綏中縣范家鄉吳屯地熱成因分析

摘要：綏中縣范家鄉吳屯位于遼西走廊綏中縣的西部山區。通過綏中縣范家鄉吳屯進行的的地熱勘察等工作，基本查明了范家鄉吳屯地段的地層巖性;溫泉出露條件;熱儲埋藏條件;儲、導熱構造位置、產狀、規模等。范家鄉吳屯地段地下熱水豐富，可洗浴、醫療、采暖等，具有較高的開發利用潛力和價值。

關鍵詞：地熱田;構造;熱儲

1.引言

綏中縣范家鄉吳屯地熱屬于典型的對流型地熱田，目前在地熱田內有2眼正在開采地熱井，2處溫泉群，主要用于洗浴，開采規模較小。通過地面地溫場、水化學場調查，并采用視電阻率聯合剖面、高密度、電測深等物探方法，基本查明了范家鄉吳屯地段地熱田范圍;地層巖性;熱儲條件;儲、導熱構造位置、產狀、規模等。為擴大開采地下熱水資源提供充足有利的依據。

2.地熱田成因分析

2.1深部構造特征

綏中縣范家鄉吳屯地熱田有多處地熱異常分布，是深部地熱向上傳導的結果，也是深部大地構造異常反映。

綏中縣范家鄉吳屯地熱田位于阜新～綏中深部構造變異帶上，該斷裂帶呈北北東向展布，綏中以南轉為北東向分布。深部地球物理場及地殼構造特征表現為深部重力異常梯級帶，地殼厚度處于西厚東薄的變化帶上。展布的深部斷裂有阜新～山海關斷裂及彰武～黑山斷裂。該變異帶地震活動較強烈，義縣、朝陽、灤縣歷史上曾多次發生5級以上地震，一九七六年唐山7.8級強烈地震就發生在該變異帶上。另外，該變異帶為地熱異常分布密度較高區，有阜新市清河門煤礦熱水點、凌海市湯池子地熱異常點、興城市熱水點等多處熱水點出露。

綏中縣范家鄉吳屯地熱田大地構造單元為中朝準地臺燕山臺褶帶山海關臺拱之綏中凸起部位。基底由太古代混合花崗巖及建平群大營子組構成。早白堊世燕山二期后，由于地殼活動強烈，地幔上拱導致地殼表層拉張，形成新的隆起與凹陷，之后在伊邪那岐板塊對歐亞板塊的持續擠壓作用下，本區同時受到強烈的南北向力偶作用產生的東西向擠壓運動，在剛性基底上產生北北東走向滑動斷層體系，包括北北東向走滑斷層和北西～北北西向張扭性斷層，同時引起東西向斷層的復活。在斷裂交匯復合部位或北北東向走滑斷層拉張段落出現上疊斷陷盆地，成為山區剝蝕物的堆積地和火山巖噴發的堆積場所。中心式噴發沿北北東向斷裂排列構成北北東向火山噴發巖帶。

2.2溫泉出露成因

熱異常的主要原因是地殼深部上地幔熱和放射性元素蛻變產生的熱的作用，這兩種熱即是本區地下熱水的熱源。根據前人資料推測熱儲深度在5km或更深。說明熱源在中深部。區內地下熱水成因屬于遠補給，斷裂深循環型。大氣降水從西部基巖丘陵區通過緯向斷裂構造及裂隙下滲至深部與斷裂的交匯處，在沿途吸收深部放射性熱及地幔熱，逐漸增溫，體積膨脹。在深部熱力及圍巖壓力的驅動下，沿導熱構造或裂隙向上運移至儲熱構造中，在儲熱構造中聚集。在聚集過程中，熱水壓力逐漸增大，活動性增強，在適當的部位穿透蓋層形成溫泉。

2.3熱儲概念模型

綏中縣范家鄉吳屯地熱田古老的結晶基底廣泛出露，決定構造形態以斷裂構造為主。組成綏中凸起斷裂系的明水斷裂帶在工作區北部邊緣通過。明水斷裂帶為冀北青龍斷裂之東延部分，由南北兩支斷裂組成，北支為北西西向，南支為東西向，斷面顯壓性，屬殼斷裂。受明水斷裂帶控制，調查區發育有下列一些次一級斷裂構造：

F₁斷層：分布于湯口村東，呈北西西向延伸，在露頭部位見有擦痕，傾向南，傾角大于70°。斷層切割的巖石為火山角礫巖。該斷層為控熱構造。

F₂斷層：為推測斷層，分布于湯口村東南，走向160°，產狀近于直立，為高角度斷層，該斷層東岸的陡崖高約30m，陡崖斷面有擦痕，斷層切割巖石為火山角礫巖。

綜上，綏中縣范家鄉吳屯地熱田的熱儲模型可概略為：深部阜新～山海關斷裂切割上地幔凸起，地幔熱流沿斷裂上溢，然后沿F₁、F₂斷裂上涌，使其周圍巖石處于高溫狀態，形成脈狀熱儲，見圖1熱儲模型示意圖。

2.4熱儲條件分析

綏中縣范家鄉吳屯地熱田有2處溫泉露點，溫泉出露點位于狗河沿岸，沿構造展布，出露溫度31-46℃。由于水庫建成蓄水，溫泉出露點將成為淹沒區。在猴山水庫壩址外的辦公區域附近，2017年新施工2眼地熱井，井深均300m，出口水溫達到46℃，單井出水量500-1000m³/d，。由鉆孔揭露地層和測溫數據可知：地熱田熱儲層為混合花崗巖構造破碎帶，含水層巖石破碎，巖性為混合花崗巖。熱儲層埋深位于185-290m之間，共兩段含水層，總厚度30-35m。熱儲層溫度45.4-48.6℃。根據水質分析結果，地下熱水化學類型為HCO₃·SO₄—Na型，其中偏硅酸含量99.0mg/L，達到“命名礦水濃度”標準，可定名為含有醫療價值的硅型淡水溫泉水，具有很好的理療價值。由以上數據可知：綏中縣范家鄉吳屯地熱田熱儲條件優越，具有較高的開發利用價值。

3.結論

綏中縣范家鄉吳屯地熱田屬于構造對流型，溫泉點及地熱井沿構造分布，查明構造分布規律及熱儲特性，為地熱資源的開發利用提供了充足有力的依據。目前，已開采的熱水井均位于斷裂影響帶內，且單井涌水量500-1000m³/d，水溫46℃。鉆孔揭露熱儲層為構造破碎帶，巖性為混合花崗巖，巖石破碎。地下熱水水化學類型為HCO₃·SO₄—Na型，其中偏硅酸含量99.0mg/L，達到“命名礦水濃度”標準，可定名為含有醫療價值的硅型淡水溫泉水，具有很好的理療價值。

參考文獻

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[5]盧明，焦文燕，綦瑩. 綏中縣范家鄉溫泉井（FR2）完井報告[R]. 錦州：遼寧工程勘察設計院，2017年.

（作者單位：遼寧工程勘察設計院）