解析安徽省太湖縣湯灣溫泉成因

朱訓和 何濤 吳瓊

摘要：筆者通過對湯灣溫泉形成機制和分布規律進行綜合分析和探討，認為湯灣溫泉為低溫帶狀對流型地熱系統，主要受構造裂隙控制；其中Fl為導水控熱構造，F3為熱儲構造，F4為阻水構造。溫泉形成條件與地形地貌、地熱顯示、斷層性質極其組合特征、儲水空間形態、裂隙發育程度、熱儲巖性及水熱傳輸條件等關系密切；研究成果為下步地熱資源合理開發利用與保護提供了技術支撐；本著“就熱找熱”的原則，對相似地區開展地熱資源勘查具有積極的指導意義。

關鍵詞：太湖湯灣溫泉；地溫場和熱儲特征；成因及主控因素

1.引言

地熱能是受國家重點保護的綠色可再生潔凈新環保能源，開發潛力巨大。利用地熱流體節能減排，實現低碳綠色發展，是地質環境保護和生態文明建設的重要內容之一，亦是促進經濟提質增效升級的絕佳路徑。地熱資源可廣泛應用于溫泉旅游、保健理療、建筑供暖、溫室栽培、水產養殖及循環發電、工業干燥等方面，同時可帶動旅游度假、環境保護、招商引資等相關產業的發展，地熱資源具有良好的利用價值及廣闊的市場需求，必將帶來顯著的生態環保型效益經濟。

本文通過分析研究地熱系統成熱、控熱模式，揭示了太湖湯灣溫泉的賦存條件和主控因素，為地方政府充分利用和合理開發湯灣地熱資源提供了科學依據。

2.自然地理概況

湯灣溫泉隸屬安徽省太湖縣湯泉鄉湯灣村，地處花亭湖風景區之北濱，因擁有“華東第一泉”湯灣溫泉而設立鄉鎮，水陸交通便利。研究區地貌類型屬構造侵蝕剝蝕中低山區，北高南低，海拔高度400m～1000m，地形切割強烈，區內山巒疊嶂，山脊曲折綿延，山頂多呈尖園狀，自然坡度一般為40°左右；地下水主要接受大氣降水入滲補給，順地勢由高處向低處徑流，“V”字形樹枝狀溝谷發育。

研究區氣候溫暖濕潤，四季分明，雨量充沛，多年平均降水量1502.0mm，降雨主要集中在6月份～8月份，約占全年降水量的60%～70%，無霜期256天。

區內溪流發育，呈樹枝狀分布匯集到湯灣溪。主要河流為趙河，發源于太湖縣與岳西縣交界的葫蘆尖，由北向南穿過研究區，最終注入花亭湖水庫。

3.地質背景條件

區域上歸屬華南地層大區南秦嶺—大別山地層區桐柏—大別山地層分區，區內出露地層為上太古界大別山群；境內巖漿巖弱發育，以變質變形侵入體為主，呈脈狀分布；由于經過幾次大的構造運動，地質構造比較復雜，復式褶皺和北東向斷裂發育。

3.1地層

湯灣溫泉主要出露橋嶺組，區內呈單斜構造，地層走向總體呈NEE～SWW向，產狀變化于170°～200°< 20°～40°；巖性為黑云斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖及云母斜長片麻巖；其間夾有黑云簾石斜長片麻巖、白云簾石角閃片麻巖、榴輝巖、榴石輝石巖等，上升熱泉分布于該組的第四巖性段中。

3.2巖漿巖

區內巖漿巖不甚發育，以脈巖為主；通過野外地熱資源水文地質專項調查，研究區出露了兩個環狀構造，巖性為燕山期混合花崗巖，推測其成因是深部巖漿上侵，屬巖漿穹窿；湯灣溫泉位于兩個環形構造切點附近，其中正平移斷層Fl與之溝通，深部的巖漿穹窿為溫泉提供了熱源。

脈巖多分布于Fl、F2斷層附近，規模較小，走向以NE、NNE為主，少數為NW向。

3.3構造

區內構造活動強烈，分布多條斷裂（圖1），破碎帶、構造巖發育。

（1）褶皺。水源地位于其林橋復式倒轉向斜的次級褶皺佛圖倒轉背斜南翼，地層走向總體呈NEE～SWW向，產狀較穩定。

（2）斷層。F1正平移斷層：展布于雞子尖～塘灣一線，長度大于3km，總體走向20°～30°，傾向280°～300°，傾角70°～陡立。斷層在平面上呈右形平移，遙感影像圖上十分清晰；斷層破碎帶最寬處大于50m，一般為5m～10m，繼承性較強烈。鉆孔揭露斷層破碎帶巖性為斷層角礫巖、硅化碎裂巖、園化角礫巖、角礫狀糜棱巖及菱形構造透鏡體，兼有石英二長巖、石英正長巖呈巖墻充填。破碎帶旁側見煌斑巖脈、石英脈，其走向以平行斷層為主。

該斷層具多期活動、切割較深的特點，早期以張性為主，有煌斑巖脈等充填，產生角礫巖；后有以壓性為主的活動，產生糜棱巖、煌斑巖片理化；張性活動時被石英二長巖、石英正長巖充填，產生糜棱巖角礫巖化；后期以張剪性為主，產生平移運動，綠泥石化蝕變明顯。

F2逆平移斷層：展布于趙河～洪門一線，長度大于3km，總體走向20°～30°，傾向290°～315°，傾角77°～陡立。斷層面往深部有向SE傾的趨勢；斷層在平面上顯示右形平移。斷層破碎帶最寬達40m，一般為1m～2m。該斷層具多期活動、切割較深的特點；早期以張性為主，后期以壓、剪性為主。

F1、F2斷層在晚期活動時產生了F3、F4兩條次級斷層，湯灣溫泉群即出露于F3、F4兩斷層交會處的北側。

F3正斷層：呈NE—SW向展布，全長約500m，斷層面傾向NW，傾角較陡，NW側沖水，NE側阻水。斷層NE端與F1相交，SW端被F4所截，三條斷裂配套發育。沿斷層裂隙發育，有石英脈充填，并多處形成斷層三角面。

F4逆斷層：呈NW—SE向展布，全長約500m，傾向40°～50°，傾角65°～75°；沿斷層有擠壓破碎帶，斷層崖發育，斷層NW端被F2所截。

（3）新構造運動。區內新構造運動主要表現為緩慢的間歇性升降運動，斷裂活動主要是深大斷裂的活化與發展，結果使老的隆起區繼續隆起，凹陷區繼續下沉；山區河流下切強烈和活躍，呈現出崇山峻嶺、深澗峽谷的地貌形態。