丰宁县喇嘛山泉水地热地质条件及成因研究_崔娅杰.pdf

DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 009丰宁县喇嘛山泉水地热地质条件及成因研究崔娅杰1，王来宾2，张银妹2，王艳艳2(1 河北地矿第三水文工程地质勘查有限公司，河北 衡水 053000;2 河北省地质矿产勘查开发局第三水文工程地质大队，河北 衡水 053000)摘要为研究河北承德市喇嘛山泉水成因机理，探寻地热可能性，对研究区地热地质条件及水化学特征进行调查，查明丰宁县喇嘛山泉水地质构造条件与水水化学特征，对泉水成因进行分析，推断热异常反应及地热可能性。结果可知:喇嘛山泉水沿侏罗系张家口组凝灰质砾岩边缘坡积物缓慢渗出，泉水最高温度 19 49，小于 25，无法达到地热资源温度分级最低标准，不构成地热资源;除泉水外喇嘛山周边暂无明显地热异常反应，喇嘛山地区水化学类型为 HCO3 Ca 型水，地下水水岩反应程度不高，为浅循环水体。研究区水体水化学类型主要受水岩作用影响，接受大气降水补给，受大气降水淋滤作用影响，接触到次生断裂后溢出，但由于张家口组盖层保温作用，温度高于临界温度，无冰期。研究结论为区域地热资源开发利用提供一定参考。关键词地热地质调查;水化学特征;山泉水;成因分析中图分类号P314 1文献标识码A文章编号1004 1184(2023)03 0029 03收稿日期2022 11 14作者简介崔娅杰(1997 )，女，河北衡水人，助理工程师，主要从事水文地质方面工作。Study on the geothermal geological conditions andgenesis of Lama mountain spring in Fengning countyCUI Ya jie1，WANG Lai bin2，ZHANG Yin mei2，WANG Yan yan2(1 The Third Hydrologic Engineering Geological Exploration Co，LTD，Hengshui 053000，China;2 The ThirdHydrological Engineering Geology Brigade，Hebei Geological and Mineral Exploration and Development Bureau，Hengshui，Hebei 053000)Abstract:In order to investigate the genesis mechanism of the Lama Mountain spring in Chengde City，Hebei，and to ex-plore the geothermal possibilities，the geothermal geological conditions and water chemistry characteristics of the study areawere investigated，the geological and structural conditions and water chemistry characteristics of the Lama Mountain spring inFengning County were identified，the genesis of the spring was analysed，and thermal anomalies and geothermal possibilitieswere inferred The results show that the Lama Mountain spring water slowly seeps out along the tuff conglomerate margin of theJurassic Zhangjiakou Formation，and the maximum temperature of the spring water is 19 49，which is less than 25 andcannot meet the minimum standard of geothermal resource temperature classification，and does not constitute a geothermal re-source;Apart from the spring，there are no obvious geothermal anomalies in the vicinity of Lama Mountain，and the waterchemistry in the Lama Mountain area is of the HCO3 Ca type The water chemistry type of the water bodies in the study areais mainly influenced by water rock action，receiving recharge from atmospheric precipitation，influenced by atmospheric pre-cipitation leaching and overflowing after contact with secondary fractures，but without ice ages due to the insulation effect of theZhangjiakou Formation cover，which is above the critical temperature The findings of the study provide some reference for thedevelopment and utilization of regional geothermal resourcesKey words:Geothermal geological survey;Water chemistry characteristics;Mountain spring water;Causal analysis0引言承德市依靠地热温泉发展旅游观光、休闲度假、温泉疗养等综合开发项目，前景广阔，取得了很好的经济和社会效益。