广东从化新温泉地热水地质特征及成因分析

杨 超

(广东省地质局第六地质大队，广东 江门 529040)

从化新温泉位于广东从化市，距离市区距离约25 km，区域交通条件良好，便于温泉开发利用。从化新温泉潜在蕴含资源量巨大，开发历史悠久，为当地经济建设提供了重要贡献。但是，随着该温泉地热水的开发与利用，逐渐出现资源枯竭现象，因此，加强从化新温泉地热水地温场特征及成因研究有助于进一步探索资源量[1]。基于此，本文以从化新温泉地热水为研究对象，从地热水地温场和成因两个方面分析，以期为进一步布设勘查钻孔提供指导。

1 研究区区域地质概况

1.1 区域气象水文特征

从化地区属于亚热带季风气候，具有“长夏无冬、炎热多雨”的特征，多年平均气温为21.6 ℃。研究区降雨量主要受控于季风环流影响，降雨量较丰富，多年平均降雨量为1 960 mm，总体上受区域地形影响较大，具有从北向南降雨量逐渐减弱的特征。

1.2 研究区地形地貌特征

研究区位于广东从化市，属于粤北山区南部边缘地带，该区域以山地丘陵为主。区域地形地貌受构造影响较大，可分为：一是侵蚀低山区，侵蚀作用较为强烈，可见大量基岩裸露，主要分布于从化市良口镇G105国道南东侧；二是丘陵区，基岩以花岗岩为主，岩石风化极为强烈，植被发育，利于地表水土保持以及深部地下水下循环，主要分布于G105国道北西侧及南西侧；三是山间河谷洪冲积区，地势较平坦，地表层以农田为主，可见规模较小的冲积阶地，主要分布于河流两侧。

1.3 区域地质概况

研究区出露地层较为简单，由老到新依次分为：(1)下泥盆统桂头组石英砂岩、砾岩、石英片岩、页岩等；(2)中泥盆统老虎坳组紫红色细砂岩、粉砂岩；(3)上泥盆统天子岭组泥质灰岩；(4)上泥盆统帽子峰组粉砂岩、细砂岩、砂质页岩等；(5)下石炭统石磴子组灰岩、页岩、粉砂岩；(6)下石炭统测水组粉砂岩、砂质页岩；(7)下侏罗统石英砂岩、泥质页岩、含砾砂岩；(8)中上侏罗统安山玢岩、安山质熔角砾岩、凝灰岩、流纹岩等；(9)第四系主要为冲洪积物、由砾石、砂砾、黏土等组成。

从化地区岩浆岩极为发育，主要展布于研究区北部、东部和西部地区，成岩时代以燕山期为主，岩性以黑云母二长花岗岩为主，霞石正长岩、细粒黑云母二长花岗岩次之。另外在后期断裂破碎带可见较多的中基性及酸性岩脉。研究区构造发育，属于华南华夏构造带与南岭东西向构造带的交汇部位，区内构造组合样式较为复杂。研究区自印支期至燕山期内经历了多期次的构造演化，形成了低序次各种方向的构造叠加。与从化新温泉地热水具有成因联系以及控制作用的构造主要为北东向及其次级构造[2]。研究区断裂破碎带属于广从断裂带的组成部分。近期以来，广从断裂带活动强烈，对区域地层、构造以及地形地貌等影响较大，具有明显的控制作用。此外，区域地热水资源丰富，沿着广从断裂破碎带已发现三元里、龙归、从化大凹、从化向阳、从化新温泉、鸡笼岗、良口木器厂等众多地热水点，显示出区域地热资源量巨大的特征。

2 研究区水文地质特征

从化地区地表水系发育，研究区地表水系主要包括流溪河、支流鸭洞河、米铺河以及次级水系。其中流溪河自北向南西穿过研究区，平均径流量为48 m3/s，水深0.6～2.5 m不等，水质良好。研究区地下水以松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐类岩溶水3大类，且以前二类型为主。松散岩类孔隙水主要分布于研究区河谷平原以及谷地、冲洪积地等区域；基岩裂隙水分布较为广泛，具有富水性不均匀的特征；碳酸盐类岩溶水零星分布，受岩性、构造以及地表水径流控制较大，富水性极为不均匀。研究区深部地下水补给方式多样，具有大气降水补给、地表水渗漏补给以及侧向径流补给的特点，排泄以蒸发、侧向径流以及泉水等方式为主。

3 地热水特征分析

3.1 控热条件分析

广东从化新温泉地热水类型为断裂-深循环型地热水，地热水的形成受广从断裂破碎带及地下水深循环控制较为明显。沿着区域性控热断裂破碎带—广从断裂带分布有一系列温泉热水点。已报道的区域地质资料显示，该断裂带深度大于800 m，且仍然发育较多的一级左右的地震活动，充分说明该断裂破碎带仍属于活动断裂，且活动较为频繁，对深部地下水循环产生的深部热能释放有重要作用。因此，认为沿该断裂带呈带状展布的三元里、龙归、从化大凹、从化向阳、从化新温泉、鸡笼岗、良口木器厂等众多地热水点与广从断裂带具有密切的成因联系，带状展布的温泉热水点出露显示出广从断裂带为主要的控热和导热构造，广从断裂带起着沟通地壳深部热能的作用。总体来说，广东从化新温泉热水点的控热和导热构造是广从断裂破碎带。

