敦密斷裂帶（輝南段）結構及其賦存地熱資源可能性

丁兆芹，許志河，蘇永飛，關淑艷，陳 強

吉林省勘查地球物理研究院，吉林 長春 130012

敦密斷裂帶是我省內主要控礦構造之一，著名的夾皮溝、石棚溝、香爐腕子、二道甸子金礦、紅旗嶺、漂河川銅鎳礦皆受其控制。2013年我們通過實施可控源音頻大地電磁工作，發現在敦密斷裂局部地段（輝南段）南側為三級斷陷結構，深部有規模較大的低阻體，認為工作區地熱田存在的可能性較大。

1 工作區地質特征

工作區地處敦密斷裂帶上，在晚三疊紀之前橫跨兩大構造單元，南部為華北板塊（龍崗—清原微地塊），北部為華北板塊北部陸緣活動帶。經過多次造山作用，在早三疊世華北板塊與西伯利亞板塊碰撞對接形成統一的歐亞板塊。經歷了從太古宙至中、新生代長期的地質演化歷史。

1.1 地層

工作區地層區劃為華北大區，遼東—吉南分區，渾江（柳河）小區，出露巖石地層單位有太古宙表殼巖，巖性主要為中太古代英云閃長質片麻巖、斜長角閃巖；青白口系砂巖、頁巖；震旦系灰巖、頁巖；寒武系—奧陶系白云巖、粉砂巖、頁巖、灰巖；中生代地層主要有白堊系下統金家屯組安山巖、流紋巖及火山凝灰巖，安民組砂巖、粉砂巖、礫巖；新生代以來火山活動十分頻繁而又強烈，地質構造活動強烈。新生代長期強烈活動的斷裂構造為地熱流體的運移提供了良好的通道（圖1）。

1.2 侵入巖

區內巖漿活動強烈、頻繁。巖石類型多，延續時間長，分布面積廣，中生代花崗巖分布范圍廣，主要受太平洋板塊向歐亞大陸板塊俯沖作用影響，但同時亦受區域上東西向構造控制，整體呈東西向展布。侏羅—白堊紀巖漿活動，受太平洋板塊俯沖作用影響，表現為陸內造山帶花崗巖特征，漿混特征較明顯，具殼?；旌蟻碓刺卣?。

1.3 構造

新太古代未期，工作區內廣泛發育一次構造巖漿事件（TTG巖系），發生了麻粒巖相—角閃巖相區域變質作用，伴隨構造運動產生了緊閉線性褶皺及韌性剪切帶，使早期形成的陸核繼續增生并完全固結，構成了清原—龍崗地塊。

圖1 吉林省輝南縣平安川鎮一帶區域地質圖Fig.1 Regional geologicmap of Ping’an Chuanzhen Town area in Huinan County, Jilin Province

元古代在華北板塊變質基底巖系之上產生裂谷，經歷了綠片巖相的區域變質作用，并疊加有多次構造變形作用，與底部基底巖系呈斷層接觸關系。

早三疊世華北板塊及其陸緣活動帶與西伯利亞板塊碰撞對接形成統一陸塊，工作區有中—酸性火山巖噴發，形成尖山子火山巖。并伴有大規模東西向同碰撞型巖漿侵入活動，仍受東西向構造控制，這一時期的構造運動，還產生了近東西—北西向的韌性剪切帶，從而完成了古亞洲構造域的演化階段。

晚三疊世—早侏羅世的沉積僅局限于孤立的小型斷陷盆地，為湖沼相砂頁巖含煤建造。發育有近東西向展布的韌性剪切帶構造，晚侏羅世末期的構造運動，使上述盆地發生隆起和褶皺、斷裂等，局部形成其與早白堊世之間的不整合，白堊紀末期的構造運動，使上述盆內地的沉積地層產生了褶皺與沖斷，并伴有小規模的正長—堿長花崗巖的侵入活動，完成了中生代的演化歷程。

新生代以來，全區抬升，風化剝蝕，僅在敦密斷裂帶內，北東向構造盆地繼續下陷，堆積了古近紀梅河組含煤建造，其后的構造擠壓，使盆地內地層褶皺，兩側斷塊向盆內對沖。上新世沿幾組斷裂的交匯部位產生基性火山活動。

