田小林

群乐背斜紧密褶皱带地热水赋存特征及勘查开发建议

田小林

（贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000）

正安县桐梓垭地区在三江河谷边缘有温泉群出露（水温33.2℃）。通过对区域地热地质条件的综合分析，认为该区为混合热储类型，地热水成矿条件较好。因该区属背斜隆起紧密褶皱带区，岩层产状陡，两翼地热水埋藏深度大，轴部强烈隆起、热储含水层抬升，地热水埋藏深度较浅；考虑断裂构造具有良好导热导水作用，建议以群乐背斜轴部为勘探构造部位、以在热储含水层中揭露断裂构造为勘探目标，从而实现增加成井率、减少勘查风险。

背斜；紧密褶皱带；地热水；赋存特征；勘查开发

群乐背斜位于贵州省正安县北部桐梓垭一带，呈北东至南西向展布，轴长20km，南东翼近轴部三江河谷边缘有天然温泉（水温33.2℃、流量0.5L/s）出露，反映了群乐背斜区具备地热水资源形成的良好地热地质条件。由于区域背向斜紧密相间分布，地层产状陡、断裂切割严重，地质条件较复杂。加强对群乐背斜紧密褶皱带区地热水赋存条件的综合分析研究，对区内地热水资源勘查开发具有一定的指导意义。

1 区域地质概况

群乐背斜在区域上位于四川盆地东南边缘，大娄山隆起褶皱带北西侧，区域构造由背、向斜呈雁形斜列交相分布，正断层、冲断层、构造裂隙发育。群乐背斜轴面倾向北西，核部出露寒武系娄山关组（Є2-3）及奥陶系桐梓红花园组（O1）白云岩及灰岩，两翼出露奥陶系（O）至志留系（S）泥页岩、砂泥岩夹碳酸盐岩，沿背斜轴部碳酸盐岩分布区成宽缓谷地，两翼碎屑岩构成垄岗，受强烈挤压形成紧密褶皱带、地层产状较陡。核部及翼部高角度张性断层、逆冲断层发育，切割背斜深度大（韩至钧和金占省，1996）。该区具备地热水资源形成的地热地质条件，因处于强烈隆起紧密褶皱带区，地热水赋存条件复杂，勘查开发难度较大（图1）。

1.正断层；2.逆断层；3.背斜轴；4.地层分界线；5.地层代号；6.岩层产状（数字表示倾角）；7.温泉（左：编号；右上：流量L/s；右下：水温℃）；8.河流；9.居民聚集区

2 地热地质条件

2.1 热储单元结构

群乐背斜区出露地层除缺失泥盆系及石碳系外，从寒武系至三叠系均有出露，按碳酸盐岩相对储水富热、碎屑岩相对隔水隔热划分，区内热储分属第一、第二、第五储集单元（表1）：

表1 热储单元结构划分表

第一热储单元以震旦系灯影组（Zb）白云岩为热储含水层，以上覆金顶山组（Є1）至牛蹄塘组（Є1）泥页岩等碎屑岩为隔水隔热盖层，热储含水层深埋于地下、封闭完整、盖层厚度较大，是群乐背斜区域唯一有效的热储单元结构，地热水主要赋存于灯影组（Zb）热储含水层中（张世从和陈履安，1998）。

第二热储单元以寒武系清虚洞组（Є2）至奥陶系桐梓红花园组（O1）碳酸盐岩为热储含水层、以奥陶系湄潭组（O1）至志留系韩家店组（S2-3）碎屑岩为热储盖层。

第五热储单元以二叠系栖霞茅口组（P2）碳酸盐岩为热储含水层、以二叠系合山组（P3）至三叠系夜郎组（T1）碎屑岩为热储盖层。

第二、五热储单元含水层已大面积暴露地表，成为浅层岩溶水及深层地热水补给区。

2.2 热储构造

群乐背斜北西翼倾角53°～58°、南东翼63°～80°，为东陡西缓尖梭状不对称背斜。结合地质条件及热储结构特征分析，由导热性、含水性较好的震旦系灯影组（Zb）白云岩构成热储含水层，由透水性、导热性较差的金顶山组（Є1）至牛蹄塘组（Є1）泥页岩构成热储盖层，具有良好储热蓄水条件的热储单元结构。因此，群乐背斜为控制区内热储结构的良好热储构造。

2.3 导热导水构造

从三江河温泉群（S1）形成条件分析，受桐梓垭高角度张性断层切割，导通了灯影组（Zb）热储含水层与地表的联系，地热水沿断裂通道上升至地表以天然温泉形式出露。桐梓垭与桐梓冲断层相互沟通衔接，是控制区内地热水资源形成、深循环及远径流的良好导热导水构造（班文韬等，2018）。

