江西报告

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江西省铜鼓县
温塘地热水勘查报告
目 录

第一章 绪言 1
第一节 目的任务 1
第二节 自然地理 1
第三节 勘查工作质量评述 5
第二章 地质概况 8
第一节 区域地质概况 8
第二节 热水区地质特征 11
第三章 地热水水文地质条件 22
第一节 热储与盖层 22
第二节 水温 23
第三节 水位 27
第四节 地热水的分布特征 28
第五节 地下热水的运移特征 30
第六节 地热水成因分析 33
第四章 水化学特征及水质评价 34
第一节 地热水化学特征及其与常温地下水、地表水体的比较 34
第二节 热蚀变 36
第三节 水质评价 38
第五章 抽水试验 39
第六章 地热水动态变化 40
第七章 地热水资源评价 45
第一节 热储模型 45
第二节 计算方法参数选择及资源计算 45
第八章 地热水开发利用前景及环境保护 52
第一节 地热水开发利用前景 52
第二节 环境保护 52
第九章 结论 53
一、 结论 53
二、 存在问题: 53
三、 建议: 54
附件(附报告内):
附件一、江西省国土资源厅《关于同意出让铜鼓地热采矿权的批复》
附件二、《委托书》
附件三、钻孔测温曲线
附件四、江西省铜鼓县温塘地区地热普查物探工作报告
附件五、水质分析报告 15份
放射性检测报告 1份
细菌分析 1份
附表(附报告内):
附表1:江西省铜鼓县温塘地下热水勘察钻孔资料汇总表
附表2:铜鼓县温汤地热水动态观测记录表
附图:
顺序号1、图号1-1、江西省铜鼓县温塘地热水勘查水文地质图 1/5000
顺序号2、图号1-2、江西省铜鼓县温塘地热水勘查区域水文地质图 1/10000
顺序号3、图号2-1、江西省铜鼓县温塘地热水勘查纵剖面图 1/2000
顺序号4、图号2-2、江西省铜鼓县温塘地热水勘查剖面图 1/2000
顺序号5、图号3-1、江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK1孔水文地质综合成果一览表 1/500
顺序号6、图号3-2、 江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK4孔水文地质综合成果一览表 1/1000
顺序号7、图号3-3、江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK5孔水文地质综合成果一览表 1/500
顺序号8、图号3-4、 江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK6孔水文地质综合成果一览表 1/1000
顺序号9、图号3-5、江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK6多孔抽水试验主孔流量降深、水温暨观测孔降深历时曲线图
顺序号10、图号3-6、江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK9孔水文地质综合成果一览表 1/250
顺序号11、图号3-7、江西省铜鼓县温塘地热水勘查ZK11孔水文地质综合成果一览表 1/500
第一章 绪言
按照国土资源部《关于进一步规范矿业权出让管理的通知

》的规定,江西省国土资源厅同意公开出让铜鼓县温塘地热水采矿权。《关于同意出让铜鼓县温塘地热采矿权的批复》(赣国土资字[2009]854号)(江西省国土资源厅),拟出让范围:
X Y
28°32′17″ 114°20′56″
28°32′17″ 114°21′05″
28°32′06″ 114°21′05″
28°32′06″ 114°20′56″
标高:234米~-200米
面积:0.0829KM2
为做好出让前期相关工作,江西省矿业权交易中心委托江西省勘察设计研究院编制达到出让采矿权要求的《江西铜鼓县温塘地热水勘查报告》。
第一节 目的任务
在江西省矿业权交易中心《委托书》中,对本报告的编制有明确的要求:
1、 在广泛收集出让区域内前人成果资料的基础上,进行必要的野外调查。编制“达到出让采矿权要求”的《报告》。
2、 资料编制及补充地质调查工作执行现行的国家行业标准,并对报告的真实性进行承诺。
第二节 自然地理
一、 交通位置
铜鼓县温塘温泉,位于县城北西290°直距约2km的温泉乡政府大院内。地理坐标东径114°20′58″,北纬28°32′09″。区内省道、国道纵横交织,四通八达。途经铜鼓的武(宁)-吉(安)高速的开通,进入国家高速公路网,通行更加便捷。(图1)



二、 地形地貌
本区地处修水流域上游低山丘陵区。温泉出露区为群山环绕的呈南西—北东延伸的小型狭长山间盆地。(盆地)长约13KM,宽约2KM。周边为变质岩花岗闪长岩组成的构造剥蚀低山丘陵地貌。地势北高南低。北部最高点标高837米,南部300~550米,盆地最低标高228.6米。山顶尖楞、山脊狭长,山坡陡峭坡度50~60°。植被发育。(照片1、2、3、4)
照片1 泉区北东隅
照片2 泉区南东隅
照片3 泉区北西隅








照片4 泉区南隅
盆地在南部开口与铜鼓中新生代红色碎屑岩“红盆”连通。“红盆”为丹霞地貌。
三、 气象、水文
(一) 气象:
本区为亚热带气候区,温暖多雨,四季分明。
据铜鼓县气象站资料:1957~1982年,多年平均年降水量1732.8mm其中四、五、六月为雨季,降雨量占全年总量的47%,十一月至翌年一月为枯季,以十二月份降雨量最少,仅佔全年总量的3%;(图2)
年蒸发量小于年降雨量,潮湿系数1.49。多年平均蒸发量1161.9mm,每年的十一月至翌年六月蒸发量小于降水量,气候温润,七至十月蒸发量略大于降水量,气候显得干燥。
多年日平均气温16.2℃,七、八月份为酷暑季节,月平均温度达27℃,极端最高气温39.4℃(1966.8.11);二月份

为寒冬季节,极端最低气温-13.4℃(1975.2.9)。










(二) 水文
温泉区内主要有石桥水及其支流黄毗港。
石桥水,发源于石桥上庄村,流径泉区南西,注入铜鼓河,流域面积110KM2,平均流量4.09m3/s。最枯流量0.132 m3/s,最大洪水流量达300 m3/s。偶遇特大洪水,可淹没温泉(数小时即退),河水无冰冻现象。
黄毗港,是石桥水的一级支流,发源于区外的青草尖,在其右岸又发育四条次级支流,长度1.5~2km,终年不干,组成不对称的羽状水系。主流长13Km,流域面积46KM2,平均流量1.72m3/s,最大洪水流量153m3/s(1973.6.24),最枯流量0.05m3/s。
第三节 勘查工作质量评述
本《报告》的编制是在广泛收集出让区域内前人成果资料的基础上,补充必要的野外调查进行的。
一、 前人的工作程度:
一九八○年,水文地质大队宜春队在开展1/20万万载幅水文地质普查时,发现温塘温泉,并在温泉附近施工了CK9孔,在深部揭露了较丰富的地下热水。同年温泉乡利用该孔地下热水兴建了一所浴室,深受当地群众欢迎。铜鼓县政府十分重视这一成果,于八一年底,县政府领导亲临我局要求对温塘地下热水开发利用前景进行评价。八二年元月十日又以铜鼓县政发(82)4号《关于请求将我县城附近的温泉基建项目列入八二年国家基建计划的报告》一文,再次请求江西省农委和省地矿局对温塘地下热水进一步开展地质工作。省局根据铜鼓县政府的要求,于一九八二年将“铜鼓县温塘地下热水勘察”列为国家地质工作计划项目,下达给水文地质大队。
水文地质大队宜春分队奉命于同年三月开展铜鼓地热勘察工作,前后历经两年多的时间,于一九八四年五月全面结束野外工作。完成1/万地质测绘80KM2,1/5千水文地质测绘4.2KM2,物探电法测量面积3.8KM2,槽探1247.29m3,区内共施工11个热水孔(加CK9孔即12个热水孔),钻探进尺2578.05米,(加上外围4孔733.85米,总进尺为3311.88米),多孔抽水试验一层,放水试验8层,简易抽水试验14层,以及地下水动态长期观测,各类水质分析和井温测量等项工作。探明地下热水自流量257m3/日,单井开采量1480m3/日,水温60.6~71℃,最高水温达76℃,较原出露的温泉涌水量增大120倍以上,水温提高11.6~27℃,取得了显著的地质效果。






