2 工作區地球物理特征

工作區位于北東向敦密斷裂帶上，敦密斷裂由二條相互平行的高角度逆斷層構成，控制了晚侏羅世、白堊紀、第三紀地層及巖漿侵入—噴發活動，在航磁圖上（圖2）剖面北部為一北東向條帶狀高磁異常帶，地表為早三疊世花崗閃長巖及早侏羅世二長花崗巖，剖面南部為一條寬緩的北東向低（負）磁異常帶，地表為第四系松散堆積物，此異常帶中零星的正磁異常反映了早白堊世堿長花崗巖，整個條帶基本上為敦密斷裂的反應；在重力布格異常圖上為北東向重力凹陷帶上，工作區位于二個獨立的重力低異常之間（圖3），說明工作區斷陷沉積的特征，本區地層同時受北西、北東二個方向斷層控制；剖面200線東南邊部地表出露白堊系安民組地層，表明本區層狀低阻地質體的客觀存在。

本區測定的物性電參數表明，早白堊世安民組砂巖電阻率最低，早三疊世花崗閃長巖電阻率最高，早石炭世灰巖電阻率次之，其次為中侏羅世二長花崗巖及早白堊世堿長花崗巖，早白堊世金家屯組安山巖、凝灰巖呈中低阻形態存在，這就為物探剖面異常解譯提供了充足的依據。

圖2 1:20萬航磁異常圖Fig.2 1:200 000 aeromagnetic anomalymap

圖3 1:20萬布格重力異常圖Fig.3 1:200 000 Bouguer gravity anomalymap

表1 敦密斷裂帶XX工作區電參數統計表Table 1 Electric parameters statistics of XX working area in Dunhua-Mishan fault zone

3 可控源音頻大地電磁測深剖面異常分析

二條可控源測深剖面反演結果基本一致（圖4,5），剖面中200線剖面南端有白堊系安民組地層出露，剖面顯示此層位由南向北持續斷陷，斷陷邊界齊整，可能為新生代斷裂引致，推測斷裂發生在新生代晚期白堊系地層成巖以后，斷陷深度達1 500m左右。以推測的F6斷層為界，剖面北部起伏的花崗巖基底上大致有四層

圖4 100線可控源音頻大地電磁測深一維反演剖面解釋推斷圖Fig.4 Interpretation and inferencemap of 1D inversion pro fi le of Line 100 controllable source voice frequency telluric electromagnetic sounding

圖5 200線可控源音頻大地電磁測深一維反演剖面解釋推斷圖Fig.5 Interpretation and inferencemap of 1D inversion pro fi le of Line 200 controllable source voice frequency telluric electromagnetic sounding

地質體呈高（低）-低-高-低HK型曲線分布，淺部的高阻體或低阻與高阻水平層狀混合體為新生代第四系、新近系地層，其下部薄層低阻地質層應屬古近系砂巖，下伏白堊系安山巖、流紋巖、凝灰質砂巖，最底部為白堊系安民組砂巖；剖面南部花崗巖基底較淺，其上分布白堊系安民組砂巖及新近系地層、新生代第四系。

從一維反演視電阻率斷面圖上看，目標地質體為斷陷至深部的早白堊安民組砂巖層，受F8-F6斷層控制，斷陷深度逐漸加大，F5斷層附近斷陷最深，往北至剖面北部逐漸變淺。200線上5000點至5300點低阻層厚度大于400m，ρτ≤100 Ω.m,應為本次勘查的目標地質體；此異常在100線上也有體現，只是厚度稍薄，阻值略高。

工作區位于華北地臺北緣龍崗地塊北部邊緣，區內主要構造為新華夏構造體系，中生代以來斷裂構造運動持續而強烈，使得白堊系砂巖持續下陷形成規模大且較穩定的熱儲層；由于敦—密斷裂切割較深，從而使得熱儲層持續不斷接收到來自地幔的能量補給，加之較厚覆蓋層形成的地溫梯度，因而熱源充足；多條北東向斷裂形成很好的水循環通道，而厚度大1 500m的第三系蓋層保證了熱水不致流失，因而造就了平安川地熱田。

4 結論與啟示

⑴敦密斷裂帶為一條達上地幔的深斷裂，持續活動的構造運動使得工作區內有熱源存在。

⑵重力影像表明，與北東向構造同生的北西向構造雖然破壞敦密斷裂整體性，但是對水循環通道起到重要作用。

⑶白堊紀以后的的巨厚沉積層為地熱存儲提供保障。

⑷深大斷裂一般表現為較寬闊的線性重力低異常，在其寬緩你處皆有可能有中型地熱田存在。

⑸可控源資料顯示本區地熱田范圍大于25 km2。

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