工程地質

云南景洪盆地地熱地質特征及成因分析

  地熱水是具有較高天然溫度、含有特殊化學成分或氣體成分的一種特殊類型的地下水,是集熱、礦、水三位于一體的清潔而寶貴的礦產資源
 
  地熱水作為一種能源礦產,以其特有的價值廣泛用于工農業生產、旅游醫療衛生等領域。地熱水在工業上主要用于發電、紡織、印染、造紙、釀造、皮革加工處理等; 農業上主要用于保溫育苗、溫室栽培、水產養殖、人工孵化及調劑灌溉水溫度等; 由于地熱礦水所含的特殊化學成分、氣體、放射性物質以及具有較高溫度,對人體產生某些顯著的理療作用,而在我國許多地區被用于醫療健身和洗浴。可以說,地熱水資源是大自然賜予人類的一座寶庫,對其合理開發利用,可大量增加社會就業,促進經濟發展,提高人民的生活質量( 汪集旸等,1993; 宋瑞祥,1996; 王東升等,1996; 王寶玉,1999; 張定源等,2001; 徐軍祥等,2005; 高宗軍等,2009) 。
 
  景洪市為云南省西雙版納傣族自治州州府所在地,坐落于景洪盆地內,是國家著名的旅游風景名勝區。據云南地熱區劃資料,景洪盆地屬滇藏地熱帶之滇西中- 高溫地熱區的云縣- 景洪中高溫高溫熱水亞區,盆地內蘊藏著較為豐富的地熱資源( 殷瑛等,2OO6; 高子英,2006) 。但本區地熱的研究和開發利用程度均很低,因此,開展本區地熱田地質特征的分析、研究,對于提升本區地熱的開發利用水平,促進景洪市旅游產業的發展,進而帶動城市經濟的增長都具有重要的意義。
 
  1 概況
 
  景洪市地處低緯度高原區,屬熱帶和南亞熱帶濕潤季風氣候,高溫多雨,多年平均降雨量1269. 5mm,多年水面蒸發量為1252mm。總體上降雨量較為充沛,年降雨量大于蒸發量,屬于大氣降水補給較充沛地區。
 
  區內共發現熱水點21 個。其中高溫( 61 ~100℃) 熱泉1 個,中溫( 41 ~ 60℃) 熱泉8 個、熱水孔1 個,低溫( 25 ~ 40℃) 熱泉7 個、水井1 個,水溫小于25℃的泉點2 個、水井1 個。
 
  根據地下熱水點的出露、分布情況,在區內可劃分出兩個地熱田:
 
  嘎灑- 曼達- 曼邁地熱田: 東以F1斷裂為界,西達天河農場,北起流沙河河谷,南至南凹河河谷,東西長5 ~ 9km,南北長10km,面積約80 余km2。
 
  曼賀蚌- 曼養廣地熱田: 沿F2、F3斷裂呈一長條形,自北西景洪城南農科所至南東曼賀蚌村南,長約7km,寬約1. 8km,面積約12km2。
 
  2 地熱田地質條件
 
  2. 1 地層巖性
 
  景洪盆地及其周邊山地出露地層主要為二疊系、三疊系上統、第三系中新統- 上新統及第四系等。其中二疊系分布于東部,下統茅口組( P21) 為碎屑巖,上統( P12) 為片巖及板巖; 三疊系上統小定西組( T3x) 分布于南部,其中段為火山碎屑巖夾熔巖,下段為碎屑巖; 第三系、第四系松散巖分布于景洪盆地。
 
  2. 2 巖漿巖
 
  區內巖漿活動強烈、頻繁,巖漿巖類型眾多。從超基性巖到酸性巖,從侵入巖到噴出巖均有出露。
 
  巖漿活動時期主要為華力西期、印支期和燕山期。
 
  其中臨滄- 勐海花崗巖基( γ43 ) 和南聯山雜巖體( δ51 ) 是區內兩大侵入巖體,臨滄- 勐海花崗巖基( γ43 ) 分布于西部,巖性為黑云二長花崗巖、鉀長花崗巖,形成時期為華力西期,主要礦物組合為石英、斜長石、鉀長石和黑云母,副礦物組合為鋯石、磷灰石、榍石和磁鐵礦; 南聯山雜巖體( δ51 ) 分布于南部,巖性以閃長巖為主,包含較多超基性、基性、酸性巖體,形成時期為印支期,主要礦物為斜長石、石英、絹云母、角閃石、黑云母、綠簾石、綠泥石、方解石和鉀長石,副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦。
 
