚期又有北西断裂对其切割和改造[2]。

2.2北西-北北西向构造

从研究区及周边具有一定规模的北西向断裂有4条，从西至东分别称之为F2⑴、F2⑵、F2⑶、F2⑷。

但由于地表露头差，仅湾头村南东侧河道内可见断裂F2⑴露头。其表现特征主要为：地表可见宽约30cm～50cm的硅化破碎带，原岩为片麻状英云闪长岩，岩石硅化破碎强烈，其内发育一组片理，呈“S型”弯曲，破碎带产状为330°∠70°。显示断裂北东盘往南东移动、南西盘向北西移动，据此可以判别该断裂为右行。同时也可推测，区内北西向断裂主要为右形平移断裂。

3水文地质条件

3.1含水层情况

根据RK01、RK02、RK05、RK06孔成果资料分析，各钻孔的含水层情况如下：RK01孔孔口标高为112.29m，含水层总厚度46.17m，岩性主要为断层角砾岩，流量为825m3/d，温度46.0℃;RK02孔孔口标高为112.05m，含水层总厚度28.41m，裂隙较发育，岩性主要为断层角砾岩，流量为402m3/d，温度40.0℃;RK05孔孔口标高为110.9m，含水层总厚度164.74m，岩性断层角砾岩及黑云母二长花岗岩，流量1019.5m3/d，温度31.0℃，RK06孔孔口标高为107.6m，含水层总厚度91.85m，岩性主要为断层角砾岩，流量为1634.4m3/d，温度40.0℃。从钻孔揭露到的含水层说明，勘查区的富水性较好。

3.2地下水的补给、径流、排泄

研究区主要分布在山间河谷平原中，主要沿北东向断裂（温汤断裂及次一级F1）走向条带状延伸，以及北西向断裂F2走向条带状分布。大气降雨是本区地下水的主要补给源。构造裂隙水及风化网状裂隙水侧向补给是本区地热水的主要补给源，在地形高差的影响下，裂隙水从地形高处向低处径流，通过构造裂隙侧向补给至破碎带。汇集至破碎带的地下水沿破碎带进行深循环过程中经地下热源加温后形成地热水，而后通过破碎带的通道上升与浅层地下水混合，以泉和钻孔自流形式排出地表或扩散别处[3]。

4地热水流场特征

地热区深部的热，一方面通过岩石的热传导，另一方面依赖于载热的地下水的运动将热量传输至地表。由于热源与深断裂有密切的联系，断裂带有较好的含水性，载热的地下水沿断裂上升，因此，地热区地热水流场的分布特征，主要取决于储热断裂的形态和地热水的运动途径。

根據各个钻孔的孔底测温资料分析大致有以下特征（图1）：

（1）在遇到热储层之前，孔底温度变化曲线特征为随深度加大孔温按一定的梯度渐增。

（2）钻孔遇热储层时，孔内温度曲线有明显拐点现象，如RK05孔333.16m～351.44m、410.50m～437.25m、782.24m～788.34m，RK02孔1044.1m～1055.86m等处均有不同程度的温度拐点。

（3）在热储层，孔底温度变化曲线特征为随深度加大孔温按一定的梯度渐增，同时温度偶有突变，表明热储层又可分为几个次级含水段。

（4）揭穿热储层后，孔温随深度增加而变小。结合勘查成果分析可知，钻孔中水温增温变大的部位多为钻遇断裂破碎带的位置，故该地热区地热水流场在垂向上仍主要受断裂构造的控制。

5地热成因分析

地热田热储主要为北东向及北西向断裂带的裂隙发育密集带，岩性为断层角砾岩、石英脉充填，部分为受断裂影响被挤压破碎、裂隙发育的岩石，岩性为黑云母二长花岗岩。综合研究分析，本地热区的主要控热和导水构造为温汤断裂及次一级F1断裂带，同时受到北西向断裂带F2的影响。白马地热区热储为一个主要由北东向断裂带及北西向F2组成的带状热储，垂向上地热水从断裂破碎带导出。由于地热水经过地下深循环，深部较高的地温对地下水有自然增温作用，因此岩浆侵入及深部较高的地温是地热水形成的重要热源。在地形高差（水头高差）的影响下，裂隙水从地形高处向低处径流，通过构造裂隙侧向补给至破碎带。汇集至破碎带的地下水沿破碎带进行深循环过程中经地下热源加温后形成地热水，而后通过破碎带的通道上升与浅层地下水混合，以泉和钻孔自流形式排出地表或扩散别处。

6地热资源评价

研究区地热水类型为低矿化度HCO3-Na型，部分钻孔中地热水可命名为氟硅理疗热矿水。该地热水不宜作为饮用天然矿泉水、生活饮用水、农业灌溉用水、渔业用水等;该地热水为非腐蚀性水;其地热水结垢性评价为锅垢很少，碳酸钙结垢评价为不结垢。本区地热水的利用方式为直接利用，主要可用于理疗、洗浴，其次用于采暖、温室、养殖等，具有多种对人体有益的微量元素，地热水有较好的开发利用价值。在当前的开采技术条件下，本区地热水资源的开发利用是可行的，经济是较合理的。其开发利用后热水和废水排放总量有限，一般不会对水土环境、大气环境产生不利影响。

参考文献

[1] 徐世光，郭远生.地热学基础[M].北京：北京科学出版社，2009.

[2] 樊江飞.江西省宜春市袁州区白马地热水可行性勘查报告[R].江西：江西省地质矿产勘查开发局九0一地质大队，2020.

[3] 郑乾墙，钟鸣，邓有平.江西地热控制因素研究[J].华东理工大学学报（自然科学版），2009，32（3）：261-264.