丁梅花，朱春生

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210093；2.江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队，江苏 镇江 212005)



浅析南京六合地区形成地热的有利条件

丁梅花1，2，朱春生2

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210093；2.江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队，江苏 镇江 212005)

[摘要]地热资源是埋藏在地下一定深度范围内、可开采且经济环保的可再生能源，是现阶段重要的绿色能源之一。南京六合地区位于冶山—汤泉复式背斜的北端，断裂发育，重力梯度带贯穿其间，与香泉、汤泉具有相似的温泉形成机制及水文地质条件，自身具有得天独厚的地质条件，能为地下水上移提供良好通道和热源并与之呈带分布，具有良好的地热地质条件与开发远景。

[关键词]地热资源；复式背斜；水文地质条件；重力梯度带

六合是江苏省会南京市北大门，素有“京畿之屏障、冀鲁之通道、军事之要地、江北之巨镇”之称。地处苏皖两省、宁(南京)扬(扬州)滁(安徽滁州)三市交汇地，拥有46 km长江“黄金水道”，属长江下游“金三角”经济区。区内冶山至金牛湖一带位于冶山复式背斜的隆起部位，火山岩发育，具有良好的地热地质条件，地热资源前景较好。

1六合地质概况

六合地区位于华北和扬子板块的衔接部位，郯(城)一庐(江)深断裂带斜贯西北部，地质构造复杂，主要区域构造为冶山—汤泉隆起。六合北部冶山一带以复式背斜出露地表，其他地段均隐伏于第三系之下。该复式背斜(图1)主体出露于冶山及金牛山，总体走向60°～70°。四周为燕山期岩体所占据，组成复式背斜的震旦系和寒武系实为岩体的残留顶盖。

1.陡山沱组上段；2.灯影组下段；3.灯影组上段；4.幕府山组下段；5.幕府山组中段；6.幕府山组上段；7.全新统冲积物；8.燕山晚期石英闪长岩

图1冶山复式背斜剖面图(据安徽区调队)

冶山发育有数条大致平行的断裂，多为压扭性断裂，个别为张性断裂。走向NE，大致平行褶皱轴的方向，构成挤压破碎带，使褶皱倒转，属压扭性结构面。但NW向断裂具有大量的角砾岩，角砾大小混杂，硅质胶结而坚硬。沿断裂带有许多冷泉分布，具有张性结构面的特征。

区内燕山期、喜马拉雅期火山活动强烈，火山口略呈格子状分布，受NE、NW向两组断裂的控制，构造的交汇处常为岩浆活动的有利部位。

2水文地质概况

在冶山—汤泉复式背斜构造两侧分布着多处温泉，如安徽和县的香泉温泉、南京浦口的汤泉等。现将香泉、汤泉，以及六合地区的水文地质条件详述如下：

图2　香泉地区地质图

2.1邻区温泉水文地质条件

2.1.1汤泉温泉(图2)

位于南京江浦县汤泉镇，温度最高可达43℃ ，上升泉呈北东向、条带状出露 ，长约3 500 m，泉眼多而密，温泉带的展布基本与上震旦统和下寒武统的界线一致。下寒武统砂质页岩及碳质页岩角度不整合于上震旦统灰质白云岩之上，由于受构造运动的影响，白云岩较硬而脆容易破碎，裂隙溶洞发育，为地下热水的流动和储存创造了条件；而相对较软的页岩不易破碎，成为良好的盖层。所以温泉出露带偏向灰质白云岩一边，只有钻井揭穿较厚的页岩和红层直至灰质白云岩裂隙破碎带，才能遇到热水(一般自流)。已有钻孔资料揭穿了碳质页岩进入灰质白云岩破碎带(深295 m)后，就有大量的热水溢出，孔口水温达52℃。

热水补给主要靠深部循环水，山前隐伏断裂为热水引流通道，排泄主要为泉水溢流，埋深一般在20～600 m。

2.1.2香泉温泉(图3)

位于安徽和县香泉镇，主要分布在伏釜山北西山脚下，共有泉眼16处多，水温46℃～47℃，属温热水，日溢1 320 T/d，四季稳定，出水于龙王山背斜核部的奥陶系上统汤头组硅质灰岩和灰岩段，由于硅质灰岩硬脆，特别在背斜核部受力后更容易破碎，地下水的作用使得裂隙溶洞发育，是地下水上移的良好通道和热水储存介质。背斜两翼是志留纪泥岩、页岩，为不透水地层，热扩散性差，是地下热水良好的储热盖层。

北东向区域性断层切割较深，是香泉重要的导热(水)构造。断裂形成的断裂破碎带提供了地下水深循环通道，大气降水、地表水或浅层地下水通过它循环到地层深部，在地热自然增温作用下逐渐变热。近东西向横断层是后期形成的导热(水)构造，切割早期形成的北东向构造，在与北东向断层交汇地带，提供深层地下热水上移通道。由于补给区与排泄区有一定的高差而产生静水压力，构造带或岩层较陡直且具有良好的渗透性；再由于对流受热后又产生流体密度差异叠加了热扩散的驱动力，使得截流热体在构造通道上运移并涌出地表形成温泉，这样形成的温泉称之谓强迫对流—非火山型温泉。推测对流点埋深约1 500 m左右。宏观上处于香泉-汤泉-冶山复式背斜带(隆起带)上。