  2. 3 地質構造
 
  熱田區處于岡底斯- 念青唐古拉褶皺系與唐古拉- 昌都- 蘭坪- 思茅褶皺系南延部分接合部位的景洪弧形構造中。瀾滄江深斷裂縱貫其間,為兩個構造單元的分界線。其北起西藏境內,向南經藏滇邊界處的梅里雪山埡口附近進入云南,再經碧羅雪山、崇山東麓,過功果橋、小灣、景云橋,基本上沿瀾滄江河谷延伸,再經景洪到大勐龍西南進入緬甸境內。斷裂帶在云南省境內長約800 余千米,走向北北西- 近南北向,中部走向變化較大,在云縣西北形成明顯的大拐彎,總體顯示出S 型斷裂形態( 王國芝等, 2001; 王紹晉等, 2007) 。區內的瀾滄江深斷裂( F1) 僅是它的南段,斷裂總體呈南北向,由一寬數百米的糜棱巖帶和破碎帶組成,該斷裂對兩側地質作用具有顯著影響。斷裂西側主體為臨滄- 勐海花崗巖基和元古界中- 深變質巖系,斷裂東側則主要是古生代和中生代沉積巖系和火成巖,其變質程度也明顯低于西側( 楊岳清等,2006) 。瀾滄江深斷裂是滇西中生代紅色盆地的西界,它嚴格地控制著盆地的形成和發展( 雷德俊, 1987) 。景洪盆地處于弧形構造中弧頂部位。以弧形轉折端的東西向橫斷裂F22為界,北部構造線方向為NNW - SSE 向,南部則逐漸轉為南北向及NNE - SSW 向。
 
  2. 4 熱儲層熱儲蓋層
 
  景洪盆地作為受控于瀾滄江深斷裂( F1) 的一斷陷盆地,其熱儲結構在該斷裂東西兩側地區有所不同。F1斷裂以西嘎灑- 曼達- 曼邁地熱田,熱儲層為臨滄- 勐海花崗巖體,埋藏深度375 ~ 1000m,蓋層為第四系殘坡積層、花崗巖風化層及元古界變質巖殘留頂蓋。F1斷裂以東曼賀蚌- 曼養廣地熱田,熱儲層為南聯山雜巖體,埋藏深度300 ~ 550m,蓋層主要為厚層的第三系、第四系松散堆積層。兩地熱田水質特征相近,地熱水化學類型以HCO3·CO3 - K + Na 型為主,其次是HCO3 - K + Na 型。礦化度在0. 188 ~ 0. 332g /l 之間。PH 值多在9 ~ 10. 7之間,少數為7 ~ 7. 5,有隨水溫增高而增大的特點( 表1) ①。
 
  3 地下熱水地質成因
 
  相關研究成果表明,地熱資源的形成、埋藏和分布大多與區域構造斷裂、基底埋藏深度及深部地層巖性等密切相關,地熱田所處的地質構造部位、基底埋藏特征、地層巖性特征、巖漿活動與新構造運動、地熱水儲存和運移特征等即為地熱形成的控制因素( 耿莉萍,1998; 黃樹峰等1999; 韓湘君等,2002; 多吉, 2003; 燕振芝等,2003; 施尚明等,2004; 王貴玲等,2004; 吳建國等,2007; 華建偉等,2007; 周衍龍等2007) 。據此,綜合前述資料,認為本區地下熱水的形成與下述三個因素有關:
 
  ( 1) 大氣降水的入滲補給為地熱水提供了豐富的水源本區降雨量充沛,大氣降水在基巖裸露區沿斷裂帶及節理、裂隙帶向下滲透,被深部熱源加熱后形成地熱水。
 
  ( 2) 活動性斷裂構成了地熱水深循環的通道本區較大的5 條斷裂: F1、F2、F3、F5及F22,切割深度較大,均具有活動性。尤其是瀾滄江深大斷裂( F1) ,在景洪一帶呈向東凸出的弧形構造,斷裂破碎帶較寬,深達硅鎂層,具多期活動的特征。這些斷裂構成大氣降水下滲及地熱水上升的通道,控制著地下熱水的形成。
 
  ( 3) 廣泛分布的巖漿巖體為地熱水提供熱能來源地球化學研究表明,地球的熱源絕大部分來自深部巖石中放射性同位素的蛻變。其中U238、U235、Th232及K40等少數放射性同位素在地球中有較大的豐度和較高放射性熱效率,對地熱的形成具有極為重要的意義,因而被認為是穩態熱源( 徐世光等,2009) 。本區存在有巨大的華力西期臨滄- 勐海花崗巖體及印支期南聯山雜巖體,加之二疊系- 三疊系地層中的火山噴發巖,這些中酸性巖石中的放射性元素鈾、釷、鉀蛻變所釋放的熱能為地熱水提供豐富的熱源
 
  因此,本區地下熱水的成因類型屬巖漿巖- 構造斷裂型。
 
  4 結論及建議
 
  ( 1) 景洪盆地地熱資源較為豐富,以瀾滄江深大斷裂( F1) 為界,可以劃分為曼賀蚌- 曼養廣地熱田和嘎灑- 曼達- 曼邁地熱田東西兩個地熱田。
 
  ( 2) 西部的嘎灑- 曼達- 曼邁地熱田熱儲層為臨滄- 勐海花崗巖體,蓋層為第四系殘坡積層、花崗巖風化層及元古界變質巖殘留頂蓋。東部曼賀蚌-曼養廣地熱田,熱儲層為南聯山雜巖體,蓋層主要為厚層的第四系沖洪積層。
 
  ( 3) 本區大氣降水提供了地熱的水源,活動性斷裂構成地熱水深循環的通道,分布面積較大的巖漿巖體為地熱水提供豐富的熱源。上述因素表明,地下熱水的成因類型屬巖漿巖- 斷裂構造型。
 
  ( 4) 當前,本區地熱資源開發利用程度還很低,建議下一步對地熱資源量進行綜合評價,劃分地熱開發利用區,科學管理,合理開發地熱資源,為城市經濟的發展提供有力的支撐。