3.2 地热水运移赋存条件

广东从化新温泉地热水类型为断裂-深循环型地热水，因此，该温泉地热水不仅存在深部热源对地下水进行持续性的加热，还有一个沟通深部地热水深循环的通道。结合钻孔施工资料以及区域其他温泉热水点地热水运移条件，认为研究区北北东向F5断裂破碎带和北东向断裂破碎带的交汇部位控制着从化地区地热水的运移，即广从断裂破碎带派生的次级断裂带的交汇部位，由于不同方向断裂破碎带的相互切割，使得附近岩石破碎带形成了一系列次级断裂破碎带，为广从断裂带沟通深部地热水的存储提供了良好的空间场所。因此，广从断裂破碎带派生的次级断裂破碎带的交汇部位，是地热水良好的运移储闭空间。此外，研究区内存在较多的碳酸盐类岩石，容易形成岩溶裂隙、溶洞等，上述部位也是主要的储热空间之一，深部地热水沿着广从断裂破碎带派生的次级断裂带运移至地浅表时，在岩溶裂隙以及溶洞等部位容易赋存形成岩溶热储。

3.3 地下热水补给条件

广东从化地区构造极为发育，研究区不仅具有规模较大的广从断裂破碎带，而且具有延伸数公里的南北向张性断裂破碎带，不同方向的断裂带相互切割，为深部地热水向地浅表运移提供了构造条件。从化地区属于亚热带季风气候区，区内具有“长夏无冬、炎热多雨”的特征，多年平均气温为21.6 ℃，多年平均降雨量为1 960 mm，周边降水量充沛，加之该区域地表盖层覆盖不厚，沿着河流等低洼区域分布有大面积的透水性强的砂砾岩，因此，从化地区地表水向地下水补给条件良好[3]。下渗的地表水经过地下水的深循环作用，以对流的方式进行加热，成为深部热泉水的重要补给来源。因此，总体来说，广东从化地区深部地热水具有良好的热水补给来源，为温泉地热水的持续性开发利用奠定了基础。

3.4 热水分布特征

广东从化新温泉地热水类型主要有两类：一是石炭系碳酸盐岩类岩溶地热水，二是基岩裂隙地热水。

流溪河两岸分布有较厚的以粉砂黏土和耕植土为主第四系冲洪积物层，该区域地表水、浅部地下水通过断裂破碎带、岩石裂隙等下渗，经过深部地下水的深循环作用运移至深部热源区域，使得地下水加热形成地热水。地热水经过广从断裂破碎带向上运移至广从断裂破碎带派生的次级断裂带的交汇部位，在地浅表具有良好透水性的石炭系石磴子组灰岩岩溶裂隙、溶洞等部位富集储闭，形成岩溶热储。因此，石炭系碳酸盐岩累岩溶地热水主要分布于控热构造破碎带明显的区域。根据钻孔勘查资料显示，ZK7号钻孔井深64.6 m，热水温度为37 ℃，单孔可采量可达1 220 m3/d；ZK8号地热井孔深75.0 m，热水温度为53 ℃，单孔可采量为765 m3/d。

基岩裂隙地热水主要分布于控热构造破碎带内或者受控热构造影响较为明显的区域，基岩裂隙是地浅表热水运移和储闭的良好通道和空间，形成了以基岩裂隙水为主的基岩热储。广东从化新温泉区域基岩热储上部为岩溶热储，因此，该温泉地热水具有复试热储的特征。该区域地表水、浅部地下水通过断裂破碎带、岩石裂隙等下渗，经过深部地下水的深循环作用运移至深部热源区域，使得地下水加热形成地热水，地热水具有一定的承压特征。根据钻孔勘查资料显示，ZK3地热井的水温为65 ℃，在夏天雨量充沛的条件下可出现地热水自流现象；ZK8号地热水静止水位埋深高出孔口0.45 m。

3.5 地热水成因分析

从化新温泉地热水的热水类型为断裂-深循环型地热水，热储结构具有上部为岩溶热储，下部为基岩热储复试热储的特征。结合区域地热水成因，认为广从地热水成因可以表述为：地表大气降水以及地浅表地下水通过基岩裂隙以及构造断裂破碎带入渗补给深部地下水，经过地下水的深循环作用运移至深部热源区域，使得地下水加热形成地热水。地热水经过广从断裂破碎带向上运移至岩溶裂隙、溶洞发育部位形成石炭系碳酸盐岩类岩溶地热水；地热水经过广从断裂破碎带向上运移至广从断裂破碎带派生的次级断裂带的交汇部位形成基岩裂隙地热水。上水地热水在运移过程中储闭在岩溶裂隙、溶洞以及构造交汇部位等空间，并逐渐上升至地浅表以温泉地热水的形式出露。

4 结束语

综上所述，广从新温泉地热水的热水类型为断裂-深循环型地热水，热储结构具有复试热储的特征，温泉地热水类型主要石炭系碳酸盐岩类岩溶地热水和基岩裂隙地热水两大类。广从断裂破碎带是广东从化新温泉热水点的控热和导热构造，其成因主要为大气降水入渗补给→地下水深循环加热形成地热水→向上运移以温泉形式出露。广东从化地区构造极为发育，为深部地热水向地浅表运移提供了构造条件，区内降水量充沛。总体来说，广东从化地区深部地热水具有良好的热水补给来源，为温泉地热水的持续性开发利用奠定了基础。