因此，在地方政府的大力支持与指导下，丰宁满族自治县立足生态资源的优势和潜力做足开放文章，大力发展清洁能源产业与生态旅游健康养老业绿色产业，全力打造县域经济发展的核心竞争力。喇嘛山泉水位于丰宁满族自治县土城镇西北方向，距离丰宁县城 28 km，泉水常年不断流，无结冰期。本文旨在分析喇嘛山泉与周围其他机民井水质特征的共同点与差异，探讨喇嘛山矿泉的形成机理及条件，初步探寻地热可能性，为有效降低企业开发利用风险提供一定的参考。1自然地理概况研究区位于燕山山脉中部，潮河沟谷中，属温带大陆性922023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay，2023Vol.45NO.3季风气候。地势北高南低，海拔 850 1 090 m，属中低山地貌。潮河沟谷上游断面呈“V”字型，下游呈“U”字型，沟长约40 km，沟道宽 200 500 m，多年平均径流量 0 5 m3/s。上游基岩裸露为花岗岩，下游被第四系冲洪积物覆盖，两侧山坡坡度 25 40。风化剥蚀作用强烈，山顶圆滑，起伏较小，植被一般，主要为灌木类，自然环境良好。2出露地质背景2 1地层研究区出露地层主要为新生界、中生界，其中古生界为张家口组一段(J3z1)灰白色凝灰质砾岩及张家口组二段(J3z2)灰黄色安山质凝灰岩，新生界为第四系第四系冲积、洪积、冲洪积、残坡积及风积砂土、砂砾石、粘性土、碎石土及黄土状土2。2 2构造工作区属东西向新华夏两大构造体系中上黄旗乌龙沟深断裂带，位于上黄旗岩浆岩亚带(25)的西北边缘，后期多次受到构造运动的影响和破坏，岩石破碎，形成压性和压扭性断裂破碎带，伴生有张性及张扭性断裂3。根据物探勘查工作成果，该地存在断裂 F1和 F2，断裂 F1倾向南西，倾角近 75;断裂 F2倾向北西、倾角近 75，应属于上黄旗乌龙沟区域断裂带的次级断裂，沿构造带岩石破碎，地应力相对减小，裂隙发育，具有较好的含水条件。工作区地质图见图1。图 1工作区地质图2 3岩浆岩承德地区岩浆活动频繁，岩浆岩较为发育。岩浆岩期次多、规模大，太古代直到第三纪均有岩浆活动，从出露范围看，以元古代、晚生代和中生代所占比重最大，尤以燕山期岩浆活动最为频繁。工作区为燕山旋回第三期侵入细粒疏斑花岗岩(52)，第三期是燕山旋回最剧烈的一次岩浆活动，其火山喷发和岩浆侵入活动都到达鼎盛时期。与张家口组地层关系密切，与围岩之间界限模糊，甚至呈过渡关系3。钾长石、石英含量较高，岩石具不等粒结构，矿物之间的交代现象普遍，钾长石多为具格子双晶的微斜长石，内部常有斜长石或滚圆石英的包裹体，有交代斜长石的现象，呈现典型的球形风化。岩体与围岩接触带部位，岩石裂隙发育，为矿泉水的出露提供了良好的导水通道。2 4水文地质条件(1)松散岩类孔隙水:地层厚度为 30 40 m，含水介质主要为第四系河流冲积、洪积、冲洪积砂层、砂石层和残破积碎石土，地下水类型为潜水，主要补给方式为大气降水，排泄方式主要为人工开采和侧向径流。(2)碎屑岩裂隙孔隙水:含水层底界埋深在 550 360m，含水介质主要为侏罗系凝灰角砾岩，地下水类型为潜水或承压水，补给方式主要为大气降水补给，排泄方式主要为侧向径流与泉水出露。(3)变质岩裂隙水:含水介质主要为太古界、元古界的变粒岩、片麻岩、变质花岗岩、变质闪长岩，大气降水为主要补给来源，具有径流途径短、排泄迅速的特点，顺势径流、汇集，在地势低洼部位排泄，排泄方式主要为侧向径流与泉水出露。3工作方法3 1地热地质调查地热地质调查面积 6 12 km2。依据 1:5 万地质图成果，对区内及附近出露的地层、构造进行了调查验证，并对岩体的风化状况、裂隙发育情况进行了描述;对机民井的利用段、水温、水位进行详细调查;对工作区出露泉点及地表水位置利用手持 GPS 定点，并利用测温设备对泉水汇集处不同点位进行温度测量。完成地质调查点 3 个，泉调查点 1 个，地表水调查点 1 个，地温调查点 14 个。3 2水化学调查为了查明工作区内地表水、泉水及深层地下水的水质，分析泉的成因等情况，对工作区内地表水及地下水分别进行了水样采集工作。采集出露泉水样 1 件、潮河水样 1 件、机民井水样 3 件，并于 2021 年 4 月 17 日送往谱尼测试集团股份有限公司进行检测和分析对比。取样位置见表 1。表 1水样取样表编号位置高程/m分析项目备注Y001河北省承德市丰宁县土城镇867 4全分析泉水样Y002喇 嘛 山 泉 水 东 北200m862 4全分析地表水样Y003河北省承德市丰宁县窟窿乡高楼村906 6全分析J002 井样Y004河北省承德市丰宁县土城镇四间房村827全分析J003 井样Y005河北省承德市丰宁县土城镇四间房村813 7全分析J006 井样4结果与讨论4 1地热地质调查结果工作区为中山沟谷地貌，植被覆盖率 80%，沟内多被风化坡积物覆盖，出露基岩为侏罗系张家口组凝灰质砾岩和燕山期花岗岩，调查结果见表 2。张家口组凝灰质砾岩，浅灰色，凝灰结构，块状结构，斑晶可见斜长石、云母。燕山期花岗岩，灰红色，斑状结构，块状构造，主要矿物为长石、石英，斑晶为辉石和云母，呈现典型的球形风化。基岩裂隙发育不均，风化程度不一。根据已有资料显示，工作区南侧老龙沟存在逆断层，倾向东南，倾角80，在实际地质调查过程中，由于山坡被植被完全覆盖，该断层只能从宏观上看到断层存在，很难对该断裂进行细致观03第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月察。表 2地质调查点结果表编号地理位置地形地貌特征地层岩性及地质构造D001丰 宁 满 族自 治 县 喇嘛 山