开江医疗热矿泉水深循环地质模式研究

开江医疗热矿泉水深循环地质模式研究

赖书名孙熠聂忠权刘玉洁

1四川省地矿局九〇九水文地质工程地质队四川绵阳621000；2四川交通职业技术学院道桥系四川成都611130

摘要：开江飞云医疗热矿泉水是一处珍贵的热矿泉水资源，查明矿泉水深循环地质模式等开采条件，才能预测开采中可能出现的问题。为此，本文通过人工钻凿和水样检测等方法，探明了热矿水的形成条件和深循环地质模式，为合理开采奠定了基础。

关键词：开江飞云医疗热矿泉水深循环地质模式

开江飞云医疗热矿泉水，出自于人工钻凿的深井，热矿泉井深2770.31米，井口海拔高程578.3米。热矿泉井位于开江县县城约110°方向8km的新宁镇，行政区划属开江县新宁镇桥亭村，井点距达州市35公里，往南距梁平县城约80km，西南距重庆市主城区约250km，井区有S202省道、达州-万州铁路，达（州）-万（州）高速公路,达州机场有与北京、上海、广州、深圳等主要城市的往返飞机。交通网络发达，交通方便。井区林木苍翠，河溪流水清澈，植被茂盛，具极好的原生自然生态环境，井区东有宝石水库，区位条件较佳，十分有利于热矿泉水的开发利用。

通过丰、平、枯水期和平行外检样的水样检测查明，开江县飞云地热矿泉水中可溶性总固体含量为3361.5-3538.1mg/L，pH=7.2-7.7，水化学类型为S04-2—Ca·Mg型水。井口水温48℃，微量元素主要含氟、锶、偏硅酸、偏硼酸和H2S。水位、水温不受气温变化的影响，地温场、渗流场和水化学环境均比较稳定，具有水质好、水量丰、水温适中的特点，是一处珍贵的热矿泉水资源，因此，应查明矿泉水深循环地质模式等开采条件，为预测开采中可能出现的问题，合理、充分的发挥该温泉（井）的特点和作用奠定基础。

1井域地质背景

热水井位于明月峡背斜北部倾伏地段末端，地层平缓。井区地貌特征为浅切割平谷圆缓丘陵，海拔高程500～590m，高差不足100m。岭谷相间排列，多为宽谷浅丘，沟谷平坦，山体圆缓，植被发育。

出露地层有全新统（Q4）松散层和侏罗系中统沙溪庙组。全新统（Q4）松散层主要有坡残积、冲洪积粉质粘土和碎石土叠置构成，分布丘间谷地区，厚度小于5m。侏罗系中统沙溪庙组在井区出露两段，即上沙溪庙组（J2s）和下沙溪庙组（J2xs）。上沙溪庙组（J2s）岩性以紫红色泥岩为主，夹薄层砂岩。下沙溪庙组（J2xs）绿灰色、紫红色粉砂质泥岩，泥质粉砂岩夹绿灰色、灰色细砂岩，底为浅灰色中粒长石岩屑石英砂岩及绿灰色、灰色细粒岩屑长石砂岩。岩层倾角7—15°。岩层中两组压扭性构造裂隙发育，裂面平直，裂宽0.5-1cm，间距1m左右。

井区浅表层地下水类型主要为松散层孔隙水和红层风化裂隙水。第四系松散层孔隙水主要分布丘间谷地区，含水层主要为底部碎石土，厚2米左右，主要接受降雨补给、灌水补给和坡面径流补给，其富水程度单井出水量＜100m3/d，水质类型多为HCO3-Ca型，可溶性总固体500mg/L左右。红层裂隙水主要赋存于砂岩裂隙中，接受降雨补给，多以泉的形式排泄，泉流量一般小于0.1l/s，动态变化明显。背斜翼部形成承压水，单井涌水量100-500m3/d。可溶性总固体200-400mg/L，水化学类型属HCO3-Ca型（图2-1）。

2热矿水的形成条件

2.1热矿水形成的构造条件

明月峡背斜位于华蓥山隆褶带中部，是此隆褶带的三个主要背斜之一。南起重庆，北至开江县北东，绵延约200多公里，展宽5—9km不等。轴线平直，走向北东30度，仅在开江附近倾伏部分，转向北东50度。明月峡背斜北部从珍珠冲组开始向下倾伏，高程在890m左右，至本温泉井北依次圈闭，轴部狭窄较尖棱，两翼不对称，东南翼陡，岩层倾角57—80°，西北翼缓，岩层倾角30—44°，北部倾伏地段末端，轴部地层平缓，岩层倾角7—15°。为线形斜歪背斜。

背斜轴部出露最老地层为嘉陵江组灰岩，向两翼分别为雷口坡组、须家河组、珍珠冲组、自流井组、新田沟组及沙溪庙组。北部倾伏端轴部地层由须家河组、珍珠冲组、自流井组及新田沟组构成，至开江县飞云地热区，轴部地层已渐变为沙溪庙组。

