¹江西省矿产资源保障服务中心，江西 南昌

²江西省自然资源事业发展中心，江西 南昌

收稿日期：2021年12月9日；录用日期：2022年1月12日；发布日期：2022年1月20日

摘要

石马迳矿田地处雩山隆起带的北段，区内以NEE (近EW)向、NNE向、NE向和NNW向四组断裂构造为主。NEE向断裂构造(F1)是勘查区内的主干断裂，是本区的主要控热和导热构造。矿田可开采资源量超2500立方米/天，水温38.5℃~47.5℃，水质类型均为HCO₃-Na型，氟(F⁻)、偏硅酸(H₂SiO₃)的含量达到理疗矿水命名浓度，为氟水、硅水。

关键词

永丰县，石马迳，地热水，断裂带型

Characteristics of Shimajing Geothermal Water Ore Field in Yongfeng County, Jiangxi Province

Juncheng Zhang^1,2

¹Jiangxi Mineral Resources Guarantee Service Center, Nanchan Jiangxi

²Jiangxi Natural Resources Development Center, Nanchang Jiangxi

Received: Dec. 9^th, 2021; accepted: Jan. 12^th, 2022; published: Jan. 20^th, 2022

ABSTRACT

Shimajing mine field is located in the north section of Yushan uplift belt, The area is dominated by four groups of NEE (near EW), NNE, NE and NNW trending fault structures. Nee trending fault structure (F1) is the main fault in the exploration area and the main heat control and heat conduction structure in the area. The exploitable resources of the ore field exceed 2500 m³/day, the water temperature is 38.5˚C~47.5˚C, and the water types are HCO₃ Na type, fluorine (F⁻) and metasilicic acid The content of (H₂SiO₃) reaches the named concentration of physiotherapy mineral water, which is fluorine water and silicon water.

Keywords:Yongfeng County, Shimajing, Geothermal Water, Fault Zone Type

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

地热属于清洁可再生能源(蔺文静等，2013) [1]，按构造成因可分隆起断裂型和沉积盆地型地热资源 [1] [2] [3] [4]。江西处于中国东南地热区，地热水的形成与与菲律宾海板块向台东仰冲有关，在台东纵谷结合带前缘，依次形成了台闽粤高温水、汽带和闽赣粤中低温热水带 [5] - [11]。江西省永丰县石马迳地热水矿田，是近年江西省矿产资源保障服务中心(原江西省地质勘查基金管理中心)组织实施的地热水勘查项目，承担单位为江西省勘察设计研院；矿田可开采资源量超2500立方米/天，水温38.5℃~47.5℃。“地热水 + 生态旅游”已成为赣南地区脱贫模式的经典例。本文拟通过对石马迳地热田特征的系统阐述，以期促进江西省地热水勘查工作，服务乡村振兴事业。

2. 矿田地质特征

石马迳矿田地处雩山隆起带的北段，矿田出露地层主要有第四系(Q)和震旦系坝里组(Z₁b) (图1)。第四系全新统冲洪积层在山区河谷地带零星发育。坝里组上部为中–薄层状凝灰质板岩、凝灰质千枚岩，下部为千枚状绢云母板岩夹薄层凝灰岩、千枚岩、粉砂岩，鳞片变晶和花岗鳞片变晶结构、千枚状构造。区内以NEE(近EW)向、NNE向、NE向和NNW向四组断裂构造为主。NEE向断裂构造(F1)是勘查区内的主干断裂，是本区的主要控热和导热构造，断裂总体走向呈NE，倾向南东，倾角(60~70)℃，延伸约4 km，断裂性质呈压扭性特征，同时沿断裂走向有多处温泉出露；NNE向断裂构造(F2)总体走向呈NNE度，倾向北北西，倾角(65~75)℃，延伸约3 km，断裂性质呈压扭性特征；NE向断裂构造(F3)走向40~45度，南端倾向南东，北端倾向北西，倾角75℃以上，呈压扭性特征，该组断裂规模较大，延伸长10km以上；NNW向断裂构造(F4、F5)总体走向呈NNE，倾向南西，倾角50℃，宽3~4 m，延伸数百米，断层带硅化破碎严重。岩浆岩出露于勘查区东部宁都县横垅和东南部的兴国县良村一带，岩性以燕山早期第一次和第二次侵入花岗岩体为主。F1与F4交汇附近的小溪南岸见有辉绿岩脉出露，该岩脉受F5控制，出露宽度3~4 m，岩性为灰黑、灰绿色辉绿岩。

