摘要：地热资源为一种绿色清洁能源，地热资源的勘查、开发利用作为绿色发展理念的重要内容，应用领域十分广泛，对地方经济的拉动作用显著。叙永县位于四川南部，处于重要的出川要道，是连接重庆、云南、贵州的重要交通枢纽。研究区位于叙永向斜东段南翼，地层总体向北缓倾斜，其中，二叠系茅口组和栖霞组灰岩系川内重要的地热含水层位；在叙永县城附近埋藏深度3000m左右，预计热水温度能达到86℃，预计出水温度可达到71℃，属于高温温泉，地热资源前景可观。
关键词：地热资源 层控型成因 四川叙永
Abstract：Geothermal resources is a kind of green and clean energy.It is the important parts of green development because of the exploration and utilization of geothermal resources，which has a wide range of applications and plays a significant role in driving local economy.XuYong county is a vital important city located in the south of Sichuan province，is one of the important transport hub connecting Yunnan and Guizhou.The research area is located in the south of XuYong syncline.The Permian MAO group and qixia limestone，for the ideal of the aquifer，stratigraphic overall tilt，north near XuYong county buried depth of about 3000 m，is expected to hot water temperature can reach 86 ℃，the water temperature can attain 71 ℃，is expected to belong to high temperature hot spring，good prospects of geothermal resources.
Key words：Geothermal resources，Strata bound origin XuYong，Sichuan
引言
当前中国经济发展正从高速发展向高质量发展转变，实施能源革命，调整能源结构，大力发展可再生能源，是解决能源紧缺和环境污染防治的重要途径。地热资源是可再生清洁能源，也是具有医疗、旅游价值的自然资源，勘查开发地热资源，有利于地方打造特色旅游产业，对国家美丽城镇建设和打赢蓝天保卫战具有重要意义[1]。研究区位于永宁河与东门河汇集的河谷地带，属河谷中~低山区；研究区紧邻叙永县城主城区，且叙永县是川、滇、黔重要的物流集散地，有G76高速公路、G321国道、S309省道经过县城，交通十分便利，区位优势明显，消费需求旺盛。
1 区域地质概况
研究区位于四川盆地东南缘，大地构造位置处于上扬子古陆陆缘逆冲-褶皱带之筠连-叙永盖层褶冲带[2]。区内东西向褶皱比较发育，向斜构造多由上古生界和中生界地层组成。喜山运动使区内地层发生断裂，褶皱上隆，形成本区基本构造格架（图1）。
研究区出露地层自上而下依次为沙溪庙组（J2s）、新田沟组（J2xt），自流井组（J1z）、须家河组（T3x）、巴东组（T2b）、嘉陵江组（T1j）、大冶组（T1d）、长兴组（P3c）、吴家坪组（P3w）、茅口组（P2m）、栖霞组（P2q）（图2）。研究区内存在2个含水层位，分别为三叠系含水层和二叠系含水层（表1）。
表1 研究区含水层地层简表
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研究区位于叙永向斜东部南翼附近，向斜轴迹长约18.5km，走向北东东向，枢纽起伏。向斜由遂宁组，沙溪庙组，新田沟组至三叠系构成两翼宽4～6km不等，两翼倾角不对称，显北缓南陡，为斜歪水平向斜；叙永向斜北翼产状140°～205°∠14°～31°，南翼产状310°～345°∠20°～46°，轴面产状157°∠78°；因向斜中段受北北西向倾伏背斜影响，使向斜两端膨大撒开，中段形成鞍部。
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1.平行不整合界线 2.背斜 3.向斜 4.起伏状向斜 5.倾伏背斜6.扬起向斜 7.正断层 8.逆断层 9.平移断层 10.研究区范围
图1 研究区构造纲要图
