■储小东　周伟

（1南京大学地球科学与工程学院　江苏　南京　210046；2江西省地质环境监测总站　江西　南昌　350000；3江西省地质矿产勘查开发局九〇二地质大队　江西　新余　338000）

江西省石城地热田成矿机制分析

■储小东1,2周伟3

（1南京大学地球科学与工程学院江苏南京210046；2江西省地质环境监测总站江西南昌350000；3江西省地质矿产勘查开发局九〇二地质大队江西新余338000）

江西省石城地热田位于石城县东，热田区岩浆活动频繁，断裂构造发育，现代水热活动强烈，开发前景可观。但本区地热资源分布规律、成因研究程度较浅，地热资源勘查盲目性、风险性大。

石城地热田地热地质特征成因机制分析。

1　前言

地热田位于石城县东，属中低温深断裂对流型地热系统[1]。热田区岩浆活动频繁，构造运动活跃，断裂发育，现代水热活动异常强烈，具有可观的开发前景[2]。但是研究区的地热资源的分布规律、成因等研究程度较浅[3-4]。

为摸清石城地热田地热资源分布规律，初步查明地热田成因，本文通过系统的论述热田地质环境背景、热储流体化学特征、地温场与大地热流特征等，把握热田成因机制，建立地热概念模型。

2　区域地质背景

研究区位于南岭褶皱带、武夷褶皱带与赣粤褶皱带复合部位[5]。加里东阶段，本区以强烈的基底褶皱变形为主，形成了一系列紧密线形褶皱。在之后的盖层发育阶段，本区转为强烈的断裂作用，形成一系列规模不等的断陷盆地和断裂隆起。区域震旦系变质岩广泛分布，东侧有三叠系、侏罗系地层分布，沿北东向构造有大量岩浆岩侵入；南部顺构造线广泛分布有白垩系地层。

3　地热田地质特征

研究区内大面积分布白垩系红色碎屑岩，不整合覆盖于震旦系和前震旦系浅变质碎屑岩之上。因白垩系地层（K）胶结紧密，且含有相当厚度（约200m）的泥岩,是良好的隔水保温层。地层由南华纪万源岩组（Nh1w）、震旦纪洪山组（Nh2Z1h）、白垩系下统火把山群（K1h）、白垩系上统赣州组（K2g）、第四系（Q）组成。区域水文地质特征见表1。

区内热水均沿安远—横江断裂带西侧多期构造复合叠加部位及山间盆地周围的河流湖泊岸边出露。在水文网强烈切割地区，温泉沿河谷分布，区内泉点均位于河谷冲沟边缘。

表1　区域水文地质特征表

4　地热田热流体特征

热水为无色、无臭、无味、透明，部份泉水有H2S气味，导电性较好。

地热水阳离子均以Na+、Ca2+为主，其次为Mg2+、K+离子，这四种离子总量占阳离子总含量的99%左右，阴离子以HCO3-、SO42-、F-为主，HCO3-、SO42-占组分的95%以上。热水中含有Sr、SiO2、HBO2等组分，具良好的医疗价值。

石城地热田水温变化幅度较小，为34～59℃，，PH值为6.97～8.3，F-含量普遍偏高，最大值为14.8mg/L。SO42-表现出明显的空间特征，以北西向断裂为界，总体呈现出南高北低的特征。

本文根据测定的地热流体化学组分浓度，计算深层热储层温度，有效预测地热田的潜力。[7]

5　地热田成因机制分析

综上，本文得出以下认识：

（1）热储层：石城地热田断裂构造非常发育，断裂控制了热田范围，是石城地热田的热储层，地热田首要重要的控制因素。

（2）热源：热储水化学类型主要为SO42-～Na+·Ca2+型，该水化学类型主要与壳内岩浆密切相关；同时，热水中含有F、HBO2、SiO2等元素，同样反映出地热水与岩浆岩密切相关。

（3）热通道：热田内断裂具有多其次多旋回运动特征，断裂带两侧岩石破碎、裂隙网络发育，成为深部热源向上传输的主要通道。断裂构造切割深规模大，能够沟通地壳深部，为地下水深循环并在此过程中吸收热量，起到了导热导水的作用。

（4）热传递：石城热田是混合型流体，其补径途径长，循环深度深，在下部封存加热，流体被加热后顺断裂上升，上升过程中与近地表冷水混合而成。

（5）循环深度：

按公式对石城地热田水循环深度予以计算：

H=（tH-tB）/T+h[8]

式中：

H—循环深度（m）；

T—地温梯度（℃/100m）；

tH—热储温度（℃）；

tB—恒温层温度（℃）；

T—取当地平均气温+2℃；

h—恒温层深度。

区内钻孔平均地温梯度为3.9℃/hm；深部热储温度tH为93.35℃；恒温层温度加2℃为20.3℃；恒温层深度h取平均厚度20m。由此可得石城地热田循环深度为1893m。

[1]旸汪集,孙占学.神奇的地热 [M].北京:清华大学出版社,2001:6-17.

[2]方宝明.山东省地热资源综合信息远景预测 [D].吉林:吉林大学,2006

[3]朱炳球,朱立新.地热田地球化学勘查 [M].北京:地质出版社,1992:17-26.

[4]田廷山,李明朗,白冶.中国地热资源及开发利用 [M].中国环境科学出版社,2006:1-14.

[5]徐有华,赣南萤石矿成矿地质条件及成矿预测研究 [D],北京:中国地质大学（北京）,2008.

[6]江西省地质矿产局.江西省区域地质志.北京:地质出版社,1984.

[7]Wang,Y,Ma,T,Luo,Z.Geostatistical and geochemical analysis of surface water leakage into groundwater on a regional scale:a case study in the Liulin karst system,northwestern China[J].Journal of Hydrology,2001,246(1):223-234.

[8]王大纯.水文地质学基础 [M].地质出版社,1986.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-9-47-1