二、工作质量评述:
1/5万外围地质测量,以1/20万区域地质测量的1/5万工作手图为基础,采用1/5万军用地形图为底图,侧重观察研究地热地质条件,所获成果编制《江西省铜鼓县温塘地热水勘查区域水文地质图》。
1/5千《江西省铜鼓县温塘地热水勘查水文地质图》,地形底

图由水文地质大队自测,三度带坐标,黄海高程。
区内共施工11个热水孔(加CK9即12个热水孔),钻探进尺2578.05米(加外围4孔733.85米,总进尺为3311.88米)。岩心采取率65~87%。第四系采用粘土止水,用缓变温度计测定回次孔底温度,终孔后进行系统测温。钻孔施工质量除ZK2、ZK8孔,因事故评为Ⅱ类孔外,其余均为Ⅰ类孔。
钻孔简易抽水试验主要是为概略了解各涌水孔涌水量的变化,了解水温与水量的关系,为全区多孔抽水试验选择主孔提供依据,一般只做一个降程,稳定时间2~8小时。
ZK6多孔抽水试验是按专门设计在枯水期(1983.11.21~1984.1.12)完成的。第一降程(S1)为放水试验(自然降深),稳定240小时。第二、第三降深(S2、S3)用压风机抽水,先抽第三降程(S3),降深值26.334米,稳定时间155小时。第三降程结束后,水位恢复一天时间,接着做第二降程(S2),降深值16.005米,稳定时间52小时30分,但是依Q=f(S)关系曲线,q= f(S)关系曲线判断,该降程属假性稳定,其原因是最大降程水位还在恢复上升,而该降程水位下降,两者重迭,造成假性稳定,所以该降程资料成果只有参考意义。自然降深(S1)和压风机抽水的最大降程(S3)稳定时间较长,可满足资源量评价要求。
地下水动态观测,除温泉和12个钻孔外,还选择了部分常温井泉。由于是边施工边观测,观测时段长短不一。同时由于施工的影响,使长观资料不够十分系统。
各种水质分析,气体分析和岩矿鉴定由水文队实验室在室内或现场完成。
物探工作由水文队物探分院完成,以对称四极剖面法,联合剖面法为主,辅以电测深,工作比例尺为1:1万,网度100m×20m,电极距联合剖面法:A0=B0=290米,MN=20米,点距20米,对称四极剖面AB=580米,MN=20米,点距=20米,电测深AB/2=500米,共完成电剖面29条,电测深点29个。经系统质量检查,电剖面均方差Mρs=±3.2%,电测深均方差Mρs=±1.6%,符合质量要求。
三、本次工作概况:
前人的勘查成果,为本报告的编制提供了较系统全面的资料。但毕竟二十五年过去了,泉水的温度、水量、水质会发生什么变化?于是,二○○九年12月2日~ 12月4日,在野外进行了实测,同时对前人其他地质资料进行必要的校测。本次补充的野外工作量:
1、热泉水流量、温度的测量 3次
2、采水样分 全分析一个,放射性分析一个,细菌分析一个
3、照片拍摄等
四、本《报告》编制执行的技术标准:
1、《地热资源地质勘查规范》(GB11615-89)
2、《地热资源评价方法》(DZ40-85)
3、《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)
4、《委托书》(江西省矿业权交易

中心)
第二章 地质概况
第一节 区域地质概况
一、 地层与岩浆岩
本区处于长期褶皱隆起的九岭山区,出露地层简单,前震旦系大片出露,震旦系分布极为零星,白垩系,下第三系分布于铜鼓、征村构造盆地。第四系冲积层出露于河谷中,其它时代地层缺失。
前震旦系双桥山群,为一套由板岩、变质砂岩、粉砂岩、千枚岩和变质火山喷发岩组成的巨厚的变质岩系。震旦系下统为砂砾岩夹细砂岩、粉砂岩。上统下部为冰积岩。中、上部为硅质岩、硅质灰岩、硅质板岩、钙质页岩、粉砂岩。白垩系下统潭埠群,为紫红色砂岩、砂砾岩、砂岩、钙质砂岩、粉砂岩夹泥岩,下第三系新余群为砖红色砾岩、砂砾岩、粉砂岩、钙质粉砂岩。第四系河流冲积层,下部为砂砾石,上部亚砂土、亚粘土。
区域内出露晋宁期和燕山早期岩浆岩。晋宁期岩浆岩分布广泛,主要有九岭岩基,石桥山口岩株等岩体。以花岗闪长岩为主,部分斜长花岗岩。燕山早期为第二价段侵入岩,岩体少且分布零星,岩性为黑云母花岗岩。(图3)
二、构造
本区位于洞庭—鄱阳东西向构造带中段南部,与九岭—万洋山北北东向隆起带北段西侧复合地区,主要发育东西向、北北东向和北东向构造。




















(一)东西向构造
走向东西的断裂构造,主要有铜鼓—花桥断裂(F11),其次在汤里、何市等地有次极构造发育。铜鼓—花桥断裂,属铜鼓—新建—乐平东西向断裂构造带的主干断裂。总体走向南东80度,倾向北,倾角70度左右。在区内延长约30余公里,(两端延出区外),宽几十至几百公尺。表现为逆冲性质。伴生断裂和张裂较发育,但规模较小。
(二)北北东向构造
铜鼓和征村等中、新生代红层断陷盆地,是构成修水—萍乡坳陷带的一系列呈北北东向斜列的红层盆地的组成部份。是复式隆起带中的次级坳陷带。这两个红层盆地都是其西测受北北东的断裂控制,其它各边不整合于前震旦系之上的单边断陷(断坳)盆地。铜鼓盆地轴向北东30度,长26公里,宽约5公里,盆内沉积白垩系下统潭埠群和上统南雄组。征村盆地轴向亦为北东30度。长10公里,宽5~10公里。盆内沉积下第三系新余群。两盆地红层总体都倾向北西,倾角10度~35度,由南东往北西岩层倾角变大,沉积厚度由薄变厚。
区内走向北东30度的压扭性断裂,是修水—萍乡北北东向断裂带的组成成分,单条断裂在区内延长5~40公里,断裂破碎带宽几十至几百余米。具反时针扭动。伴生扭裂和张裂发育。北东东向断裂,以何市断裂规模稍大,属何市—石门北东东向扭裂带的南西末段。走