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1.第四系 2.遂宁组 3.沙溪庙组上段 4.沙溪庙组下段 5.新田沟组 6.自流井组二～四段 7.自流井组一段 8.须家河组 9.巴东组上段 10.巴东组下段 11.嘉陵江组上段 12.嘉陵江组下段 13.大冶组 14.长兴组 15.吴家坪组 16.茅口组 17.栖霞组 18.梁山组 19.地层界线 20.不整合界线 21.断层 22.产状 23 河流 24 下降泉 25.含水层 26.研究区范围
图2 研究区地质简图
2 区域水文地质特征
2.1 地下水类型及含水特征
区内气候温暖潮湿，雨量充沛，为地下水的形成提供了丰富的补给源。区内主要为各类沉积岩，沉积岩中以碎屑岩类为主，碳酸盐岩类及泥岩类次之。按地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，本区地下水可分为松散堆积物孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水四大类。
（1）地下水水文地质特征
1）松散堆积物孔隙水
主要赋存于河漫滩和一级阶地的砂卵砾石层及粘质砂土中，属第四系冲洪积物。厚约10m，高出河水面2～25m，涌水量0.004～1.066 l/s，富水等级为水量贫乏。
2）碎屑岩类孔隙裂隙水
①一般碎屑岩孔隙裂隙水：三叠系须家河组为一套碎屑岩夹泥岩、煤等，地表泉点较少，一般泉流量0.08～0.80L/s，富水等级为水量中等。
②红层承压水：侏罗系沙溪庙组、自流井组地层主要为泥岩与砂岩的不等厚互层，地表泉水稀少，一般泉流量＜0.1 l/s。
3）碳酸盐岩类裂隙溶洞水
①碳酸盐岩裂隙溶洞水：以质纯而层厚的二叠系茅口组、栖霞组石灰岩含水最富，三叠系巴东组、嘉陵江组次之。
二叠系茅口组、栖霞组：为研究区最主要岩溶含水岩组。石灰岩厚而质纯，岩溶强烈发育，岩溶水十分丰富。大泉暗河流量普遍为50～700 l/s，最大达9400 l/s。地下水主要为管道流，暗河总流量为泉流量的7.4倍，地下水径流模数为7.19～18.72 l/s﹒km2，径流系数为0.238～0.498。
三叠系巴东组、嘉陵江组：以薄层至中厚层状石灰岩、白云质灰岩为主，夹盐溶角砾岩、页岩。岩溶发育中等，岩溶水丰富，既有大型的管道流，也有大量沿溶隙排泄的岩溶泉。暗河流量100～1500 l/s，泉流量多数在1～50 l/s，泉水总流量较暗河总流量稍大。
②碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙溶洞水：二叠系长兴组、吴家坪组地层，岩性主要为砂、泥岩夹泥质石灰岩、石灰岩。岩溶泉流量多为1～10 l/s，大者可达41 l/s。深部含水微弱。
4）基岩裂隙水
基岩裂隙水赋存于侏罗系上统遂宁组、中统沙溪庙组、下统自流井组，二叠系上统长兴组，常与其他各类型地下水相间产出而遍布全区。
2.2 补给、径流、排泄条件
地下水主要接受大气降水及地表（河流）水体补给，补给水入渗到浅层地下水，浅层地下水沿着岩层孔隙及溶蚀管道等入渗并向地下深部径流。常流水东门河流经过研究区含水层，是天然的补给区，沿地层层面、溶蚀孔隙和管道，向地层深部运移，参与地下水深循环，在地下一定深度受到地热增温并与围岩相互交融汇集而形成热矿水。
3 地热资源成矿条件分析
深循环地下热矿水的储存条件主要有稳定的补给水源，地层形态适于水的聚集和储存，岩溶发育，有良好的渗透性，较大的循环深度和稳定的盖层，使之进行水热交换和地热水储存[3]。
3.1 区域地温场特征
四川盆地地温总体趋势为由东北向西南逐步增高，北部、西北部及东北部地温偏低，中部及西南部地温稍高。东部与北部、北东部大体一致。东南部因受地质构造影响则有局部地温升高和降低并呈条带状出现[4]。研究区位于盆地南部，地温场稍低。
（1）地温梯度
四川盆地地温梯度由东、东北和北部向中部及西南部逐渐增高，乐山、南充以北及广安泸州以东广大地区地温梯度小于2.5℃/100m，可见，川南地区地温梯度一般在2.0～2.5℃/100m，研究区位于川南地区，预计地温梯度2.3℃/100m左右[5]。
（2）地下水对地温场、地温梯度的影响
研究区地热形成于“地下水深循环热交换，水热对流型地热水系统”的地热增温，即含水层在露头区接受大气降水及地表径流补给后，沿着沉积岩裂隙、溶隙、溶孔等自上而下，由南向北（叙永县城方向），向深部径流，并吸收围岩温度和可溶盐类后，汇集形成热矿泉水。
3.2 热矿水岩层构造条件分析
研究区内2个含水层，特别是二叠系茅口组、栖霞组岩溶含水岩组，因石灰岩厚而质纯，溶蚀裂隙、溶蚀孔洞等岩溶发育，为良好的储水空间和运移通道；地表常流水东门河横切含水层，为地下水补给提供保障，以及红层承压水、碎屑岩孔隙裂隙水等可通过裂隙或者地热钻孔向深部地热层补给；同时，底部梁山组粘土岩是良好隔水层，对储水储热十分有利。
3.3 热矿水形成的构造条件
