紅格地熱水資源找礦前景分析

雍章弟，張樹文

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紅格地熱水資源找礦前景分析

雍章弟1，張樹文2

（1.攀枝花市國土資源局，四川 攀枝花 617000；2.四川省冶金地質勘查局六○一大隊，四川 攀枝花 6017027）

通過對昔格達斷裂帶和箐門口斷裂帶附近施工的勘查井地下水水量、氣味、水溫分析，認為帶硫磺味的地下熱水賦存在于箐門口斷裂帶附近的華力西期-印支期的巖漿巖和前震旦系會理群變質巖地段。昔格達斷裂上盤為震旦系灰巖，白云巖互層，有豐富地下水，但昔格達斷裂帶構造運動的熱能量交換不能滿足所有地下水溫度大幅加溫的熱能量，因此熱能有可能還有來自地殼更深處的巖漿，而昔格達斷裂則是熱源的通道。

地熱；昔格達斷裂；導熱構造；紅格

將紅格鎮打造成康養、旅游、休閑小鎮的開發建設已經列入攀枝花市重點工程項目，為充分發揮紅格地區溫泉資源優勢，提升康養、旅游、休閑小鎮品牌，需進一步加大紅格開發區地熱資源勘探，助力攀枝花康養+發展。

紅格地區沿昔格達斷裂帶、箐門口斷裂帶附勘查井施工成果分析，得出尋找帶硫磺味的溫泉靶區應是箐門口斷裂破碎帶；西側不宜超過井6，東側可到達炳山菁斷裂帶，北側不宜超過310省道公路；勘探鉆孔宜選在地層巖性為晉寧—印支期的巖漿巖地段和前震旦系會理群變質巖地段；昔格達斷裂帶可按地熱梯度方法進行地下熱水勘探。

1 沉積巖及巖性巖

紅格溫泉區內分布有巖漿巖、沉積巖和變質巖均有[1]，受地質構造的控制，出露地層巖性分布及特征由老至新簡述如下：

1）前震旦系會理群（Ptlh），主要為力馬河組和通安組上部，厚度1 300~3 200m，巖性為石英巖、千枚巖、變質砂巖夾鈣質板巖、粉砂質板巖及硅質板巖等，主要分布于箐門口斷裂以南地段。

2）震旦系觀音崖組（Zbg），灰白色頁巖與灰巖，白云巖互層，下部為灰白色石英砂巖及含礫長石英砂巖，厚500~900m，主要分布在昔格達北東側山體。

3）震旦系燈影組（Zbd），為一套鎂質碳酸鹽類沉積，主要巖性為灰色厚層—塊狀白云質灰巖、灰質白云巖、白云巖組成，局部地段夾少量紫紅、灰綠色頁巖，厚度400~1 000m，地表溶溝、溶槽、溶蝕空洞發育，其中充填紅粘土。主要分布在310省道以北山體地段，呈南北向展布。

4）昔格達組（NQx），廣泛分布于小昔格達斷層以西地段，巖性主要為灰黃、灰白、灰綠色頁巖、灰質泥巖、細砂巖和粉砂巖的互層，不整合于老地層或侵入巖之上，巖石成巖性較差，具有明顯的層理，厚度為200 m余。

5）第四系（Q），為全新統松散堆積，主要分布于崖羊河溝谷，以沖洪積、殘坡積為主，為砂卵石，砂質粘土，粘質砂土等，厚度10~20 m余。

6）巖漿巖，自早元古代以來，該區有多期巖漿活動，主要有華力西期-印支期花崗巖(γ43-γ51)；時代不明花崗巖(γ)。巖漿巖體總體呈南北向展布，在區域上與南北向斷裂帶的展布大體一致。華力西期-印支期花崗巖、花崗閃長巖主要分布于柄山箐斷裂以東段及柄山箐以北，呈南北向展布；另有時代不明花崗巖在菁門口斷裂南側呈南北向分布。

研究區地質及水井分布示意圖

2 構造特征

1）南北向昔格達斷裂F1，為川滇南北斷裂帶中的磨盤山-綠汁江斷裂中段，于九道溝(新九)以北分為東西兩支，向南經昔格達、紅格至拉鲊以南，區內長150km，是攀枝花區內規模最大、地震活動最強的斷裂。總體走向呈南北，傾向時東時西，傾角一般50°～70°，局部地段達85°，為壓性斷裂。該斷裂切割了前震旦紀至中生代地層，局部地段在昔格達組和全新世地層中有跡象。破碎帶寬度一般在1～5m，局部達30～80m。區內該斷裂被昔格達地層覆蓋。