向北东70度,区内延长15公里。呈顺时针向扭动的压扭性质。北西向张—张扭性断裂,在汤里—漫江一带发育,形成平行展布的断裂群,走向北西40度~50度,延展20~30公里,宽度4~5公里。
铜鼓—汤里断裂是主干断裂之一。自铜鼓县城南西的丰田、经古桥,延至汤里以北,全长约40公里,总体走向北东28度,倾向北西,倾向60~80度。硅化破碎带在鸡公岭一段宽达100~200公尺。控制着铜鼓红层盆地的边界,挽近仍有活动。断裂在红层中形成疏松角砾岩带宽达数米,断面上见有大量斜冲擦痕,显示反时针扭动的压扭性。伴生和派生断裂发育,温塘热水区中的北东东向和北东向断裂,分别是伴生和派生构造成份。与之呈成生联系的红层中的北西西向张性和北北西张扭性裂隙,成组成群,密集发育。
(三)北东向构造
由于强烈的东西向和北北东向构造的改造,分割包容,北东向构造形迹分布比较零散。仅区域南部比较明显,为具反时针扭动的压扭性断裂。一般在区内延长10~20公里。破碎带宽20~50公尺,往往表现为硅化破碎带或硅化带。
从区域上看,修水—萍乡北北东向断裂带,铜鼓—新建—乐平东西向断裂构造带都控制并切割多期次岩浆岩体。沿铜鼓—新建—乐平断裂带有喜山期基性岩侵入。断裂破碎带结构复杂,多期活动构造现象叠置。控制着现代地貌和水系的展布格局。孕育着现代地震的发生,1972年铜鼓大煅1.3级,1975年修水南部1.3级地震,都与修水—萍乡北北东向断裂带的活动相关,说明这两组断裂带是自中生代以来,直到现在仍然活动的活动性断裂带。
第二节 热水区地质特征
一、地层岩性
(一)地层
区内地层简单。现由老而新分述于后:
1、 双桥山群下亚群宜丰组下段(ptsh1y1)
环地下热水区周围分布,为一套浅变质复理式建造碎屑沉积,组成褶皱基底。主要岩性为:千枚状砂质板岩,变余粉砂质泥岩,变质粉砂岩和变质石英细砂和砂岩等,常见绢云母化,绿泥石化,与岩浆岩接触带的局部地段见角岩化。区内出露不全,厚度不明。据区域资料,与下伏花门组上段(ptsh1y3)呈整合接触。
2、白垩系上统南雄群下段(k2n1)
仅见于南东角铜鼓气象站等地,属铜鼓红盆之一角。
主要岩性是紫红色砾岩,砖红色含砾砂岩、砂岩等,砾石成份为变质岩,花岗闪长岩等,直径多为5—25毫米,个别达25毫米以上,泥砂质胶结,据区域资料,厚度1120米,与下伏谭埠群(k1tn2)呈假整合接触。
3、第四系(Q)
区内第四系分布零星。按岩性特征与地貌条件,可划分为更新统残坡积层(Qpel-dl)和全新统冲积层(Qhal)
(1)更新统残

坡积层(Qpel-dl)
见于双港、泉塘、八甲岭等地。岩性为棕黄色、浅砖红色网纹状亚粘土,含碎石亚粘土等。厚度1~4米。与下伏基岩呈渐变关系。
(2)全新统冲积层(Qhal)
分布于河谷和洼地之中。下部:灰棕色砂砾石、粘土砂砾石等,分选性极差,砾石以硅化砂岩、千枚岩、石英等为主,少数花岗闪长岩块。呈半滚圆状或次棱角状,粒径大小相差悬殊,小的数毫米,大的数十毫米,个别达百余毫米。分布极不稳定,常呈岛状出露,厚度小于1.8米。
上部:灰棕色,褐灰色亚粘土、亚砂土,厚度0.5~2.0米,表层为耕作土,厚度0.3~0.5米,总厚度0.8~2.5米。
(二)岩浆岩
主要出露有晋宁早期的酸性岩体,及后期岩脉。规模最大的为石桥岩株。出露面积近40平方公里。地下热水区位于该岩体的北东缘部位,主要岩性特征是:
花岗闪长岩(γδ22a)
绿灰色、灰色、块状构造,中细粒花岗结构。主要矿物成份:石英20~25%,长石60~70%,黑云母角闪石5~15%,及少量绿泥石,绿帘石,黄铁矿等。
花岗细晶岩(γτ)
见于温泉中学。良种场场部等地,呈带状或囊状,分布在花岗闪长岩中,大致呈SW—NE向延伸,宽0.7~2.5米;浅黄色细粒花岗结构,矿物成份以长石为主,石英次之,白云母少量。
花岗斑岩脉(γπ)
出露于新牛咀,百罗丘等地,侵入在宜丰组浅变质岩中。百罗丘南部产状NE27°∠64°,可见长度8~15米。脉幅3~5米,呈浅棕色,长石为斑晶,粒径1~3毫米,基质主要为长石、石英、白云母等。
二、地质构造
区内构造形迹以断裂为主,褶皱次之。构造线展布的基本方向NE—SW向,断裂分布和组合,具有中间复杂两端简单的特点。
(一)褶皱
主要为近东西向褶皱。由双桥山群下亚群组成,经历后期多次构造运动的改造破坏和岩浆岩活动的影响,形态变得模糊不清,依地层产状推断,基本轴向近东西,地层倾角大,常见直立,倒转现象。
(二)断裂
断裂是区内的主要构造形迹。按形成顺序力学性质和展布方向等,归纳为如下几组:
1、NNE向压扭性断裂(F1)
F1见于南部培垇。为区内唯一的NNE向压扭性断裂,走向NE10度,倾向NWW,倾角75~87度,培垇一带表现为角砾岩带,宽度0.2~0.5米,角砾呈棱角状或次棱角状,大小不一,粒径0.5~2.5厘米,泥砂质胶结,局部硅化。裂面平直,低倾角擦痕,指示东盘向北移动。
2、NE向压扭性断裂(F3、F4、F5、F6)
为区域NNE向鸡公岭压扭性断裂的一组派生断裂,呈左行侧列展布,以硅化破碎为共同表现特征。
F3,在浆田村一带连续出露,硅化破碎带宽度0.65~1.5米,产状SE145°∠77°,硅化带经后期

构造破碎成松散角砾,在浆田村西出露上升泉(编号S92)。一九八三年十二月一十八日流量0.14升/秒,水温18℃。
F4,经大平段、大塘、过温塘斜贯全区。
中段,ZK4北北西方向,硅化破碎带宽3~5米,走向NE40度,倾向SE,倾角79度。
硅化带经后期构造破碎成碎块状,温泉北东120米处的古温泉遗址,剥土工程揭露,产状为255°∠88°的张扭性裂隙,320°∠63°的压扭性裂隙中,充填灰黑色淤泥。
物探等ρs平面图中显示低阻异常(图4),联合剖面法曲线低阻正交点清晰,低阻区段对应,两翼曲线陡峻(图5),低阻异常显示出破碎带通过全区,宽度80~120米,联合剖面曲线随供电距增加,正交点明显,南向东移,显示断裂向南东倾斜(图6、图7)。
































在钻孔中表现为强烈的硅化破碎现象(表2)
F4在钻孔中的表现特征一览表
表2
孔号 ZK2 CK9 ZK6 ZK7 ZK4 ZK5
F4

现 59.61~71.85米硅化花岗闪长岩岩心碎块状。 140~150米硅化条带与中轴夹角10度。 162.69~195.39米强硅化花岗闪长岩,细脉及网脉状,石英常见,与中轴夹角10度。 84.73米以下浅灰色硅化带,破碎松散。 54.64~54.94米,硅化花岗闪长岩,石英呈细脉状,碎块状,充填于裂隙中。 284.78~291.78米,浅灰色硅化角砾岩,角砾成份硅化花岗闪长岩。
东段,大部分被第四系覆盖,仅温泉小学门首出露硅化破碎带,宽2.5米,产状127度∠78度。肉红色,淡棕色硅化带遭多次后期破坏,碎裂成角砾状、炉渣状、细末状,后期形成的石英脉也被破碎成碎块,铁锰质糊于碎块表面。物探ρs等值图中,显示低阻异常,航空照片中反差明显。
西段以泉塘出露最好,硅化破碎带宽度8~10米,因后期活动影响,破碎成碎块状,出露上升泉S9,1982年12月~1984年5月观测,流量0.75~1.52升/秒,常见0.92升/秒左右。水温变化小观测期间18~19℃,ZK7中84.73米处见该断裂硅化破碎带,岩心十分破碎,井温32.8℃,超过正常增温梯度4倍。据走向形态变化和钻探资料分析,剖面方向上倾角有由上至下逐渐变缓的趋势。(照片5)
照片5 花桥村附近石桥水河床F4硅化带
F5穿越热水区南东郊,与近东西向压性兼扭性断裂F11复合。
中段,第四系覆盖,物探等ρs平面图(图5)反映,低阻连续,电测深曲线显示60~85米深度存在一相对低阻体,而且在110米以下ρs曲线仍显下降趋势,ZK8中孔深113.87~117.70米处,见强硅化花岗闪长岩,岩心十分破碎,与物探资料相映证。
北东段,林家屋东侧硅化破碎带,宽达10米以上,走向NE50度左右,倾向SE,倾角69度。林家屋至斗笠埚一段追踪F7,表现为负地形,往北

