李玉璞，李 晶 ，刘文文

(1.河南省地矿局第三地质矿产调查院，河南 郑州 450000；2.中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430000 )



大别山河南段地热地质条件分析探讨

李玉璞1，李 晶2，刘文文1

(1.河南省地矿局第三地质矿产调查院，河南 郑州 450000；2.中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430000 )

大别山河南段大地构造上位于秦岭——大别造山带东段，地质矿产调查工作程度较高，地热地质工作刚刚起步。近年来，在地质调查及居民建井过程中，多地发现地热资源。根据相关资料和多年调查成果，确认大别山河南段地层岩性、地质构造复杂，有五条区域性北西西向断褶带，八条以上北东向断裂带，沿淮河分布有三个小型盆地，具备储存于层状岩石中的盆地型地热资源的条件；特别是商城汤泉池温泉的展现，预示大别山河南段具有形成断裂构造控制型带状分布的地热资源地质条件。据此，应对与信阳地区地热资源有关的地质条件进行分析研究，并根据该区的地质条件，开展详细的地热资源调查工作，初步判断河南省信阳地区具备赋存地热资源的地质背景，具有盆地型和断裂型两种类型地热资源，可为该地区地热资源合理开发利用提供依据。

大别山；盆地型地热资源；断裂型地热资源；地质条件

大别山河南段主指豫南信阳地区，面积18 915 km2，其中山地面积约7 000 km2,海拔700～1 000 m。区内矿产资源丰富，地质构造复杂。由于陆续发现了数个地温异常点，显示区内有赋存地热资源的可能，现根据有关资料，结合近年的调查工作情况，对大别山河南段地热资源地质条件作一分析，为进一步调查该区地热资源提供方向。

1 区域地质条件

1.1 地质构造框架

大别山位于昆仑—秦岭东西向构造带东段，冠名大别山造山带，北以红石洞—息县—固始断裂为界与华北地台接壤，南以孝感—广济断裂为界与杨子地台接壤，东延安徽被南北向郯城—庐江断裂所截，西与伏牛山造山带连接。大别山河南段地层走向北西、北西西向，主倾向北东，倾角陡，褶皱构造不发育，断裂构造发育。

1)东西向断裂构造:受华北，扬子地台挤压作用形成以韧性剪切为特征的断层带，规模大，由北向南有6个大断裂带，即：红石洞—息县—固始断裂；王岗—洋河—方集断裂；大河—信阳断裂；松扒—龟山—梅山断裂；桐柏—商城断裂；孝感—广济断裂。

2)南北向断裂构造:受华夏﹑新华夏系先压后张和剪剪切力作用形成的北东向断裂构造，有一定规模的由西向东有8个，即：柳河断裂﹑张湾断裂﹑罗山断裂﹑竹竿河断裂﹑潢川—新县断裂﹑白露河断裂﹑商城—麻城断裂﹑固始断裂。

3)断陷构造：指0.7亿年前(新构造—喜山运动前)，受燕山晚期构造升降作用，沿平昌关～固始一线形成了一个长180 km﹑宽25 km近东西向沉陷带，受新构造运动影响在中西部的平昌关﹑罗山﹑潢川形成了小盆地，沉积了厚1 000～2 500 m中新生界地层。

