胡建中，廖 萍，尹利君，罗依珍，刘真真，刘维捷，孙桂芬

(1.广东省有色矿山地质灾害防治中心，广东 广州 510080；2.广东金东建设工程公司，广东 广州 510080；3.广州地建岩土工程技术有限公司，广东 广州 510080)

地热能作为一种传统能源之外可再生能源[1-2]，也是国家大力开发利用的新能源之一[3-7]。广东省位于欧亚板块与太平洋板块交接部位，构造与岩浆活动强烈，地热资源丰富，具有邓屋、汤坑、丰良、东山湖、从化、枫湾、新洲和西江等一系列地热矿田[8-12]。自上世纪30年代以来，地质学者对这些主要地热矿田在水文地球化学特征和热储特征、空间形态等方面的做了大量的研究工作[13-16]，但总体研究程度不高，尤其在勘查开发方面。

一直以来，地球物理方法在地热勘探中发挥了重要作用，具有效率高，成本低，效果好等特点[17-19]。如：伽马总量测量在湖北崇阳县、安徽潘集、黑龙江桃山、甘肃海石湾等地取得了满意的成果[20-23]；电法在河北丰宁、湖北洪湖、内蒙呼包平原，山东梁山等地地热勘探中广泛应用[24-27]。近年来，在地热矿产勘查方面，新的地球物理勘探方法的应用，取得了良好的效果。如氡气测量在山西祁县、湖北嘉鱼县等地获得较大成功[28-29]。随着地球物理技术的发展，勘探技术手段和方法也越来越多样化。在地热勘探中，地热资源地质条件不同，采用的技术方法手段也各有不同。依据地热实际赋存情况，运用合理的地球物理方法，结合其它方法的补充，不仅起到事半功倍的作用，还可降低地热勘探成本。

广东省阳山县地下热水资源丰富，已发现有十余处(称架温泉、龙凤温泉、七拱温泉、麻仔水温泉点、岭背温泉、江英温泉、洞冠温泉等)，地热资源开发前景广阔。目前阳山地区的地热调查工作处于初级调查阶段，仅称架、龙凤两处开展过地热勘查，其余均未做过系统的地球物理方面的研究工作，严重制约了全区地热资源的探测和开发利用。鉴于此，本文以阳山县黄坌地区为研究对象，通过开展地热资源调查、伽马总量测量、氡气测量及高密度电法剖面测量等地热勘查研究工作，为今后阳山县地热资源勘查方法选择及开发利用提供参考。

1 地质概况

广东省阳山县位于赣江以西陆内区(图1)。从大地构造位置上看，调查区位于前震旦纪变质基底，即华夏古陆之上，它北临秦岭大别印支期造山带，西接印支地块，南为新生代南海洋盆，东滨菲律宾岛弧带[30]。中生代以来，太平洋板块多次对中国大陆板块俯冲，导致大陆边缘运动带整体隆起、拉张和断裂多次活动。新生代构造活动更为强烈，为与断裂有关的地热形成提供了有利条件。

F1-莲花山断裂；F2-长乐-南澳断裂；F3-赣江断裂；F4-红河断裂；F5-Song Ma 缝合带；F6-台东纵谷；F-马尼拉海沟

1.1 地质特征

阳山县地处广东省西北部，属南岭山脉南麓，连江中游，隶属于清远市管辖。区内以山地地形为主，海拔1 000～1 500 m。区域上出露地层主要有：为寒武系，由砂岩、片岩、页岩和少量粉砂岩组成；泥盆系—三叠系，由砂岩、页岩、白云岩和灰岩组成；侏罗系，由页岩和砂岩组成，夹数层劣质煤层。黄坌地热田位于区内南部(图2)，主要出露三叠系砂岩、页岩等，外围则以二叠系灰岩、页岩为主。区域内主要发育NE、NNE、NW、SN及EW向五组构造(图2)。其中NE向断裂为本区最主要的深大断裂，规模大，走向长，控制着地下水的形成和分布，NW向断裂及其与北东向深大断裂相平行的断裂相对形成较晚，属深大断裂多期次复活引起的次一级断裂，起着控热导水的作用。黄坌地区的断裂构造以NE向为主，其次为近EW向。区域内主要出露燕山早期花岗岩，大东山岩体位于黄坌地热田北部2 km左右。

