浅议张家口市阳原县三马坊乡澡洗塘村一代温泉形成原因

1 浅议张家口市阳原县三马坊乡澡洗塘村一代温泉形成原因浅议张家口市阳原县三马坊乡澡洗塘村一代温泉形成原因 作者 张志强作者 张志强 2010 年年 12 月月 8 日日 摘要 摘要 2010 年 11 月 29 日 12 月 4 日 本人在阳原县三马坊 乡澡洗塘村一代发现有大量热泉涌出 由于我是学水文专业的 对 此现象比较敏感 由此引发了我的好奇心 于是我决定一探究竟 在这 5 天时间里我通过自己的亲身观察与思考 通过走访询问和野 外工作后回到单位后又查阅了大量的资料 由此写成此文 本文主 要通过分析各种成泉要素 最终得出了澡洗塘村一代温泉形成原因 区域概况 区域概况 阳原县三马坊乡温泉水区位于阳原县东部 东 距北京 250 公里 西连晋蒙 100 多公里 该区域交通便利 除 109 国道 宣大高速 大秦铁路外 207 国道和张石高速 京化高速均 穿越该区 区域地质简述区域地质简述 本区所处的大地构造位置为中朝准地台北部 包括两个次一级的构造单元 阳原县城以东属燕山台褶带 以西属 山西台背斜 本区即属燕山台褶带 自然地理情况概述自然地理情况概述 本区地处华北平原与蒙古高原过渡带 阴山余脉与恒山余脉复合处 桑干河自西向东横贯 本区 呈两山 夹一川的狭长盆地 阳原县海拔最高点 2045 9 米 最低点 778 米 平均海拔 1100 米 本区地表径流由裂隙水汇聚而成 水质较 好 无污染 纯净甘甜 供当地人们饮水和灌溉之用 区域构造特征与区域稳定性分析区域构造特征与区域稳定性分析 阳原县三马坊地区位于 2 马市口 松枝口大断裂和桑干河断裂交汇处的西北侧 属四级构造单 元天镇台穹内 根据地质分析 马市口 松枝口大断裂具有继承性活 动 断层向北东倾 属正断层 其它部位被第四系沉积物覆盖 详见图1 根据河北省地矿局1989年多波段卫星像片资料判释和推测桑干河断 裂走向北东 属祁吕系桑干河压性断裂带 控制着阳原盆地的生成与 发展 具有南侧上升北侧下降的活动特征 挽近显张性 上覆第四系厚 度一般在100 300m 图1 三马坊地区构造略图 1 大断裂 2 一般断裂及推测断裂 3 断陷盆地 4 温泉井及编号 5 河流 F1 马市口 松枝口大断裂 F21 桑干河断裂 F22 蔚县 延庆断裂 F23 下花园 断裂 3 由此图可发现本区断层构造特别发育 其中主要有北东至北东 东向 北北东向和北北西向三组 它们控制了本区地貌的形成和演 变 下面分别介绍一下这几大断层 一 北东东 或北东 向断层 桑干河断层 一 北东东 或北东 向断层 桑干河断层 桑干河断层 断层走向 70 倾向北北西 倾角 70 左右 南盘上升 北盘下降 为正断层 断层面上有擦痕 指示断层有垂 向和斜向运动 这一断层控制了阳原盆地的南界 古老地层在本区构成桑干河大背斜 背斜核部为太古界变质岩 系 两翼为上元古界 下古生界和中生界沉积岩系 在大背斜南翼 有次一级的蔚县向斜 向斜核部为中生代地层 两翼为上元古界和 下古生界沉积岩系 在喜马拉雅运动期间 桑干河大背斜和蔚县向 斜核部断落 分别形成大同 阳原盆地和浑源 蔚县盆地 盆地中 堆积巨厚的新生代沉积 二 北北西向断层 壶流河下游断层 二 北北西向断层 壶流河下游断层 壶流河下游断层 该断层由一系列相互平行的断裂组成 是控制壶流河地堑的断裂系统 图图 2 2 大同大同 阳原盆地断裂系统图阳原盆地断裂系统图 4 区域地层特征 0 6m 为粉质粘土 6 48m 为砂卵砾石 局 部夹泥砾石 为河流相沉积 48 149m 为浅灰绿色为主 局部浅棕 色粉质粘土与淤泥质粘土互层 为典型的泥河湾组地层 149m以下为 泥砾石 角砾石层 其成分主要为燧石块 燧石条带白云岩类以及经 变质重结晶的燧石角砾岩类 一般碎块大小25 60mm 左右 见图3 孔 隙较大 可视为裂隙状 角砾岩底界未揭穿 根据以往地震勘探资料 本区底界埋深大于200m 基底为太古界片麻岩 详见图4 图 3 角砾碎块及岩屑 阳原 ZK1 井淤 2009 5 图 4 钻机揭露本区地层情况 6 区域水文特征区域水文特征 阳原境内河流属海河流域永定河水系 其 中 桑干河源自山西宁武县管冷山下 直线流程80 km 曲线流 程 103 75 km 流域面积 1777 km2 本区钻深 200 米左右水温即 达 40 左右 该含水层为高压承压水 单井自流量均在100m3以 上 经北京市水文地质工程公司检测表明 温水矿化度为 1 3 克 升 水中含有钾 钠 钙 镁等 30 多种对人体有益的化学元素和成分 属于偏硅酸 锌 锶型饮用天然矿泉水 温泉成因探讨温泉成因探讨 形成温泉必须具备地底有热源存在 岩层中 具裂隙让温泉涌出 地层中有储存热水的空间三个条件 温泉的形成 一般而言可分为两种 一种是地壳内部的岩浆 作用所形成 所以此种原因形成的泉多为硫酸盐型 岩浆喷发 含有大量的 S S 遇空气易形成 SO2 SO2遇水或水蒸气极易形成 H2SO4 二则是受地表水渗透循环作用所形成 也就是说当雨水降 到地表向下渗透深入到地壳深处的 含水层形成地下水 地下水受 下方的地热加热成为热水 深部热水多数含有气体 当热水温度 升高 上面若有致密 不透水的岩层阻挡去路 会使压力愈来愈 高 以致热水 蒸气处于高压状态 一有裂缝即窜涌而上 热水 上升后愈接近地表压力则逐渐减少 由于压力渐减而使所含气体 逐渐膨胀 减轻热水的密度 这些膨胀的蒸气更有利于热水上升 上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力 静水压力差 反复循环产生对流 在开放性裂隙阻力较小的情况 下 循裂隙上升涌出地表 热水即可源源不绝涌升 终至流出地 7 面 形成温泉 结结 论论 根据以上区域地质 水文 自然地理 地层特征等 情况和成泉的各种因素分析我们可初步得出这样的结论 阳原县 三马坊一带位于大同 阳原盆地 这样就为泉水的存在提供了 储 水空间 而古老地层的变质作用则为温泉的形成提供了 源源不断 的热源 本区发育的各种大小断裂构造则为泉水的涌出提供了通 道 由此我们可以模拟出温泉的涌出过程 本区盆地构造接受大 气降水沿断裂破碎带缓慢深循环加热 溢出基岩后赋存于第四系 泥河湾区砂砾石层及断裂接触带的角砾岩堆积物中 由于上部隔 水层覆盖层厚度大 封闭了基岩热水的上移 形成高压承压水