1.2 地层分布特点

大别山造山带河南段出露地层由北向南基本情况是：

1)息县—固始断裂(F1)以北，以隐伏为主分布陶湾群下古生界寒武系，奥陶系灰岩，白云岩，页岩，未变质；

2)息县—固始断裂(F1)以南，分布宽坪群中，上元古界变中基性火山——碎屑沉积岩系；

3)宽坪群南以洋河—方集断裂(F2)为界，是二郎坪群，为一套蛇绿岩沉积﹑复理石建造及碎屑岩沉积；

4)信阳西侧南湾—董家河分布有少量中深变质秦岭岩群陆源碎屑——碳酸盐岩沉积(古元古界秦岭岩群斜长角闪片岩、绿泥片岩；下古生界蔡家凹组结晶灰岩、大理岩、片岩)；

5)龟山—梅山断裂(F4)南即二郎坪群南侧分布信阳群中深变质岩(中元古界龟山岩组，古生界泥盆系南湾组。龟山岩组与南湾组以翟家沟——五岳韧性剪切带为界)；

6)以区域桐柏—商城断裂(F5)为界，北侧出露信阳群地层，南侧出露苏家河群地层(含奥陶系下统——震旦系肖家庙岩组；古生界定远组；中元古界浒湾岩组；太古宇大别岩群花岗片麻岩)；

7)信阳东北部为准平原，广布新生界地层，由老至新有古近系始新统李庄组棕色泥砂岩；新近系中新统凤凰镇组浅绿色泥砂岩；中下更新统黄褐色粘土、细砂层；全新统分布于河床、阶地，为浅灰色粉砂质砂土，砂砾石。

1.3 岩浆岩分布特点

1)产出时代跨度大：有前古生代的榴辉榴闪岩﹑辉长岩；下古生代(加里东期)的斜辉橄榄岩﹑辉石岩及辉长岩﹑闪长岩﹑花岗岩；上古生代(海西期)的辉长岩﹑花岗岩；中生代(燕山期)花岗岩﹑石英闪长岩﹑闪长岩及脉岩(斑岩﹑玢岩﹑石英脉)等。

2)岩石种类较齐全(依SiO2,铁镁质有超基性岩﹑基性岩﹑酸性岩﹑中性岩﹑碱性岩)；岩石成因类型齐全(深成﹑中深成﹑浅成及喷出岩均有)。

3)1.5亿年燕山期中酸性岩浆岩广布大别山河南段，有四望山﹑鸡公山﹑灵山﹑新县﹑商城﹑冯店﹑半都城﹑亮山等地花岗岩体，面积约3 000 km2。

2 地热地质条件分析

2.1 地热资源分布现状

大别山河南段已探明的地热资源数量较少，分布比较分散。目前已发现的有商城县汤泉池温泉，井口水温54℃，自流量336 m3/d，已进行旅游开发；另有资料显示淮滨一钻孔出现了水温47℃地下水；新县—民井水温达45℃；此外，罗山县、新县的地质勘查钻孔有水温25℃的自喷井两处。

2.2 地热资源类型

区内现有的地热资源调查资料表明，大别山河南段地热资源成因类型有二种，1)于层状地层中分布的盆地型地热资源，如罗山县、淮滨县散布的有地热特征的机民井；2)受断裂构造控制呈带状分布的断裂型地热资源，如商城县汤泉池温泉。

2.3 地热资源地质条件

2.3.1 盆地型地热资源地质条件

大别山河南段北侧，由西向东沿淮河分布着平昌关、罗山、潢川(简称平、罗、潢)三个小型盆地，地势平坦，标高50～80 m，高差5～15 m。平、罗、潢三盆地沉积了厚度500～3 000 m的中生界白垩系(上统)、新生界古近系、新近系和第四系河湖相冲洪积碎屑岩。按埋深800 m以下圈定，平、罗、潢三盆地面积分别达500～800 km2，基底为中，上元古界、下古生界寒武系变质岩，(二云石英片岩，斜长角闪 片岩夹大理岩，硅质岩)。盆地内的地层岩石、岩性由老到新自下而上的概况是：

1)中生界白垩系上统周家湾组(K2z)：下段以紫红色含砾粗砂岩、砾岩为主，向上为紫红色中细砂岩、粉砂质泥岩。厚度800～1 000 m。上段以砖红色含砾中细砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩为主，局部夹棕黄色砂砾岩和杂色泥岩、泥灰岩薄层。厚度500～1 000 m。