区内发现三个温泉出露点，呈东西向展布于君埠乡君埠村石马迳沟谷中，其中WQ1及WQ2温泉位于沟谷中(相距约450 m)，测定水温为30℃、34℃；WQ3温泉位于沟谷岸坡，温泉出露于基岩中，从一组产状为355˚ ∠ 50˚的裂隙中流出，泉底有较多的白色沉淀物，硫磺气味浓烈，水温47℃，流量0.039升/秒。三处温泉水无色、透明，水化学类型为HCO₃-Na型。温泉出露处的的岩石受地热影响呈褐色和黑色，有明显的烘热感，并且烫手。

勘查区内出露泉点水质类型为HCO₃-Na型地热水，PH值8.0~8.98，为弱碱性水，地热水中氟(F⁻)含量13.00~16.00 mg/L、偏硅酸(H₂SiO₃) 82.74~92.88 mg/L，达到理疗热矿水命名标准，可命名为氟水、硅水。

图1. 永丰县石马迳地热水勘查地质图

2.1. 地热田边界条件

地热水分布范围亦呈近东向长条状展布，F1断裂带倾向南东，地热田分布范围的南面边界以F1断裂带宽度影响范围为界，该断裂倾向南东，倾角(60~70)℃，以最为经济合理条件下的开采深度1000 m计算，其宽度为364 m (西面以工作范围适当外延)；北面以F1断裂带为界，向外扩展100 m (西面以工作范围适当外延)；西部因F5北西向压扭性断裂为隔水断裂，所以以此为边界，东部在F4断裂带以东地面调查尚未发现地热异常，因此也以F4断裂为界，向外扩展100 m，地热田分布区域0.585 km²。

2.2. 地温场平面特征

根据地表米测温资料显示，场区内埋深1 m地温范围为24.3℃~28.8℃，平均温度为26.0℃。从平面等值线(见图2)的形态上看，温度有从东到西递减的趋势，等值线的形态与推测断裂的走向有一定的联系，等值线的延伸方向与推测断裂的走向基本一致。根据钻孔孔口水温资料，ZK1终孔为42℃，ZK2为47℃，ZK3为37.8℃，但在同一标高段，东面水温要高于西面，最东面的石马迳温泉(WQ3)地表水温就达47℃。

图2. 平面温度等值线图

图3. 钻孔温度变化曲线

2.3. 地温场垂向特征

从ZK1-ZK3钻孔温度变化曲线图(图3)可以看出，3个钻孔的系统测温曲线总体上都属于渐增型曲线，水温随孔深增加而增加，经对比完成3个钻孔有明显增温的深度分别是115~140 m、310~340 m、450~480 m，而且随着深度继续增加，地温、水温有继续增高的趋势。勘查区地热水在平面上是从东往西沿断裂带水平运移为主，在纵向是以垂直向上运动为主。

2.4. 热储结构特征

NEE向断裂构造(F1)断裂构造横穿勘查区，是本区的主要控热和导热构造，断裂带中的裂隙密集带构成了储水、导水的通道，为主要含水段，即热储空间。本地热区是一个以F1断裂为对流传热为主、平面上呈条带状延伸、具有有效空隙和渗透性的断裂带构成的带状热储，热储层为多层性，主要分布在115.71~507.63 m。勘查区地温场内温标以石英温标热储最高，而且分布基本沿F1断裂带方向，热储温度基本相当，经计算，热储最大埋深为1970.19 m。

2.5. 地热流体补迳排条件

本地热区大气降水或地表水通过F1断裂向地下渗透、循环，再通过断裂或裂隙迳流和运移，最终在地势低洼的河谷地带裂隙中排泄出露地表。本地热区的地下热源为自然增温的地下水。F1断裂横贯地勘查区东西，地下水在经过F1断裂往下深循环的加热后，受西面F5断裂切割阻挡，在石马迳~八石坵一带沿F1断裂附近地热区上溢。