1.第三系—白垩系; 2. 中三叠统—泥盆系; 3. 寒武系; 4. 燕山早期花岗岩; 5. 断层

图2 阳山县黄坌地区地质图

1.2 地热形成条件

据调查研究，广东省阳山县地下热水分布多以温泉的形式直接出露于地势相对较低处的剥蚀堆积类型河谷地带，如河床，河漫滩，一级阶地等，即地形相对低洼平坦，地层静压力最小的地方。受断裂带长期活动影响地下水经深部循环加温后沿断裂破碎带及裂隙系统运移上涌形成热泉[31]。地下热水绝大部分为小于30℃～40℃的温水，属中低温型。区域上地热温泉点主要与断裂活动引起的地热增温和岩浆活动余热有关，热泉分布多沿NE向、NNE向活动性断裂或区域性大断裂呈带状分布，且大多分布于断裂带上盘，已发现温泉点往往出露于NW向断裂、近EW向断裂及小规模NE向等次级断裂与控热(控水)断裂或岩体接触带的交汇部位。这些构造的交汇部位往往岩石破碎，裂隙构造发育，为温泉出露赋存提供了有利条件。

阳山县及邻区已发现的温泉主要产于花岗岩内及其接触带上(如大东山温泉、称架温泉、七拱温泉等)，其余产于石炭—泥盆系灰岩层中(如麻仔水温泉、龙凤温泉及江英等)。产于灰岩层中的热水温度普遍较低，推测可能与灰岩的渗透率有关，沿断层上升的热水受到围岩裂隙中冷水的混入导致温度偏低。花岗岩地区热泉流出温度高于沉积岩地区的，这是因为花岗岩富水性偏低，其冷水混入也较灰岩层少，加之花岗岩的热导率也高于其它沉积岩层，有利于深部热流的传导。即便温泉分布在侵入体外围沉积灰岩中，但其本质上也与深部隐伏岩体相关。

2 方法技术及数据分析

2.1 伽马总量测量

1-断层；2-温泉点；3-异常区

2.2 氡气测量

通过对其中异常高值的剔除，计算出本区背景值为18.19 Bq/L，全区最大值52.67 Bq/L，异常下限值为32.17 Bq/L。异常平均衬度值1.11，最大衬度值为1.63。并圈出3个异常区(图4)。

1-断层；2-温泉点；3-异常区

2.3 瞬变电磁测量

剖面特征显示，视电阻率变化范围主要为 20～1 000 Ω·m，但由于地表电阻存在不确定性，因此一维反演仅做参考。本次将数据进行二阶导数计算、滤波和归一化处理，并进行了数据二位反演。

3 综合分析

3.1 伽马总量测量异常解释

伽I号异常：异常位于研究区南部黄坌林场—桂竹水一带，异常长980 m，宽200～300 m不等，该异常的伽马值平均为40.5 emu，最大值为：85.2 emu，异常形态呈不规则形，总体NE向展布，与NE向断裂走向一致。高栏温泉和林场温泉位于该异常带内。

伽Ⅱ号异常：异常位于研究区北部大罗山一带，异常形态呈不规则形，该异常平均值为32.7 emu，最高97.5 emu。总体NW向展布，与NW向断裂走向一致。

伽III号异常：异常位于研究区东北部黄坌镇一带，异常形态呈不规则形，该异常平均值为28.6 emu，最高57.5 emu。总体近EW向展布，位于NE向与NW向断裂交汇部位。