研究区位于向斜南翼，其含水地层由南向北（叙永县城方向）倾斜、深埋，发育溶蚀管道是地下水进行热矿水深循环的良好通道。地表水和大气降水沿溶蚀孔隙和管道，向深部运移，并在深循环和地热增温双重作用下，完成溶滤、离子交换作用，吸收各种微量元素和有益组份等，形成热泉水。
3.4 热矿水形成的盖层条件
研究区内三叠系含水层盖层为侏罗系遂宁组、沙溪庙组、新田沟组、自流井组和三叠系须家河组地层，厚度约1700m；二叠系含水层盖层位于三叠系含水层之下，为三叠系大冶组、二叠系长兴组和吴家坪组，厚度约600m。盖层岩性均为碎屑岩类，偶夹泥灰岩，含（透）水性差，含极少量裂隙水，巨厚的盖层对其下部热储层的保温条件是十分良好的（图3）。
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1.遂宁组 2.沙溪庙组 3.新田沟组 4.自流井组5.须家河组 6.巴东组7.嘉陵江组 8.大冶组 9.长兴组 10.吴家坪组 11.茅口组 12.栖霞组 13.地层界线14.粉砂岩 15.长石砂岩 16.石英砂岩 17.砂质泥岩18 泥岩 19 白云岩 20.灰岩 21.地下水迁移方向 22.建议进口位置
图3 研究区地热水成矿模式图
4 研究区地热资源找矿前景
4.1热水储层
研究区内有2个含水层位，分别为三叠系含水层和二叠系含水层。其中，三叠系含水层为巴东组（T2b）及嘉陵江组（T1j），二叠系含水层为二叠系茅口组（P2m）、栖霞组（P2q）含水层。研究区临近宜宾筠连县，对比筠连县木井温泉、望月温泉、小河子温泉、落箭温泉、新华温泉，主要热储层均选择为二叠系茅口组和栖霞组，本文作者认为二叠系含水层为优选热储含水层，预计深度在3000m左右。
4.2水温预估
本区域属地温增温型地热类型，地温梯度2.0～2.5℃/100m，研究区位于川南地区，当地年均水温17℃左右，平均地温梯度预计在2.3℃/100m左右。按照3000m深度估计，研究区深部水温可达86℃左右，扣除热量损失0.5℃/100m，井口水温可达到71℃左右。
4.3水量
区内构造主要为褶皱，即叙永向斜，岩溶发育。二叠系茅口组、栖霞组灰岩地层储水性良好，为地下热矿水的储存和运移提供了空间，其出水量较大。
4.4水质
二叠系中统茅口组、栖霞组，均属海相沉积，根据区域水文地质资料，在热矿水预计深度范围内，热矿水矿化度应大于3.0g/L，水化学类型为Cl-Na型，适宜浴疗及淋浴保健，具一定医疗及保健作用。
5 认识与建议
（1）研究区位于泸州市叙永县城南部地区，永宁河与东门河汇集的河谷地区，为河谷中-低山区，紧邻叙永县城主城区，且叙永自古以来是出川要道，是川、滇、黔重要的物流集散地，消费需求旺盛，交通十分便利，自然环境优越。
（2）该区地质构造主要为单斜构造，总体向北倾斜，在叙永县城附近，地热增温效应显著，为深部热矿水的赋存提供了热能；对比筠连县望月温泉等5个温泉点，其主要热储层均为二叠系茅口组和栖霞组，溶孔、溶隙、溶洞发育，储水性好，含水丰富，是有利的热储水层位。本文作者认为二叠系下统茅口组、栖霞组灰岩地层为优选热储含水层，预计深度在3000m左右。
（3）以二叠系地热水层为优选含水层，按照3000m地热深度估计，研究区井底地温为86 ℃，扣除热量损失0.5 ℃/100m，井口水温可达到71 ℃左右。矿化度应该3.0 g/l左右，适宜医疗沐浴、疗养、保健作用。
（4）研究区具有较好的地热资源找矿前景，人口稠密，康养需求大，具备地热资源勘查与开发的技术基础、经济条件。
（5）研究区具有开发地热资源的良好前景，但研究区未发现热水露头，开展地热工作存在一定风险，为了降低勘查风险，必须做详细的前期调查、分析、研究及勘探工作。
参考文献：
[1]肖汉全.川南地下热水资源研究及其开发利用[J].四川地质学报，2009，29（2）：180-183.
[2]张建东，胡世华，秦宇龙，等.四川省地质构造与成矿[M].北京：科学出版社，2015.
[3]刘俊贤.四川岩溶地下水深循环研究。严重缺水地区地下水勘查论文集（第一集）.北京：地质出版社.2002.
[4]王贵玲，等.中国地热志（西南卷一）[M].北京：科学出版社，2018.
[5]王光洪.四川省泸州市叙永县县城南部地热资源勘查可行性论证报告[R].四川：四川省冶金地质勘查局六0五大队.2019.
第一作者简介：王光洪（1982年9月），男，汉，四川泸州人，高级工程师，硕士，单位：四川省冶金地质勘查局六0五大队，研究方向：矿产勘查，深穿透地球化学
通讯作者简介：万平益（1966年10月-），男，汉，四川巴中人，教授级高级工程师，硕士，单位：四川省冶金地质勘查局六0五大队，研究方向：固体矿产、地热温泉、矿泉水等资源勘查与开发研究
论文作者:王光洪,邱仁轩,万平益,梁敏,金飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：地热论文; 含水层论文; 地温论文; 栖霞论文; 向斜论文; 裂隙论文; 地层论文; 《基层建设》2019年第27期论文;