2.6. 地热流体动态

从地热田勘查工作开始，就着手建立热田的动态观测系统。对温泉、钻孔进行了动态观测工作，温泉自项目开始时开展动态监测工作，钻孔自终孔时开始动态监测工作，监测内容：钻孔流量、水温、水位(水头高度)等，对钻孔ZK1、ZK2孔进行了动态监测工作，动态监测时间满一水文年(见图4)。

ZK1在2013年5月份抽水前水头高度为14.70 m，而在同年11月份至次年3月份系统观测为15.68 m；ZK2在2013年10月份抽水前水头高度为15.90 m，而在同年11月份至次年3月份系统观测为16.17 m。

图4. ZK1孔动态监测曲线

通过观测，在抽水试验稳定后与抽水前自流孔口的水温除了ZK1均为42.0℃没有变化外，ZK2和ZK3在抽水试验稳定后的水温均要高于抽水前自流孔口的水温，其中ZK2由抽水前自流孔口水温47.0℃增加到抽水试验稳定后的47.5℃；ZK3由抽水前自流孔口水温37.8℃增加到抽水试验稳定后的38.5℃。

钻孔承压水头高度、自流量在丰水期与枯水期均基本上较稳定，没有明显变化。

3. 地热流体水化学特征

本区地热水的主要元素含量、微量元素含量及其水化学特征变化不大，水质类型均为HCO₃-Na型，总体较为稳定，季节性变化不明显，说明地热流体的化学组份其动态比较稳定，氟(F⁻)、偏硅酸(H₂SiO₃)的含量达到理疗矿水命名浓度，为氟水、硅水。

4. 地热水成因浅析

石马迳温泉NEE向断裂构造(F1)晚近时期有活动，具有将深部热源不断向上传递的作用，是石马迳温泉形成的主要控热、导热构造。它切割了北北东向构造，力学性质复杂，岩石破碎，因而具备了地下水储存运动的空间，沿断裂带走向有较多的温泉出露和较丰富的地下水，本区的几处温泉就是处于这组断裂带上。从施工的3个钻孔涌水量和抽水试验以及对WQ3的观测，F1不仅富水条件好，而且导水条件也较强。F1断裂横贯地热区东西，地下水在经过F1断裂往下深循环的加热后，受西面F5断裂切割阻挡，在石马迳~八石坵一带沿F1断裂附近地热区上溢。综上，石马迳地热田成因类型为属隆起断裂型。

5. 找地热水标志

地热异常标志：在本勘查区有温泉出露，这是本次找热的直接标志。共有3个温泉出露点，呈东西向分布，延长近650 m，最高温度47℃，通过研究温泉成因，为勘查区内的地热水勘查提供了方向。

水化学特征标志：工作前期，对温泉水进行了取样分析，分析结果表明，温泉水质类型为HCO₃-Na型地热水，地热水中的氟、偏硅酸达到理疗热矿水命名标准，可命名为氟水、硅水。同时，根据水质分析结果，用二氧化硅、钾镁、钾钠地球化学温标估算出了热储温度，为本地热田勘查提高水温提供了科学依据。

地质构造特征标志：勘查区沿东西方向分布3处温泉出露点。断裂性质呈压扭性特征，主干扭压性断裂F1是主要的控热、导热构造。

6. 结论

1) 石马迳地热田成因类型为属隆起断裂型，可开采资源量超2500立方米/天，水温38.5℃~47.5℃，水质HCO₃-Na型，氟(F⁻)、偏硅酸(H₂SiO₃)的含量达到理疗矿水命名浓度，为氟水、硅水。

2) 主干扭压性断裂F1是主要的控热、导热构造。

基金项目

江西省科学技术厅国家科技奖后备项目培育计划(项目编号20203AEI91004)。

文章引用

张君成. 江西省永丰县石马迳地热水矿田特征
Characteristics of Shimajing Geothermal Water Ore Field in Yongfeng County, Jiangxi Province[J]. 矿山工程, 2022, 10(01): 44-50. https://doi.org/10.12677/ME.2022.101006

参考文献