2.2六合地区水文地质概况

地层有震旦纪、寒武纪灰岩，白垩纪火山岩系，老第三纪浦口组及赤山组，新第三纪的雨花台组及玄武岩。

震旦纪、寒武纪灰岩，常为储水层，当其上有隔水层存在时，地下水溢出为泉，或为温泉。冶山一带寒武系灰岩由于破碎较严重，常见有裂隙水渗出，金牛山头所谓牛鼻子的地方有一泉水，泉水集成池塘，终年不枯，也就是现在的金牛山水库。在冶山之中牙山西端，有一名为珍珠泉，为卡斯特溶洞中的水出露、流量大，从不间断。

白垩系浦口组(K2p)岩性为砂岩、砾岩、页岩，夹安山岩，为含水层，或不好的透水层。而赤山组(K2c)是结构较疏松的砂岩层，渗透率很大，如遇下部有隔离层(或透水性较差的地层)，如浦口层之页岩时，则可为含水层。

上第三系雨花台组(N2y)的砾石层未经胶结，甚是疏松为很好的透水层。

六合地区水井分布很广泛，地下水位埋深一般4～9 m。主要是雨水补给。泉水多分布在石灰岩、雨花台组及玄武岩的层间水、喀斯特水、孔隙水。

3形成温泉的有利条件

(1)在重力布格异常图(图3左)上，香泉-汤泉—六合-冶山位于重力高的梯度带上，说明四者在新生界地层覆盖下亦为隆起构造。重力135°水平方向导数异常图(图3右)上显示香泉—汤泉—六合—冶山位于同一条北东向重力高的梯度带上，说明四者位于同一条区域性的大断裂带上，且在六合县处被北西向断裂所错断，这些断裂为地下热水的循环提供了有利的通道。

图3　重力异常平面图(左图-重力布格

(2)六合地区位于香泉-汤泉-冶山复式背斜带的最北端，由两向一背组成(图1)，它有利于深部热流汇集和增温，这是因为背斜和向斜等不同的构造形态使岩石热导率在垂直和水平方向发生了复杂的变化，导致热流在这两个方向上重新分配。背斜两翼的侧向热流集中于背斜核部，使得核部地温高于两翼的地温。

图4　六合地区冶山一带地质图

(3)该区冶山一带出露的震旦纪和寒武纪灰岩地层都是以断层形式接触(图4)，而且断裂性质多为压扭性，走向北东，大致与褶皱轴方向平行，而北西向的断裂又将其切割错断，构成挤压破碎带，为地下水上移提供了良好的通道。而两组断裂的交汇点往往是岩浆岩活动的通道，为地下水增温提供了热源。

(4)碳酸盐岩储水层被不透水层所掩盖，破碎处可能成泉。

(5)冶山周围被中生代火山岩所包围，地下水在经过深循环时，可能被侵入的岩浆岩加热增温，在适当的地质条件下溢出地表成泉。

4结语

综上所述，安徽的香泉温泉与南京江浦汤泉温泉的形成机制及水文地质条件，以及六合地区自身得天独厚的地质条件，三者之间存在很多相似之处：

(1)香泉—汤泉-六合-冶山四者位于同一重力高带上，说明宏观上香泉-汤泉-六合-冶山四者位于同一构造带上即香泉—汤泉—冶山复式背斜带(隆起带)上，走向北东，均被北西向或近东西向的断裂所错断，两组断裂交汇点又是岩浆活动的通道，为地下水上移提供了良好的通道和热源。

(2)香泉-汤泉-冶山三者位于同一隆起带上，出露地层大致相同，香泉为奥陶系地层，汤泉为震旦系，冶山为震旦-寒武系地层，岩性均为灰岩，质地比较硬，再加上断裂的切割作用，使得岩层易破碎，地下裂隙溶洞发育，也是地下水上移的良好通道和热水储存介质。

总之，六合、冶山段与香泉，汤泉温泉段在地质构造上及温泉形成机制上均具有可比性，故在六合地区具有形成温泉的良好条件，尤其在断裂交汇处，新生界的覆盖区下亦为地热开发的远景区。

参考文献

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Analysis of forming geothermal favorable conditions in Liuhe area of Nanjing city

Ding Mei-hua1,2，ZHU Chun-sheng2

(1.East China Mineral Exploration and Development Bureau,Nanjing 210093, Jiangsu；2.Team 814, East China Mineral Exploration and Development Bureau, Zhenjiang 212005, Jiangsu)

Abstract:Geothermal resources are buried in the ground within the scope of a certain depth, which are recoverable, economic and renewable energy,and is one of the important green energy recently. For Liuhe area of Nanjing city, it is located in the northern end of Tangquan-Yeshan duplex anticline, where are lots of faults, and there is a gravity gradient belt across the area. And the forming mechanism of hot springs and hydrogeology conditions in Liuhe are similar to Xiangquan spring and Tangquan spring, and they are distributed in the same belt. Therefore, there are good geothermal geological conditions and developing prospect in Liuhe area.

Key words:Geothermal resources；duplex anticline；hydrogeology conditions and gravity gradient belt

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]丁梅花(1977-)，女，江苏徐州人，工程师，主要从事地质和物探解释工作。

[中图分类号]P314.1

[文献标识码]A

[文章编号]1004-1184(2016)01-0022-03