2)新生界古近系始新统李庄组(EL)红色、浅灰绿色砂质泥岩、含砾泥质砂岩、含砾砂岩泥岩互层夹细砂岩、砂砾岩等。厚度300～500 m。

3)新生界新近系中新统凤凰镇组(Nf)：为浅灰、浅绿色中细粉砂岩、泥岩等。厚度300～500 m。

4)新生界第四系更新统(Q2、Q3)：分布于平、罗、潢三盆地丘陵边缘、垄岗Ⅱ级、Ⅲ级阶地。下部为黄褐色粉砂质粘土、粘土，夹红褐色砂砾层、细砂层。厚10～20 m。上部为土黄色粉砂质粘土层、灰褐色粘土层，夹炭质淤泥层。厚5～15 m。

5)新生界第四系全新统(Q4)：分布于现代河床、沟溪冲沟Ⅰ级阶地。下部为灰、灰白色粉砂层、粘土质粉砂层，厚5～10 m。上部为浅灰、灰白色砂砾层、粗砂—粉细砂层、砂土层。厚0.5～5 m。

根据平、罗、潢三盆地分布的地层岩石、岩性初步分析，按新构造盆地型地热资源形成机理，借鉴河南省灵宝、洛阳、温县、开封、漯河等市县，已在新生界古近系、新近系地层中找到了可供利用的低温地热资源，据此推测信阳市平、罗、潢三盆地内，即埋深800～2 000 m的白垩系上统周家湾组(K2z)，埋深500～1 000 m新生界古近系李庄组(EL)中的浅红色砂岩、砂砾岩，是富含地下水的储热层，是寻找水温40℃～50℃中小型层状盆地传导型地热资源的理想地段。

2.3.2 断裂控制型地热资源地质条件

大别山河南段断裂构造发育，规模大，走向北西西向断裂构造有五个，北东、北北东向断裂构造有八个之多。

1)北西西向断裂构造：受华北、扬子台地拉张、挤压、推覆作用，断裂构造复杂，多由压性形迹岩石(碎裂岩、千糜岩、糜稜岩、蚀变岩)组成韧性剪切带，宽度大(几十米至百余米)，是本区划分地层层序、岩浆岩分布和变成矿产、造山形变架构形成的主控构造。水文地质调查结果显示，岩石紧密挤压、碎裂岩不发育，渗水、赋水条件较差，没有发现与地热资源有关的信息，但在上述深大断裂构造两侧分布的晚期次一级张力或剪切断裂构造，可形成中浅部断裂构造控制的小型、上升温水(<30℃)泉。如新县南金村、罗山黄家湾、等地与北西向断裂构造有关的上升自流温水现象。

2)北东、北北东向断裂构造：多为先压后张的断裂构造，规模中等(长几十公里、宽几十米)，构造形迹岩石(断层角砾岩、断层泥、碎裂岩和糜稜岩等)明显，是大别山河南段控岩、成矿主要断裂构造，根据地热地质条件调查，岩石破碎，渗水、透水性强，具有形成断裂深循环(对流)型地热资源地质条件。

商城县汤泉池温泉位于商城县西南15 km的雷山南侧山脚下，在区域桐柏一商城大断裂带的东段南侧约4 km，出露地层除第四系残破积碎石质砂土、粉土外，主要为中元古界浒湾组(pt2-h)白云斜长片麻岩，眼球状混合岩，夹斜长角闪片岩、浅粒岩，石英岩等，产状44°∠60°。汤泉池褶皱构造不发育，为一倾向北东单斜层，断裂构造发育有：商城—麻城断裂(F4)：分布于汤泉池东约1 000 m，切割了元古界、古生界泥盆系、石炭系地层，纵穿燕山期商城花岗岩体。断层走向10°～20°，倾向280°～290°，倾角75°；汤泉池断裂(F5)：分布于汤泉池北侧80 m雷山顶，走向55°倾向145°，倾角78°，长约7 km，与主干断裂商城——麻城断裂(F4)呈入字型交汇。扎皮沟断裂(F6)：分布于汤泉池北扎皮岭东侧冲沟内，为一隐伏(第四系覆盖)断层，走向345°，倾向75°，倾角85°，长大于1 000 m。沿汤泉池断裂(F5)南侧广布燕山期黑云二长花岗岩，与浒湾组片岩呈犬牙交错接触。在汤泉池断裂(F5)与扎皮沟断裂(F6)于深500 m交汇处，形成了以构造角砾岩、碎裂岩为热储层，以断层泥和断层泥胶结的碎裂岩为盖层的断裂控制型地热资源。该温泉水温54℃，自流量336 m3/d，仍有开发潜力。