2）南北向炳山菁斷層F2，在老溫泉東側約4km處南北向延伸，長度約30km，傾向西，傾角50°～65°，破碎帶寬度5～20m，西盤（上盤）地層為前震旦系會理群（Ptlh）、震旦系觀音崖組（Zbg）、震旦系燈影組（Zbd），下盤為花崗巖、花崗閃長巖，箐門口斷裂東段與炳山箐斷裂交匯。

3）南北向昔格達分支斷層F3，北側在紅格與昔格達斷層相交，南側在魚鲊與昔格達斷層相交，傾向西，傾角70°～82°，碎帶寬度1～5m。地下水在與箐門口斷裂接觸段略帶硫磺味。

4）南北向斷層F4，位于昔格達北側的昔格達斷裂東側山體中，傾向東，傾角40°左右。

5）東西向箐門口斷裂F5，東自炳山箐斷裂，經箐門口，西至昔格達斷裂，為東西走向正斷層。東段出露3.2km，兩側巖石破碎，巖石擠壓彎曲和礦物有壓扁現象；西段被第四系沖積層掩蓋，斷層帶寬5～20m，傾向北，傾角84°左右。沿斷裂有溫泉出露，老溫泉井、箐門口溫泉均在此斷裂帶上。

3 紅格地區地下熱水勘查簡況

該區1993～2013年共施工了7口水井（圖），基本情況是：

1）井1：1993年12月紅格八社施工，井深86m，水溫28℃，含水層為震旦系燈影組白云質灰巖，水井最大涌水量800m3/d。

2）井2：1994年施工，井深260m，水溫32℃，含水層也為震旦系燈影組白云質灰巖，水量280m3/d。

3）井3：1998年施工供水井，井深160m，含水層為震旦系燈影組（Zbd）白云質灰巖，水溫28℃，水量1200m3/d。

4）井4：2003年施工，井深100.3m。該井各段巖性為：

0～20.6m主要為漂卵石夾粘土，漂、卵石含量約占50％～60％，粒徑為5～40cm。漂卵石成分以白云巖、花崗巖為主，孔隙間由砂、粘性土充填，隨深度增加，粘土含量增高。該層上部透水，含有孔隙潛水，地下水由河流滲透補給，因下部漂卵石土孔隙由粘性土充填，透水性弱，為相對的隔水層。

20.6～38.5m為強風化花崗巖，厚17.85m，粗粒結構。巖石蝕變作用強烈，普遍綠泥石化，裂隙發育，裂隙多為粘土充填，透水性較差，屬隔水層。

38.5～86.7m為門口斷層破碎帶，厚度48.20m，灰白色，巖芯極為破碎，以碎塊狀為主，巖心采取率極低，平均為12.5%。花崗巖巖石蝕變強裂，見擠壓擦痕和蝕變現象，裂隙面見有硫酸膠體沉淀物，鉆孔揭露進入該層后，孔內水位上升，鉆具溫度增高，在孔口硫磺氣味增強，該層為供水井含水層，地下水位承壓水，水頭高度為36.3m。

86.8～100.3m為微風化花崗巖，厚度13.50m，巖心較完整，巖芯采取率86.2%，裂隙不發育，不透水亦不含水，為隔水底板。

該井成井后進行抽水試驗，降深5.3m時，涌水量為727m3/d，出水溫度56℃，含水層為箐門口斷裂帶，目前溫泉井仍在正常使用。供水井原井位定在該井北側20m處，施工100m，揭露強風化、中等風化及微風化花崗巖，裂隙較發育，閉合狀，裂隙面見有硫酸膠體沉淀物，巖石整體較完整，未見斷層破碎帶，抽水試驗水量70m3/d，水溫50℃，施工過程中在孔口可聞到硫磺氣味，因水量不滿足合同要求，經分析，井4最終移動至現在水井位置施工。

5）井5：2004年施工，井深180m，水溫32℃，含水層為震旦系燈影組（Zbd）白云質灰巖，抽水試驗最大涌水量560m3/d。

6）井6：2005年施工，井深436.9m，勘查井地層結構及水文特征如下：

0.0～11.8m：沖積漂卵石和砂土。漂卵為砂巖、花崗巖、灰巖、白云巖等，含量約65%。漂卵孔隙間充填砂泥質。該段本段含孔隙潛水，賦存于第四系沖積漂卵石土孔隙中，透水性強，富水性好。

11.8～50.6m：白云巖，見閉合裂隙，裂面有褐色水銹，其中46.90～50.60m段為溶洞，溶洞內為含白云巖角礫的粉質粘土充填，不含水，本段透水性差，含水量弱，可視為相對隔水層。