在靠近明月峡背斜中部的背斜轴部，即灯盏窝一带，出露雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩，接受大气降水，降水沿岩层中的裂隙、岩溶裂隙及古岩溶通道下渗，提供了地下水的补给源，使雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩含水，当明月峡背斜向北延伸产生倾伏后，致使雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩层埋深增大，到达双飞地热井时，埋深达到l600m以下，由于地热增温，飞云地热井获得48℃的自流温热矿水。

2.2热矿水形成的岩性条件

开江县飞云地热为一人工钻井揭露的深井温水井，位于明月峡背斜的北段倾伏端尾部，背斜轴部出露最老地层为嘉陵江组灰岩，向两翼分别为雷口坡组、须家河组、珍珠冲组、自流井组、新田沟组及沙溪庙组。北部倾伏端轴部地层由须家河组、珍珠冲组、自流井组及新田沟组构成，至开江县飞云地热区，轴部地层已渐变为沙溪庙组。

在背斜轴部三叠系灰岩、碎屑岩出露区，岩层中溶隙、裂隙发育，在构造控制下，为地下水补给、运移、储存提供了较好的条件，使嘉陵江组、雷口坡组灰岩成为较好的含水层，在井区含水层埋深达到1600m以下，深埋于地下的含水岩体及其中的地下水，它们的温度随埋深的增加而增高，其增温状况一般按地热增温率（又称地温梯度）考虑。井区地温梯度估计约在1.8-2.0℃/100米，所以，1600m以下形成了相对富水的具有较高温度的储水部位。

正是以上构造和岩性的条件，形成了地下水运移的良好通道，上部地下水沿着溶隙裂隙源源不断补给地下岩体，并向深部运移赋存，吸收围岩温度和围岩产生离子交换，溶解可溶盐等，逐渐汇集从而形成热矿水。

2.3地热类型、热含水层、盖层

2.3.1地热类型

井区无现代岩浆（侵入或喷出）活动，与熔融热源无关。地温热源主要属地压地热型，即地热温度随深度增加而增加，在长温带以下按一定梯度而升高。工作区地温梯度1.8-2℃/100米。

区内热矿水形成属于地下水深循环热交换，属对流型地热水系统，即含水层在露头区接受大气降水及地表径流补给后，沿着层间裂隙、构造裂隙、溶隙由上而下向深部径流，并吸收围岩温度和可溶盐后汇集形成热矿泉水。

2.3.2含水层

井区主要热矿水含水层为嘉陵江组和雷口坡组灰岩，该岩组在南部背斜轴部广泛出露，出露地段基岩裸露至半裸露，溶隙裂隙发育，植被茂盛，较有利于大气降水及地表水的入渗补给，在井区埋深达到1600m以下，成为热矿水储水层。

2.3.3盖层

勘查区热储水层盖层有第四系、侏罗系沙溪庙组、新田沟组、三叠系上统须家河组构成，总厚度可达1600余米，如此大的厚度足以形成很好的隔水保温层。

3深循环地质模式分析

开江县飞云地热井由于位于明月峡背斜倾没端，在靠近明月峡背斜中部的背斜轴部，即灯盏窝一带，出露雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩，接受大气降水，降水沿岩层中的裂隙、岩溶裂隙及古岩溶裂隙下渗，在明月河横切明月峡背斜时也提供了地下水的补给，使雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩含水，当明月峡背斜向北东延伸产生倾伏后，致使雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩含水层埋深增大，地下水顺岩层向深部径流，到达飞云热水井区时，埋深达到l600m以下，获得地热。

受明月峡背斜构造及岩性影响和控制，从背斜轴部至井区溶隙与裂隙发育，尤其是在上游灯盏窝一带，出露雷口坡组底部灰岩及嘉陵江组灰岩，出露高程在890m左右，有利于降雨及浅表水入渗补给，除一部分在当地低洼处及侵蚀基准面排泄外，其余地下水沿着溶隙、构造裂隙及层面裂隙等向下并向深部径流，在地下一定深度吸收围岩温度和围岩产生离子交换、溶解可溶盐等，逐渐汇集从而形成热矿水。

热矿水的排泄主要通过打井揭穿含水层后，地下热水在自然压力下涌出地表，形成48℃的自流温热矿水。

4结论

飞云医疗热矿泉水水源地地处川东平行岭谷低山丘陵区，构造部位为华蓥山隆褶带中部，明月峡背斜北东倾没端。热矿水主要产于1604.25—1607.75m段三叠系雷口坡组第一段鲕粒细晶灰岩及2057-2373m段嘉陵江组2段、3段灰岩中，上覆有第四系、侏罗系沙溪庙组、新田沟组、三叠系上统须家河组砂泥岩构成。由于上覆地层为含粘土岩较重的地层，构成了良好的隔水顶板，起到良好的保温和隔热效果。

飞云热水井热矿水主要接受上游背斜轴部灰岩露头区的降雨入渗补给。通过岩层溶隙、裂隙通道向深部迳流，并赋存下来，参与地下水的深循环，在深部地压地热的作用下与围岩产生水热交换、相互交融，从而形成热矿水。

赖书名（1967～）男，四川资中人，学士，高级工程师，1990年成都地质学院水文地质工程地质专业毕业，现在四川省地矿局九O九水文地质工程地质队，从事水文地质、工程地质、环境地质工作。