3.2 氡气测量异常解释

氡I号异常：异常位于黄坌林场-桂竹水一带，氡气异常带长2 500 m左右，宽200～300 m。氡气浓度平均为28.5 Bq/L，最高38 Bq/L，异常呈椭圆型，北东向展布，长轴方向约20°。中部异常中心与已知黄坌林场温泉点对应。北部异常高值地段与高栏温泉点相对应；该异常南部推测与断层向南端延伸有关。通过测氡剖面与电法剖面综合测量，氡异常高值点位于NE向断裂的北西侧，该断裂倾向NW，而断层上盘和北部为无或弱氡异常，原因是逆断层断裂面被断层泥和石英脉等物质充填，而西侧存在次级小断裂处逸出，随着距离的增加，氡气含量下降，为断裂构造形成的异常区。

氡Ⅱ号异常：异常位于工作区大罗山—带，呈不规则状分布。异常长900 m，宽200～300 m不等，氡气浓度平均为39.1 Bq/L，最高52.67 Bq/L。推测异常与该区东西向断层构造有关。

氡Ⅲ号异常：异常位于黄坌以北，异常由两个不规则状小规模异常组成，走向呈东西向，长600 m，宽200 m左右。异常氡气浓度平均为25 Bq/L，最高38 Bq/L异常，该异常位于NE向和NW向断裂的交汇位置。

3.3 瞬变电磁测量异常解译

经二次反演深度为250 m，推测下部高阻异常可能为花岗岩引起，地表低阻区域为地层和构造破碎带引起，异常范围lgρ在 1.5～5.0，在图中反映为浅蓝色和浅绿色；在500～600 m和800～1 200 m之间，由地表到下部，截断两侧同一电性界面，明显有向下延伸的趋势，存在明显的低阻区域，结合野外地质和其他方法的成果，此低阻区域为构造破碎带引起。其中F1断层倾角50°～55°，深部切断岩体，结合氡气异常及温泉点分布，该断层为本区主要的与氡气异常有关的导热断层；F2断层倾角40°～45°(图5)。

图5 测氡与TEM联合剖面图

3.4 综合异常分析

通过对黄坌地区开展了伽马总量、氡气和瞬变电磁等地球物理勘探工作，对该地区的地热资源有了较清楚的认识。氡气异常与伽马异常的形态及分布位置与已知温泉点基本一致，二者异常范围相似，说明本区的异常圈定结果可靠，这些异常区具有进一步勘查的潜力。由瞬变电磁勘探结果进行分析，推测该区深部存在隐伏岩体，而研究区与区内最大的大东山燕山早期花岗岩体相聚不到2 km，推测该隐伏岩体可能属大东山岩体的一部分，其产生的残余热和放射性元素蜕变产生的部分热量可能为区内热水或温泉的热源之一。F1断裂与隐伏岩体相连，该断裂是本区的主断裂，属于控热、导热构造。地表上表现为具热水蚀变特征的断裂带和宽大的密集斜冲断裂面构造带，既有挤压又有张性特征。受多期构造运动的影响，断层具有反复继承和复活特点，是一条具继承性活动的导热断裂。新生代晚期断裂活动更加强烈，造成该断裂带两侧发育很多次级断裂，裂隙网络发育，为地下水富集和热水对流提供了空间和通道。因此，NE向断裂沟通深部热源，也为地下水深循环过程中沿途吸收花岗岩残余热及深部传导上来的热量，然后在水压差和密度差作用下，热水沿断裂带向上运移至浅部有利部位涌至地表形成温泉。

4 结语

(1) 黄坌地区位于广东省东北部，构造活动强烈。区内地热温泉点主要与北东向断裂活动引起的地热增温和岩浆活动余热有关。

(4) 瞬变电磁测量可以反应深部地质构造信息。研究表明区内深部可能存在隐伏岩体，为区内热水或温泉的热源之一；F1断裂深部与隐伏岩体相连，是控热、导热构造。