2.4 热储类型

群乐背斜区热储含水层呈层状展布，显示层状热储特征；桐梓冲及桐梓垭断层有良好导热导水能力，控制着地热水运移径流。因此，区内地热水资源主要存储于受群乐背斜控制的灯影组（Zb）白云岩热储含水层和受桐梓冲及桐梓垭深大断裂控制的断层破碎带中，具备兼有层状热储和带状热储的混合热储特征（刘汉武等，2020）。

1.白云岩；2.石灰岩；3.砂泥岩；4.变余砂岩；5.砂岩；6.地层分界线；7.断层; 8.地层代号；9.剖面方向

3 地热水赋存特征

3.1 地热水分布特征

地热水主要储集于第一热储单元震旦系灯影组（Zb）白云岩中呈层状产出，其次储集于桐梓冲及桐梓垭断裂破碎带中呈带状产出。层状热储中地热水主要受含水层空间分布控制，地热水资源具有赋存均匀、资源量较丰富、温度相对较低和沿含水层分布的特征；带状热储中地热水主要受断裂发育规模和性质控制，地热水资源具有赋存集中、资源量欠丰富、温度相较高和沿断裂分布的特征。

3.2 地热水埋藏特征

如图2所示，地热水埋藏条件受热储结构和断裂构造控制，群乐背斜轴部灯影组（Zb）热储含水层存在上下2层，上层埋深1 319m、下层埋深2 180m，因群乐背斜隆起，造成热储含水层轴部抬升、两翼相对下倾，使地热水具有在轴部相对两翼埋藏较浅的特征（张林等，2014）；桐梓冲及桐梓垭断裂构造是地热水储集和沟通地表的有利通道，具有离断裂带越远地热水埋藏越深、越靠近断裂带地热水埋藏越浅的特征。

3.3 地热水富集特征

区内地热水富集主要受群乐背斜和断裂构造综合控制，灯影组（Zb）白云岩溶孔、溶隙及裂隙较为发育，构成地热水赋存的有利场所，在群乐背斜轴部因正向隆起、拉张应力集中、构造裂隙发育，极有利于地热水富集（张英等，2017）。桐梓冲及桐梓垭断裂切割深、断距大，是地热水补给、运移、赋存及热传导的有利空间和通道，同时也是地热水富集的有利场所。因此，区内地热水主要富集于群乐背斜轴部灯影组（Zb）热储含水层与桐梓冲及桐梓垭断裂交接复合部位。

4 勘查开发建议

（1）第一热储单元震旦系灯影组白云岩为群乐背斜区域地热水赋存的良好热储含水层，桐梓冲及桐梓垭断层为地热水运移和径流的良好导热导水构造，该区地热水资源的勘查应以在灯影组热储含水层中揭露断裂构造为勘探目标，以增加成井率、减少勘查风险。

（2）由于该区属紧密褶皱带区，群乐背斜两翼地层产状陡，地热水资源的勘查开发深度大，属不经济类型，而背斜轴部因褶皱隆起致使热储含水层抬升，在较为经济的孔深范围内即可获得丰富的地热水资源。因此，群乐背斜轴部为该区地热水资源勘查开发最为经济合理的构造部位。

韩至钧，金占省．1996．贵州省水文地质志[M]．北京：地震出版社．

张世从，陈履安．1998．贵州热矿水[M]．贵阳：贵州科技出版社．

班文韬，段先前，杨倩，丁坚平．2018．贵州革东地区带状热储赋存规律研究[J]．地质与勘探．54(2)：366-375．

刘汉武，李强，易世友，涂明江，江峰．2020．贵州凤冈县永安热矿水成因分析[J]．四川地质学报．40(2)：238-241．

张林，陈刚，李强，吉勤克补．2014．贵州省遵义市中部地热水形成条件及找矿远景[J]．贵州地质．31(1) ：60-66．

张英，冯建赟，何治亮，李朋威．2017．地热系统类型划分与主控因素分析[J]．地学前缘． 24(3) ：190-198．

Occurrence of Geothermal Water in Compact Fold Zone of the Qunle Anticline and Suggestions on Exploration and Development

TIAN Xiao-lin

(The 114th Geological Team, Guizhou Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Zunyi, Guizhou 563000)

Geothermal water in Tongziya, Zheng’an, Guizhou belongs to mixed thermal reservoir type. Temperature of the geothermal water is 33.2℃. The geothermal water occurs in compact fold zone of the Qunle anticline and is characterized by deepburial depth in the limbs of the anticline and shallow burial depth in the core of the anticline. A suggestion on exploration and exploitation of geothermal water in the core of the anticline is made.

anticline; compact fold zone; geothermal water; occurrence; exploration and exploitation

P641.4

A

1006-0995（2021）03-0445-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.018

2020-10-10

贵州省地矿局地质科研项目“黔北地区不同水文地质条件下碳酸盐岩热物性特征研究”（黔地矿科合[2019]18号）

田小林（1986-），男，贵州遵义人，硕士，高级工程师，主要从事水工环地质及地热勘查开发工作