照片1 含花崗巖塊體巖芯

照片2 含花崗巖塊體擦痕軸夾角

照片3 花崗巖塊體及擦痕

照片4 斷層角礫

照片5 斷層角礫及擦痕

照片6 340m 以下段完整巖芯

50.6～197.0m：灰巖、白云巖互層，裂隙較發育，裂面有褐色水蝕銹斑，102.0～124.1m段為溶洞(溶隙)，鉆進至本段時沖洗液變清，含水。

197.0～290.0m：灰巖、白云巖互層，破碎，可見溶蝕空洞，所取出的巖芯中見光滑擦痕，并混有花崗巖塊體，擦痕軸夾角10°～15°之間，推測為箐門口斷裂破碎帶，該段含有地下水，在孔口可聞到輕微的硫磺味道。巖芯見照片1、2、3。

290.0～340.6m：白云巖，破碎而且鉆孔取芯率很低，白云巖中可見2cm大小溶蝕孔洞，可見斷層角礫及擦痕，擦痕裂面軸夾角多在35°～45°之間，推測為昔格達斷裂帶，含有地下水。巖芯見照片5、6。

340.6～436.9m：白云巖，裂隙不發育，透水性差，含水量弱，可視為相對隔水底板。巖芯見照片6。

勘查井在197.0～340.60m段揭穿F5箐門口斷裂和F1昔格達斷裂破碎帶，為含水層。其中197.0～290.0m段箐門口斷裂帶混有花崗巖塊體，340.6～436.9m段為白云巖，裂隙不發育，透水性差，含水量弱，可視為相對隔水底板。

物探測量井內水溫：孔深100m，水溫30.6 C°，200m，水溫33.7 C°，100～200m段地溫梯度3.1℃/100m；300m，水溫40C°，200～300m段地溫梯度6.3℃/100m；420m時水溫僅有43C°，300～420m段地溫梯度2.5℃/100m。

井7：2012年在昔格達龍潭西側施工一口溫泉勘查井，井深102m，水溫38.5℃，含水層為震旦系燈影組（Zbd）白云質灰巖，最大涌水量870m3/d。

4 熱礦水形成原因

4.1 傳統認識

前人研究分析認為：紅格地區地質構造處于著名的康滇地軸構造域內，為川滇南北向構造帶中部與青藏“歹字型構造體系復合部位”。該地域自古生代以來一直處于隆起狀態，以南北向構造為主，前震旦系的結晶基底廣為裸露，巖漿巖分布廣，構造形變強烈，斷裂發育。據四川省地礦局和地震局最新研究資料，一些南北向主干斷裂以影響到上地幔，現今時期仍處于強烈活動狀態，應力集中，地震頻繁，是地球深部熱載物質源源向上溢出的主要窗口，也是地下水進行水熱活動的良好通道。昔格達斷裂為區域性深斷裂帶，受昔格達斷裂影響，使地層倒轉、褶皺加劇、巖石破碎和產生動力變質、地震活動明顯（如1955年9月23日魚鲊沿此斷裂帶發生過M=6.75級地震和2008年8月30日M=6.1級地震，等震線呈明顯的南北走向，震中就在魚鲊一帶）；大泉、溫泉沿斷裂帶分布明顯，如昔格達泉、大龍塘泉、魚鲊熱水塘溫泉（水溫55℃）等。

沿昔格達斷裂帶東側及鄰區出露的震旦系燈影組和觀音巖組的白云質灰巖、灰質白云巖和白云巖，巖溶發育，巖溶水豐富，為非熱水。昔格達斷裂為地熱的控熱、控水、導水構造，地熱水的熱源來自于現今仍處于強烈活動階段的昔格達斷裂帶深部，活動斷裂不斷產生摩擦熱，在強大的地應力作用下，地殼深處乃至于上地幔的熱氣、沿斷裂破碎帶上升，在上升到一定高度時，熱物質與碳酸鹽巖地層中地下水運移進入斷層帶的巖溶水進行混合、熱交換，在熱交換的過程中，同時又再進行離子交換、吸附等化學反應，生成熱礦水。

4.2 紅格片區熱水形成原因

通過1993年至2012年紅格片區7口水井資料分析，水井1、2、3、5、7水井井位在昔格達斷裂附近，含水層均為震旦系燈影組（Zbd）白云質灰巖，單井水量260m3~1 200m3/d，地下水溫度均未超過40℃，無硫磺味，地溫梯度小于4℃/100m。

2003年紅格老溫泉賓館井4施工井深100.3m，含水層是箐門口斷層破碎帶，含水層深度38.5～86.7m，為承壓含水層，斷層破碎帶頂底板分別是強風化花崗巖，微風化花崗巖，構成相對的隔水層，地下水硫磺味強烈，水溫56℃，不遵循地溫梯度增加規律。