东为地层破碎或硅化破碎,至天子光南部与铜鼓~汤里断裂汇合。
南西段,石古山等地硅化破碎带分布于山顶,岩性为灰白色强硅化花岗闪长岩,强硅化断层角砾岩等,宽度5~10米,走向NE50度,倾向SE,倾角69度。
F6,区南东凉席厂一带,破碎带宽20~30米,破碎角砾中夹杂团块状石英脉,产状125度∠68度,两侧影响带内片理发育,岩石破碎。县城供水的水1孔中,8.60~42.11米穿过该断裂,岩心呈碎块状,采取率小于40%,主要为石英团块,和千枚岩变质砂岩之岩屑。
3、NWW向张扭性断裂(F2)
F2见于新牛咀北东的采石场,表现为地层破碎,断层角砾岩带宽度0.4~1米,两侧影响带宽2~4米,走向方向上变化较大,时隐时现以负地形连接成线,走向290度,倾向SSW,倾角57度,全长0.7公里。
4、NEE向扭性兼压性断裂(F7)
F7,为NNE铜鼓—汤里断裂的伴生断裂,由北东角伸入热水区中部,与F4反接复合,主要表现为破碎带,显扭性兼压性特征。
斗笠埚北东东方向出露大片断层角砾岩,其延伸方向大致NEE—SWW,宽15~20米,向南西至林家屋一带,与F5重接,显角地形,物探电扫面ρs等值图中,显低阻异常,新牛咀东南部破裂面产状150度∠72度,与低电阻异常产状相近,林家屋北东显示后期活动特征,切割F5硅化带,产状为155°∠62°,走向NE70度左右(照片6),由相互平行的10条断裂组成的破碎带宽达百余米,物探资料证实了它的存在和规模。温泉中学机井中,主干断面产状160度∠69度(图8),为该井主要涌水带,在气温10℃的环境下,井水温度26℃,水质与温泉相似,亦具浓郁硫溴。

ZK6至ZK5一带,与其配套的NWW向张扭性裂隙,NEE向,NE及NW向压扭性裂隙非常发育,岩石被切割得支离破碎,呈棱角状产出,显然是挽近活动的结果。
照片6 林家屋附近黄毗港河床F7硅化带
钻孔揭露破碎带厚度百米,主干断裂(编号F7)上盘发育特征相似,产状相近的断裂4条(F7-2、4、6、8)。下盘发育5条(编号为F7-1、3、5、7、9)。它们的特征表现如表3所示。ZK6中151.78~195.39米与F4复合,钻进中自流量3.426升/秒,孔口水温68℃,居全区首位。
F7钻孔中表现特征一览表
表3
孔号 F7表现特征
ZK2 ⑴18.33~21.6米F7-6角砾岩涌水。
⑵33.37~34.75米F7-4角砾岩、断层泥。
⑶69.28~71.85米F7-2角砾岩、碎裂岩。
⑷107.20~123.88米F7岩石受挤压碎裂化。107.20~110.53米断层角砾岩,水温55~58℃,自流量0.25升/秒。往下见碎裂岩多段。
CK9 ⑴45.66~49.54米F7-6碎裂岩、断层泥。
⑵95.30~108.32米F7-2角砾岩、断层泥涌热水。
⑶191.84~192.76米F7角砂岩。岩石破碎,192.76米停止涌水。
ZK6 ⑴26.77~

70.55米F7-2岩石破碎、角砾岩、断层泥、涌热水。
⑵120.78~153.96米F7分差再并,其中:120.78~123.58米为角砾岩,151.36~153.96米为角砾岩,断层泥。涌水量大增,温度升高,151.78~195.39米与F4复合,施工时井口流量3.42升/秒。温度68℃,全区最高。
⑶234.43~236.91米F7-5角砾岩,井温升高。
⑷367.72~371.46米F7-7角砾岩,碎裂岩化。
ZK4 ⑴166~180.69米F7-7断层泥,角砾岩,上盘孔深14.65米开始涌水。
⑵289.19~291.19米F7-9角砾状碎裂岩,断层泥。
ZK5 ⑴0.2~29.8米F7碎裂岩、角砾岩。
⑵57.92~58.22米F7-1角砾岩、碎裂岩,上盘40.81米开始涌水。
⑶133.92~136.92米F7-3碎裂岩、角砾岩。
⑷197.93~199.34米F7-5角砾岩。
⑸242.83~247.76米F7-7角砾岩,断面中轴夹角20℃。
5、NEE向压扭性断裂(F8、F9、F10)
为一组走向NEE的右行压扭性小断裂,均表现为烟灰色,油脂光泽之脉状硅质条带,镜鉴为强硅化碎裂岩。规模较大的三条,呈雁行式排列,南西西稍收敛,北东东稍撇开,但它们在剖面上变化较大,表现时宽时窄,时隐时现的特点。
F8出展露于大塘南部,烟灰色硅质条带,尖灭再现,最大厚度0.25米,产状156度∠78度,南西西端向北偏转微呈弧形,擦痕指示反时针运动。
F9,县良种场礼堂前至温泉中学北断续出现,产状150度∠72度,南西西段走向变为NEE85度。烟灰色硅质条带变为细脉带,细脉5~7条,单条宽仅0.5~1.8厘米,带宽1.2米左右,ZK5中133.9~136.92米。ZK6中195.39~200米等处,均见烟灰色硅质角砾,判断为该断裂与F7复合的产物。
F10出露于温泉中学之南,烟灰色硅质条带,宽0.01~0.4米,产状152度∠77度,ZK11中175.33米下见灰色硅质条带,其厚度0.5厘米,为该断裂在剖面方向的表现。
6、EW向压性兼扭性断裂(F11)
F11属铜鼓~新建~乐平断裂构造带的西延部分。该断裂在热水区东部,称大槽口断裂,走向近EW,由南东角伸入区内,走向变为NWW~SEE,穿过热水区南西部。东南部石脑上及图外边缘的榔树等地见挤压影响带,宽度10~25米,挤压片理发育,破碎岩石中石英脉常见,大型裂隙呈带状出现,裂面呈舒缓波状。据区域地质测量,凉席厂观察点描述(编号1691):发育一组NW~SE向断裂,表现延长大,断裂面时而平整面,有时呈弧形面,显负地形,航空照片反差时显。物探电扫面ρs平面图中,高低阻之分的电性介面清晰,600Ω,M等值线图呈“喇叭”状,由北西插入分开。F4、F5反映的400Ω,M低阻圈,显示F4、F5被截断。电性解释,为走向NNW向断裂,倾向NNE。倾角60~80度。
该断裂破碎带松散,与其有关的后期构造发育。东南部石脑上,猪婆湾等地常见NW290度左右的压

扭性断裂与其平行分布。白垩系南雄群中,走向290°、330°~340°的压扭性小型断裂呈群出现,雁行排列,二源贮木场红层中发育一产状250度∠72度的压扭性断裂,断距约1.5米与F11的挽近活动有关。
(一) 裂隙特征
与大构造形迹伴生的节理裂隙甚为发育。特别是热水区内花岗闪长岩中,更是错综复杂。(图9、图10)



