根据河南省鲁山县“三汤”温泉、洛阳、南阳等地已勘查、开发利用的断裂构造控制型温泉地质特征，可推断大别山河南段分布的北东、北北东向断裂构造，如张湾、罗山、竹竿河、商城等断裂中北段，是寻找断裂构造控制型地热资源有利地段。热储为埋深为500～1 000 m的断层碎裂岩、角砾岩；盖层为断层泥及断层顶板阻水岩石，热源来自沟通深部热源的活动断裂带的热对流。此外，沿淮河准平原分布区如明港、息县、潢川、淮滨及固始等地，埋深100 m以内赋存有丰富的水温20°～25℃ 浅层地热能。

3 结语

根据以上分析，结合地热资源形成机理，初步判断信阳地区具备赋存地热资源的地质背景条件，且兼有盆地型和断裂控制型两种类型的地热资源。为探明地热资源的分布埋藏特征，查明热储结构、储量，尚需根据该地区的地质条件，开展详细的地热资源调查工作，为该区地热资源的合理开发利用提供科学的依据。

[1]付光宏，等.河南省秦岭——大别造山带地质构造与成矿规律[R].郑州.河南科学技术出版社.1994.

[2]GB∕T11615-2010.地热资源地质勘查规范[S].

[3]河南省地质环境监测院.河南省商城县汤泉池地热资源调查报告[R].郑州.河南省地质环境监测院.2007.

[4]河南省信阳工程地质勘查院.河南省新县地质灾害1:5万详细调查报告[R].信阳.河南省地质矿产勘查开发局第三地质调查院.2014.

[5]贺华, 张建良, 焦二中. 罗山盆地地热资源地质条件初析[C].河南地球科学通报2009年卷(上册).北京：中国大地出版社.2009：47-49.

The analysis of the Geothermal geological conditions in Dabie orogen Henan province

LI Yu-pu1，LI Jing2，LIU Wen-wen1

(1.Third survey institute of geology and mineral resources of Henan mine bureau，Zhengzhou 450000,China；2.China university of geosciences (Wuhan),Wuhan 430000,China)

Dabie orogen tectonic located in Qinling——eastern Dabie orogeny, have high degree of geology and mineral resources survey work, geothermal geological work is just getting started. In recent years, there are many geothermal resources were?found when geological survey and residents built well. According to the relevant data and survey results for years, confirm that Dabie orogeny have formation lithology、complex geological structure. There are five regional north west fault fold belt, more than eight north east to fault zone, three small basin are along the Huaihe river, have conditions basin type geothermal resources stored in layered rock, Especially the mall essence show of hot spring pools, indicate Dabie orogen with formation fracture structure controlling banded distribution of geothermal geological conditions. Based on those, we should analysis the geological conditions of geothermal resources in Xinyang area, according to the geological conditions of the area to carry out the detailed geothermal resources investigation, preliminary estimate that there occurrence of geothermal resources in Xinyang Henan Province, has the basin type and fracture type of geothermal resources, can provide the basis for geothermal resources reasonable development and utilization in the region.

Dabie mountains；The basin type geothermal resources；Fracture type geothermal resources；Geological conditions

2016-08-14

李玉璞(1965-)，女，河南南阳人，高级工程师，主要从事水工环地质专业工作。

P314.1

B

1004-1184(2017)02-0030-02