2005年勘查井6揭穿了箐門口斷裂破碎帶和昔格達斷裂破碎帶，箐門口斷裂帶中見花崗巖塊體，水中略帶硫磺味；井內水地下水溫度測量，100～200m段地溫梯度3.1℃/100m；200～300m段地溫梯度6.3℃/100m；300～420m段地溫梯度2.5℃/100m。從地溫梯度變化可知，200～300m段正是箐門口斷裂帶，箐門口斷裂帶以上段地溫梯度3.1℃/100m，穿過箐門口斷裂帶以下的昔格達斷裂帶地溫梯度2.5℃/100m，箐門口斷裂帶上下段地下水溫度基本遵循地溫梯度增加規律，而箐門口斷裂帶內地下水溫度增加不遵循地溫梯度增加規律。

作者不否認昔格達斷裂為紅格地區地熱的控熱、控水、導水構造觀點，因在昔格達斷裂帶沿線均有溫泉出露，如米易觀音溫泉，井口溢出水溫42℃左右，昔格達村溫泉38℃，魚鲊熱水塘溫泉水溫55℃。前2個溫泉均在斷層破碎帶處出露，含水層均為震旦系燈影組（Zbd）地層，魚鲊熱水塘溫泉在柄山箐斷層與昔格達斷層交匯處，含水層巖性為前震旦系石英巖。雖然昔格達斷裂帶為導水、導熱構造，但震旦系燈影組白云巖中地下水豐富，斷裂帶的熱能量交換不能滿足所有地下水溫度大幅加溫的能量。箐門口斷裂帶與昔格達斷裂一樣也是紅格地區導水、導熱構造，東西走向的箐門口斷裂帶切穿大面積的華力西期-印支期和未知的花崗巖地層，地下水熱能來源為深部巖漿熱液活動產生，并沿箐門口斷裂帶富集和傳導，將地下水大幅加溫形成高溫熱水。

5 紅格片區溫泉勘探建議

1）在紅格片區尋找帶有硫磺味道，溫度超過40℃的地下水，靶區應是箐門口斷裂破碎帶；西側不宜超過井6，東側可到達炳山菁斷裂帶，北側不宜超過310省道公路；勘探鉆孔宜選在地層巖性為華力西期-印支期的巖漿巖地段和前震旦系會理群變質巖地段。

2）在箐門口斷裂與昔格達斷裂交匯地段及昔格達斷裂帶分布有震旦系地層地段，可按地溫梯度增加的原理尋找地下熱水。

[1] 《中華人民共和國區域水文地質普查報告》（1:20萬永仁幅），中國人民解放軍○○九三一部隊，1978；6-18.

[2] 《紅格八社Ⅰ#供水管井施工說明書》，四川省蜀通巖土工程公司，1993.

[3] 《干溝村Ⅰ#勘查井施工說明書》，四川省蜀通巖土工程公司，1994.

[4] 《紅格溫泉有限公司供水Ⅱ#管井施工說明書》，四川省冶金地質勘查局六○一大隊，2003.

[5] 《攀枝花市紅格溫泉旅游度假開發區醫療熱礦泉水水文地質勘察孔竣工報告》，四川省冶金地質勘查局六○一大隊，2005.

[6] 《攀枝花市紅格開發區地熱水資源勘探項目昔格達熱泉醫療熱礦水水源評價報告》，四川省蜀通巖土工程公司，2013.

Genetic Mechanism and Prospecting For Geothermal Water Resources in Hongge

YONG Zhang-di1ZHANG Shu-wen2

(1-Panzhihua Bureau of Land and Resources, Panzhihua, Sichuan 617000; 2-No.601 Party, Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration, Panzhihua, Sichuan 6017027)

Geothermal water in Hongge occurs in metamorphic rock of the Pre-Sinian Huili Group and Hercynian-Indo-Sinian magmatic rock nearby the Qingmenkou fracture zone on the basis of the data on underground water from exploration wells nearby the Xigeda and Qingmenkou fracture zones. Sinian alternating beds of limestone with dolomite consisting of hanging wall of the Xigeda fracture zone are rich in underground water. All of thermal energy can come from both the Xigeda fracture zone and deep magma. The Xigeda fracture zone may be tunnel of thermal source.

geotherm; Xigeda fracture; thermal tunnel; Hongge

2018-03-21

雍章弟（1987-），女，云南曲靖人，工程師，主要從事固體礦產資源勘查、巖土工程勘察設計、地質災害治理及水文地質勘查工作

P618.1

A

1006-0995（2018）02-0212-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.007