按产状归纳,最发育的和比较发育的各有三组。最发育的:一组,走向为60度~70度,倾向SE,倾角62度~72度,或倾向NW,倾角36度~60度,显扭性兼压性特征。
二组,走向45度~55度,倾向SE,倾角57度~66度为压扭性质。
三组,走向50度~60度,倾向SE,倾角60度~70度,为压扭性裂隙。
比较发育的:
一组,走向270度~280度,倾向NE,倾角为60度~70度,为扭性裂隙。
二组,走向20度~30度,倾向SE,倾角55度~72度,显压扭性。
三组,走向350度~360度,倾向NE,倾角42度~83度,为张扭性。
在不同期、不同方向应力影响下,热水区中部,节理特别发育,交织出现,破坏了岩石的完整性,有利于地下水活动。
(四)断裂构造的复合关系
区内主要断裂构造均属活动断裂构造带成分。
F4、F5同为修水~铜鼓~萍乡活动断裂构造带铜敼~汤里断裂(区域编号1)的派生断裂。而F7则属它的伴生组份,它们之间的相互关系是,F5部分与F7重接复合。F4与F7呈反接关系。按照地面产状用赤平极射投影方法,求得它们的交线走向近S—N,倾角74度25分,(图11)若F4随深度增加,倾角变小,那么复合线将偏向西,倾角变小。












F11属铜鼓~新建活动断裂构造带的西延组分,挽近活动强烈。
两个活动断裂构造带截接复合,不仅双方的构造形迹得到加强,而且使东西向断裂带组份走向向北偏转,F11延伸290度左右。
第三章 地热水水文地质条件
该地下热水属断裂构造裂隙水型地热资源。导热,导水通道受本区挽近期仍在活动的NNE向,东西向断裂控制。而且盖层薄,埋床浅,500米以浅的钻孔即可揭露。但热储无统一含水段顶板,空间形态比较复杂。
第一节 热储与盖层
热储系指地热流体相对富集,具有一定渗透性,并含载热流体的岩层或岩体破碎带。
盖层系指在热储上部,具有隔水、隔热性能,对热储起保温作用的岩层或自封闭层。
温塘地下热水主要赋存于晋宁期花岗闪长岩中。唯一的天然露头是温塘温泉,最大流量0.14l/s,最高水温49℃(该泉一九八四年一月被建筑物覆盖)。经勘查,12个勘查钻孔均见地热异常,8个为自流孔,井口水温32℃~73℃,井口自流量0.05~2.98l/s,水头高(出地面)1.07~5.73m


ZK2孔:孔深107.20~110.53m,见F7断层角砾岩,孔内涌水,水温55~58℃,流量0.25l/s;
CK9孔:孔深95.30~108.32m见F7-2断层角砾岩,断层泥,涌热水;
ZK6孔,孔深151.78~195.39m,F7与F4复合,井口流量3.426l/s,温度68℃,全区最高。在孔深234.43~236.91m见F7-1断层角砾岩,在断层上盘孔深40.81m开始涌水。
根据勘查资料说明:温塘地下热水主要赋存于晋宁期花岗闪长岩中,由修水—铜鼓—萍乡活动断裂带与铜鼓—新建活动断裂构造复合带控热。修水—铜鼓—萍乡活动断裂带,鸡公岭断裂的派生断裂F4与伴生断裂F7复合导水导热,其复合部位的断层角砾岩带储存热水—即为本区之热储。
F4与F7呈反接关系,按照地面产状,采用赤平极射投影方法,求得它的交线走向近南北,倾角74°25′(第三章,断裂构造的复合关系)。由于F7与F4是不同序次,不同方向的断裂。显然,两者是不相同的地应力场的产物。其应力方向、强度及边界条件都不尽相同,由此而产生的场际效应,迭加效应,使断裂的影响带异常的复杂。热储受断裂构造控制,构造裂隙热水系统在空间成脉状展布。其赋存的裂隙网络是岩层中某些应力集中或岩性有利的部位。
根据钻探揭露:热储的空间形态,在平面上ZK6、CK9、ZK4为中心,NE~SW延伸,空间上以ZK6、CK9、ZK11孔为中心,局部分叉的不规则的带脉状。
断裂构造的复杂,导致断裂构造影响带裂隙发育程度的复杂性。不言而喻,断裂影响带的上界即为热储盖层之底界,无一统一的“含水段”顶板。盖层无统一的岩性标志。
正因为本区热储盖层形态之复杂,钻孔所揭露的热水、水温、水头、水量存在差异,这与次生构造裂隙与主干构造连通性及盖层的厚度,隔水、隔热的程度有直接的关系。
根据ZK6孔抽水试验引起的钻孔温度的变化:ZK6南西和南部的CK9、ZK8全孔升温,ZK6孔北东的ZK5、ZK9、ZK4全孔降温或上段和下段降温,表明不同深度的地热水与常温水联系密切,由于常温水的掺和而降温,根据抽水试验引起的地热水水温的变化,充分说明了热储形态的复杂性,也表明了地热水主通道的空间形态是由SSE向NNW延伸,浅部局部转向为NE向,成不规则的带脉状。
第二节 水温
一、 地热水水温的垂向变化
由于本区热储构造的分布条件和地下水流动情况的复杂,使区内地热水垂向变化形态也比较复杂:
(一)位于地下水垂直运动为主的地段,在有热水流上升溢出的地段:
1、 增温曲线呈指数函数型:
曲线的特征是:浅部地热增温梯度大,往深部地温梯度逐渐减小,以致于地温梯度不再随深度而增温。如ZK1孔、ZK2孔、ZK11孔。
2、 曲线有明显

拐点的突变型曲线:
在热水的泄水区,钻孔一揭露与热储主通道联系较好的构造破碎带,孔内水温突然上升,达到极值,水温不再随深度而增温或增温很小,如ZK4孔、ZK5孔,ZK6孔、ZK9孔、CK9孔。
(一)在相对远离热水上升的泄水区,地下热水以水平运动为主的地段,钻孔增温曲线,大致以等同增温率,随深度的增加而增加,增温曲线近呈线型曲线:如ZK3孔、ZK7孔。(钻孔测温曲线附后)
二、地热水水温垂向分布的特征:
根据1-1′,2-2′,3-3′及纵剖面水温等值线图,较为清楚的反映了高温带的分布与F4、F7的产状吻合,浅部的高温中心在温泉出露点的ZK5、ZK6孔附近,深部渐次向南东扩大,但倾角比较陡峻,剖面等温曲线的形态就象一个往北西稍有歪斜的异型蘑菇,“根”在深部。
三、地热水水温的平面变化:
根据钻孔系统测温不同标高等值线图:(图12)



















水温的变化呈NE—SW延伸的异型椭圆形,长轴方向与F4走向一致,高温区分布在F4上盘,由NE逐渐转向SE,南西端外凸,逐渐向F4、F7复线靠陇,高温区范围缩小在F4、F7相切的三棱体内。

第三节 水位
地下热水自深部断裂破碎带中裂隙住浅部运动扩散,以潜流和温泉的形式排泄。由于温泉周边压力高于热中心部位的压力,地下水从周边向中心汇流,产生垂向水温差异,形成以水位坡向与流向相反的反常方式保持着水力热力平衡。(图13)
表6 钻孔统测水位与22℃水温标高换算表
孔号 ZK1 ZK2 CK9 ZK3 ZK4 ZK5 ZK6 ZK7 ZK8 ZK9 ZK10 ZK11 务注
统测水位标高(米) 232.77 233.87 231.46 236.96 237.89 238.23 239.51 230.49 229.27 235.93 233.69 233.95
含水段顶板标高(米) 220.00 214.44 137.00 205.63 219.59 194.01 207.01 144.78 97.50
水柱高(米) 12.77 19.43 94.46 31.33 18.30 44.22 32.50 91.15 136.45
水温(℃) 36.2 46.4 43.0 30.0 50.4 57.8 73.6 33 54
密 度(克/厘米) 0.99363 0.98966 0.99108 0.99567 0.98789 0.98438 0.97575 0.99473 0.98622
换算标高(米) 232.72 233.70 230.82 236.89 237.70 237.64 238.79 230.49 229.27 235.62 233.69 232.27
第四节 地热水的分布特征
本区地热水的分布,以ZK6、CK9、ZK11为中心,呈沿F7、F4导热构造NE~SW方向延伸的椭圆状,长轴方向约1200m,短轴方向约450m,面积约47520㎡(图14)。
地下热水体的空间形态特征:
1、无统一的含热水顶板,热水埋藏的深浅,随热储形态的变化而变化;
2、在地热水垂直运动为主的地段,揭穿含水段后,水温、水量逐渐升高、增大,到达一定深度后,变化速度趋缓,水量稳定;
3、在F4断层的下盘,以及远离高温区以水平运动为主的地区,水温与水量具有不明显的互为

消长的关系,如:ZK1 ,ZK9孔,热水不自流,抽水试验出水量也小,井温都高。
4、在F4、F7断裂复合部位,F11上盘,地热增温率大,水温随孔深增加,升高快,高温点位置比较深,测温曲线未出现拐点,如ZK7、ZK8孔显示高温区还在孔底以下;
5、ZK6孔多孔抽水试验,改变地下热水运动状态时,F4、F7复合区附近,F11上盘钻孔温度升高,或大部份孔段升高,而远离高温区的钻孔,特别是NE向的钻孔则降温或大部分孔段降温。(图15)












第五节 地下热水的运移特征
根据区内静水位标高等值线图,(图13),地下水位在中间凸起,长轴方向SW~NE,SW又翘起向NE倾伏显示NE、NNE往地下常温水向SSW、SW方向运移,地下热水在F11上盘沿F4、F7复合线高角度上升运动,流向浅部与常温地下水汇合。
ZK6多孔抽水试验反映的地下热水运移特征是:
主孔降低水位5.67米的放水试验,降落漏斗标高等值线图形态与静水位标高等值线图形态相似,长轴方向SW~NE(图16),表明地下水运动方向保持原状,消耗的只是地下热水的弹性部分。
水位降低16.01米趋近稳定时的降落漏斗标高等值线图形态与静水位标高等值线图完全不一样,轴向已转为NNW~SSE向,显示下部含水段的地下热水运移补给方向,已由NNE变成NNW向。(图17)
降深为26.33米时,降落漏斗标高等值线图形态与16.01米趋近稳定时形态相似,而且轮廓更为清晰,表明越往深部,地下热水NNW向运移加强。同时,漏斗根颈部等值线密度很大,显示坡度很陡。(图18)
ZK6多孔抽水试验的井温变化,亦反映地下热水的运移特征。抽出的地下热水是深循环的高温水和浅部补给的地下常温水的混合体。为满足天然排泄(自流)和抽水的需要,它们以不同的方向不断补给,由于流向的改变,引起井温变化。ZK6南西和南CK9、ZK8方向,通过导水导热的F4、F7复合线一带。地下热水量增大,井温、水温升高,表现地下热水峰面外凸,显示为地下高温热水的补给方向。
ZK6北东向的ZK5、ZK9和北西西向的ZK1等上部降温,地下热水峰面回缩,显示地下常温水补给加强,而下部则相反,井温升高,地热水峰面外凸,显示因抽水作用热水活动加强,比例增大,地下热水由SSW方向向NNE方向高角度向上运移。
高温高压深循环地下热水,受特殊的埋藏条件限制,和物理、化学性质的影响,形成与常温水绝然不同的水动力特征:
(一)地下热水载热承压储存于断裂构造之中,其运动通道曲折迂回,形态多变,不同输水条件的通道又互相穿插,地下热水的运动方向、运动速度都随时间不断变化。
(二)富水段断裂裂隙发育不均匀,各

段与主通道关系密切程度不一,造成各段富水性变化莫测。
(三)运动空间上具三维特征,沿Z轴方向向上作近似垂直运动,沿X轴与Y轴作近似平面运动。
(四)水流混合,具有一定的弹性,弹性驱动下,压力传递迅速,不同部位的水位影响,几乎同步显现。





第六节 地热水成因分析
热水分布区,地属九岭—万洋山复式隆起带与洞庭—波阳构造带的复合部位。NNE与EW的活动断裂又在本区反接复合。断裂破碎带错综复杂,多期构造活动迭加,破坏岩浆活动强烈……,近期仍在活动,1972年铜鼓大塅发生1.3级地震,1975年修水南部又发生1.3级地震,……地壳的剧烈活动为该地提供了热源。
区内热水中,溶解气体成分N2占72~85%,说明热水的补给来源为大气降水,地热能储存在岩石的骨架中,大气降水通过断裂破碎带下渗,沿断裂带向深部运移至热储。以地下水为载体经深循环,通过热传导、对流的方式吸收岩石中的热能升温形成地热水。在地下热力场中,各处温度,比重不同,引起压力的变化,热水总是由高压流向低压处,形成对流循环,因为热水比重小而向上移动,在地形较低处以温泉的形式排泄出露,保持着地下热力场的平衡。(图19)












以本区多年平均气温16.2 ℃,采用二氧化硅温标计算热储温度,推测本区地热水的循环的深度:
Tsio2=1309/(5.19-lgsio2)-273.15
式中 Tsio2:热储温度
sio2:热水中sio2含量mg/l
以sio2=81.67mg/l代入上式:
T=1309/(5.19-lg81.67)-273.15
=126.18℃
以本区热水水温达60~70℃,当地年平均气温16.2℃,地热增温率7-8℃/100m计,推测热储水温达126℃,循环深度在1400~1500米左右。
第四章 水化学特征及水质评价
第一节 地热水化学特征及其与常温地下水、地表水体的比较
一、物理性质
地下热水与地下常温水,地表河水一样,无色透明,不同的只是前者温度高,具硫磺溴。
二、水化学特征
地下水和地表河水的部份水质分析成果列于(表7)
表7 水质综合比较表
水体类型 水温
(℃) RN
(埃曼) PH 主要离子(mg/l) 可溶
SiO2
(mg/l) 游离
CO2
(mg/l) 矿化度
(g/s) 水质
表示式 备注
K+ Na+ Ca++ SO4-- HCO3- F-



水 ZK2 56 3.55 8.7 3.20 75.00 5.56 91.26 43.14 6.4 48.00 0 0.3 SO4-Na型
ZK4 51 4.97 8.5 2.80 90.00 4.59 94.39 69.93 7.0 88.00 0 0.3 SO4?HCO3-Na型
ZK5 58 7.21 8.8 2.80 86.72 5.10 109.46 51.86 6.0 48.00 0 0.3 SO4-Na型 Rn为二个样平均
ZK6 652 8.8 3.20 90.00 6.67 106.15 59.80 6.5 96.00 0 0.4 SO4-Na型
ZK9 33 8.4 3.60 80.00 5.61 89.67 69.93 6.0 100.00 0 0.3 SO4-Na型
S46 39 2.49 8.6 1.30 87.00 6.57 109.49 73.22 7.0 110.0 0 0.4 SO4-Na型 Rn为

五个样平均
平均值 8.6 2.80 84.79 5.68 100.07 61.31 6.48 81.67 0 0.3




水 S9 19 22.29 6.2 1.77 7.29 6.60 1.02 43.02 0.22 50.88 17.71 0.1 HCO3--CaNa型
S92 18 6.4 2.10 7.50 7.58 1.00 54.92 0.28 40.00 0.1 HCO3--CaNa型
平均值 6.3 1.94 7.39 7.08 1.01 48.97 0.25 45.44 0.1
基岩风化带、网状裂隙水 S25-1 165 7.0 3.00 11.10 25.26 5.00 79.32 0 16.00 0.1 HCO3--CaNa型
S64-1 15 6.2 3.30 5.30 7.58 4.00 48.81 0.60 24.00 0.1 HCO3--CaNa型
S77 6.2 2.1 4.30 6.06 2.00 42.72 0.10 34.00 0.1 HCO3--CaNa型
S83-1 18 6.0 3.30 6.30 3.03 1.00 15.25 0 24.00 0.1 HCO3Cl-CaNa型
平均值 6.35 2.93 6.75 10.48 3.00 46.53 0.18 24.50 0.1
松散岩类孔隙水 S50-1 19 6.5 7.50 12.30 9.60 5.00 30.51 痕迹 22.00 0.1 HCO3Cl-CaNa型
S49-1 19 6.5 11.3 12.30 18.69 8.00 67.12 0 28.00 0.1 HCO3Cl-CaNa型
S93- 19 6.0 4.50 5.30 5.05 6.00 21.36 0 24.00 0.1 HCO3Cl-CaNa型
平均值 6.3 7.77 9.97 11.11 6.33 39.66 24.66 0.1
河水 石桥 9 7.0 1.00 5.00 7.14 1.00 45.76 0.08 20.00 9.33 0.1 HCO3--CaNa型
黄毗 10 7.0 2.80 5.00 6.12 1.00 45.76 0.08 20.00 9.33 0.1 HCO3--CaNa型
归纳表7资料得知:
(一)总矿化度,地下热水比常温地下水和河水都高,地下热水总矿化度0.3~0.4克/升,常见0.3克/升,常温地下水与河水总矿化度一般为0.1克/升左右。
(二)决定水质类型的离子,地下热水阴离子为SO4-2,含量89.67~109.46毫克/升。常见94.39毫克/升左右,阳离子为Na+1,含量75.00~90.00毫克/升,常见86.72毫克/升左右。主要水质类型SO4-Na型淡水。常温地下水和河水中,阴离子是Hco3阳离子是Na+1和Ca+2。HCO3-1含量15.25~79.32毫升/升,常见48.81毫克/升左右。Ca+2,Na+1含量相近,5.00~25.26毫克/升,常见11.10毫克/升,按其划分水质类型,主要为HCO3-Ca?Na型淡水,或HCO3-Ca型淡水。
(三)地下热水的标性组份Sio2,F-1比其它水体都高。H2SiO3含量48.00~110.00毫克/升,常见值96.00毫克/升,按医用要求达到高热硅水的命名标准。常温水,河水中的H2SiO3含量16~40毫克/升。常见24毫克/升。
F-1含量6~8毫克/升,常见值6.5毫克/升,按医用要求达到高热氟水的命名标准,常温地下水中F-1含量最高,0.6毫克/升,多数样品未检出,河水中F-1含量稳定在0.08毫克/升左右。
(四)PH值,地下热水8.4~8.8,常见8.6,偏碱性,常温地下水为6-7,常见6.2,偏酸性,河水的PH值为7,为中性。
地下热水中,一般不含游离CO2,而常温地下水和河水都常见这一组份,含量5.289~27.028毫克/升。
(五)水中氡含量,地下热水比常温地下水和河水低,地下热水的水氡含量,一般不超过10埃曼,而常温地下水和河水却常大于这个值,常见20埃曼,个别达24埃曼。
(六)溶解气体成份,地下热水中比例和常温地下水、河

水中的比例几乎一样,O2占12~27%,N2占72~85%CO2少量。可能是因为它们均源于大气降水的缘故。但地下热水中H2S含量比常温水与地表水高得多。前者为0.016~1.764毫克/升,常见0.454~0.751毫克/升,后者绝大多数样品中未检出,个别样品中存在,含量亦小于0.085毫克/升。这一差别为循环深度变化所造成。
第二节 热蚀变
高温地下热水,在交替循环中与不同的岩石接触时,使岩石在某些矿物速溶或反应成其他矿物。形成热岩溶蚀,热岩蚀变和热水沉淀。
一、热岩溶蚀:
地热水主要赋储于花岗闪长岩断裂裂隙之中,组成这类岩石的主要矿物成分为石英、长石、云母,在热水运移的过程中,长石、云母类矿物被热水分解溶蚀,而石英难溶而被残留,在岩石中形成蜂窝状溶孔。如ZK1孔,在孔深120.5m,见溶蚀空洞10~15mm,ZK6孔深385.5,见0.1m的蜂窝状溶孔,ZK5孔孔深66.89~106.00见溶蚀现象,在孔深28.9m见有2~1.5溶蚀空洞。
二、热岩蚀变
(一)硅化
硅化是本区常见的蚀变现象,尤其是F4、F7断裂的两侧。
F4断裂分别在ZK2孔孔深59.61~71.85m,CK9孔孔深140m~150m,ZK6孔168.69~195.39m,ZK7孔孔深84.73m以下,ZK4孔孔深54.64~54.94,ZK5孔孔深284.78~291.78m,见硅化花岗闪长岩和硅化角砾岩。
F7断裂:在ZK6孔孔深151.36~236.9m,见硅化破碎带。
(二)红长石化
在ZK6孔深385.5m见强烈的红长石化,这种蚀变可能是长石中包含的铁质,经热水的作用,由低价铁变成高价铁的缘故。
(三)绿泥石化
在热储构造中,地热水温度高,活动强烈的中心地带绿泥石化强烈,如ZK6孔234.43~236.91m见强烈的绿泥石化现象。
三、地下热水的沉淀:
地下热水中,某些组份在高温高压条件下饱和,当地热水向浅部运移,进入降温减压环境时,溶解度必然降低,达到过饱和,而产生沉淀,或结晶成新矿物。(图20)
(一)泉华
温泉泉口和热水钻孔口,常见浅黄色粉末状沉淀物。经“X”光物相分析得知,主要物质组成是:非晶质的sio2、Al2O3,Fe2O3,碳酸盐类和其它可溶性盐类,多量沸石族矿物。
(二)热水矿物
1、沸石族矿物
此类典型的热水矿物,主要充填于地下热水带外围,热水活动滞流的裂隙,孔隙中,为无色透明或浅灰色半透明板柱状晶体,具玻璃光泽,硬度为5~6度,单晶易与石膏相混,集合体呈放射状。(111)晶面指向分布空间中心。
2、黄铁矿
呈星点状分布于裂面或溶蚀面上,为铜黄色立方体,常与沸石族矿物共生,或凸起在填满高岭土矿物的裂隙面上。
3、方解石
常见于破碎松散透水性强,但地下热水交替缓缦地段,一般呈团块状产出,只有结晶较好时,才可见菱形

六面体晶形。
第三节 水质评价
一、生活饮用水评价
根据《生活饮用水水质标准》(GB5837)热水中含氟(平均值)6.48mg/l,SO4(平均值)100.07mg/l,H2S含量0.016~1.764mg/l,含量超过饮用水标准,不宜饮用。
二、医疗热矿水评价
根据《GB11615-89》附录C《医疗热矿水水质标准》,热水中氟(F-)含量6.48mg/l,偏硅酸H2Sio2含量81.67mg/l,达有医疗价值浓度,可用于沐浴医疗。同时达命名矿水浓度,可命名为氟水、硅水。
三、农田灌溉和渔业用水评价:
根据《GB5084》《TJ35》农灌和渔业用水标准,热水矿化度低(0.3g/l),无污染组分,水温高,稀释降温后,基本符合农灌,渔业用用水水质标准。
四、腐蚀性评价
根据《GB50021-89》岩土工程勘察规范腐蚀性评价标准:
1、热水中SO4<250mg/l,Mg<100mg/l,NH4<100mg/l,对混凝土不腐蚀性。
2、热水中(cl+so4×0.25)<100,对混凝土中钢筋无腐蚀性。
3、热水中PH=8.6,(cl+so4×0.25)<500mg/l,对钢结构具弱腐蚀性。
五、地热水排放对环境影响的评价
1、地热水温度高,其排放可能对环境产生热污染;
2、洗浴后废水的排放,可能对环境产生细菌污染,使环境水中铵氮、亚硝酸根离子的含量增加,细菌总数增加。
3、地热水中含氟(F-)离子较高,长期排放可能使环境水中F-含量增加。
4、地热水中所含H2S较小,对空气污染不大。
第五章 抽水试验
一、简易抽水试验:概略了解各孔涌水量和抽水对热水水温的影响,为多孔抽水试验选择主孔提供依据,一般只做一个降程稳定时间2~8小时。(表8)















二、ZK6孔多孔抽水试验
专门设计在枯水期(1983.11.22~1984.1.11)完成的,第一降程(S1)以放水试验代替,稳定240小时,第二、三降程(S2、S3)采用压风机抽水,先做第三降程(S3),降深26.334米,稳定时间155小时,第三降程结束后,水位恢复一天时间,接着做第二降程(S2),降深16.005米,稳定52小时30分。但是依Q=f(S)关系曲线,q= f(S)关系曲线判断,该降程未达到真正稳定,成果只有参考价值,究其原因是:大降程(S3)水位还在恢复上升,与该降程水位下降重迭,造成动水位假性稳定。资料只供参考。放水试验和S3降程,稳定时间达《规范》要求的2.2~3.3倍,可满足水资源评价要求。
第六章 地热水动态变化
一、地下热水水位变化
一般地下热水水位变化,除受大气降水控制外,月球引潮力在岩石圈形成的固体潮汐现象,也有相应的影响。
大气降水季节变化明显,地下热水水位出现相应变化。一般对应升降后三十天左右,夏末秋初最高,冬末春初最低,变幅为0.98~1.414米,(图21)。降水量

暂时性变化所引起的水位变化,明显受距离补给源远近的控制,补给近,影响迅速,变化幅度大,远则反之。
据自记水位观测,本区地下热水水位受固体潮汐现象影响明显,一个太阳日内出现两次高峰和两次低谷,但高峰与低谷间相差不大,两次高峰时间间隔约为12小时25分,上升下降时间各为6时12.5分左右。水位相差0.04米左右。(图22)
一月之内出现两次最高峰和最低谷,图23中,五月一日正是夏历四月初一,地下热水水位上升最高,下降最低,即出现了一月中两次高峰中的一次。四月二十五和五月初七都为次大变化。符合月球和太阳引潮变化规律。
二、水量变化
水量变化与水位变化一致,具有鲜明的季节特征,夏末秋初流量最大,冬末春初流量最小,六月七月与一月二月相比,相差5~20%。表现变化的时间与常温水变化时间基本一致,只是变幅略小。(图24)
三、水温变化
地下热水水温变化受流量变化影响,同一来源的地下热水,流量大,水温也高;流量小,则水温低。如温塘温泉(S46),流量为0.009升/秒时,水温44℃,流量0.14升/秒时,水温49℃,温度也略受气温影响,如ZK6孔中,冬天气温5~10℃,井口水温70℃~71℃之间,夏天气温25℃~32℃时,井口水温71℃~71.5℃之间。温泉中学机井,冬天最高气温26℃,夏末初秋可达28℃。变化幅度与埋藏深浅直接直接相关,埋藏深变化小,埋藏浅变化大。
四、水质变化
地下热水水质季节变化明显(图25),主要离子变化与降水量变化相反,雨季降水量大,温泉流量增加,主要离子含量减少,这种变化尤以Mg+2、Ca+2表现最为明显。Cl-1和F-1变化甚微,显示地下热水标性离子的含量变化,基本上不受气候影响,而决定于地下热水形成的地质环境。


五、一九八四年一月十一日~二○○九年十二月四日,地热水的动态变化
二○○九年十二月二日~四日,进行了野外实地调查,勘探钻孔仅保留了ZK6孔。并利用ZK6孔的自流量,修建了一个“温泉度假村”。
在ZK6孔安装了一台水泵,下端以三通边接铁管引流,部分流入泳池,部分外泄民用。(照片7、8、9、10)


照片7 二○○九年十二月拍摄的ZK6孔,右为昔日ZK6孔涌水景观









照片8 二○○九年十二月四日拍摄,水温70℃,烫猪、烫羊。鸡毛、鸭毛一片狼藉,下端为引流量装置





温 照片9 温泉度假村 照片10 泳池(250m3)
一、水温:
二○○九年十二月三日测得热水水温70℃,仍然可以宰杀牲畜脱毛。与一九八四年,ZK6孔自然降深井口水温71℃吻合。
二、水量:
1、二

○○九年十二月四日现场实测,外泄流量0.783l/s(67.65m3/d)入池流量,据访问,泳池业主称:250m3的水池需两天两夜注满(约48小时),流量约130m3/d左右。两股水流相加:130+67.65≈200 m3/d左右。与一九八四年ZK6孔自然降深涌水量2.945l/s(254 m3/d)大体吻合。
2、水量相差的原因:其一:同于钻孔年事已久,必然物理、化学淤塞,造成水量减少,其二,管口高度与昔日试验时管口高度的差异,造成降深的不同。产生出水量的差异。
三、二十五年来地热水、水温、流量的变化
通过现场实测与当年资料比较,说明地热水水温、流量动态比较稳定,二十五年来未发生变化。
第七章 地热水资源评价
第一节 热储模型
从钻孔系统测温资料说明,钻孔揭露断层破碎带后,水温出现极值,曲线多呈指数函数型,拐点明显的突变型。说明地热水严格受NNE向F4与近EW向F7断裂控制,热储呈带状赋存在构造破碎带中。由于构造的复杂性,导致热储形态的复杂性。
根据1-1′、2-2′、3-3′横剖面及纵剖面图:热储的控制程度;斜长(倾向)300m左右,走向长度450米左右。
第二节 计算方法参数选择及资源计算
一、计算方法、参数选择
根据全国储委办[1996]51号《关于地热单井勘查报告审批要求的通知》的规定:“单井可采量一般可依据地热井抽水试验绘制的Q=f(s)曲线,确定水流方程以内插法计算确定”。
鉴于ZK6孔位于热水区中央,孔深399.58m,揭露了已发现的所有热储。在枯水期(1983.11.21~1984.1.11)进行了多孔抽水试验,降程三次,稳定时间长达155~240小时,于是‘热水资源的计算方法选择“单井涌水量法”,其参数来源于ZK6孔多孔抽水试验成果。
ZK6孔抽水试验成果:
S1=5.665m,Q1=2.945l/s,T=71℃ 稳定时间:t1=240小时
S2=16.005m,Q2=6.591l/s,T=65℃ t2=52小时30分
S3=26.334m,Q3=11.612l/s,T=64℃ t3=155小时
涌水量曲线方程类型判定和参数的确定:
1、涌水量曲线类型判定
利用ZK6多孔抽水试验的第一降程(放水)第三降程的结果和原点,选择差分法判定,用曲度法校验。
(1)差分法
本方法的实质是,计算出表示一阶差分误差大小的曲线拟合误差C值,以其大小判断曲线方程的适合程度。愈小愈适合。大则相反。C的表示式为:


式中△′2、△′1——阶差商足标为差商顺序,
一阶差商计算式为:


y为因变量,X为自变量,n为自上至下的排列号。
参与C值计算的有关数值列入表8
C值计算数据表



表8
降次 降深
S(米) 出水量
Q(升/秒) 单位降深
lgs lgQ
原点S0 0 0
第一次降程S1(放水) 5.665 2.612 1.9236 0.7532 0.4691
第三次降程S3(最大)

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