四川石棉县出露温泉的地质特点及勘探定井方法

四川石棉县出露温泉的地质特点及勘探定井方法郑州地象科技有限公司寇凡附近或几十公里内有出露温泉的地方，都会让一些人联想到能否打一口几百米浅中层地热水井获益。殊不知只要没有打到温泉所在断裂构造裂隙上，即使是在温泉几十米处打井也不一定有热水，距离温泉几百米打井失败者更是比比皆是。在查阅石棉县出露温泉分布情况及地质特点时，感觉有必要对出露温泉区域开发浅中层地热资源勘探定井方法，简述一下个人的认知和经验以供参考。一、石棉县出露温泉的地质特点1）石棉县位于青藏高原横断山脉东部边缘、大渡河中游贡嘎山东南麓，属于川滇南北构造带北段地壳活动最激烈的地区之一，域内温泉较为发育，目前已探明的出露温泉及泉群11处，有两处出水量较大，温度30—68℃。温泉资源主要分布于县城中心城区、草科乡、安顺场镇、王岗坪乡、蟹螺乡、栗子坪乡等地，水质类型呈弱碱性、氢化钠型。2）从大渡河断裂岔分出经田湾乡和草科乡的断裂带，为石棉县内主产温泉的断裂带。该断裂带上从北向西南的出露温泉大致有：田湾乡的田湾温泉、幸福村温泉、光华村温泉，草科乡的大热水、小热水、药王庙温泉。从地形图可知，该温泉带起源于西南向大渡河、北东向杜河坝、西东向什月河汇集后流向北的大渡河的交汇处，沿西南向山谷断裂形成的地热异常带。3）南桠河谷——竹马河断裂带，是一条出露温泉减少、但地热异常明显的断裂带。在石棉县民族中学下行三百米处有一口钻井深度300米的地热井，该井日出水量约1350方，出水口水温保持在57℃左右。地质部门勘查结果是该断裂带地热资源较为丰富，预期可能还会找到钻探出更多这样的地热井，只是至今未见报道有新的地热井。从地质图上来看，只是从打成地热井向东南4公里左右这一段断裂带，处在侵入岩、奥陶系、侏罗系等地层交替变化的地质异常区，较为激烈的地壳活动会形成地热地质异常区，尤其是在侵入岩与奥陶系赋水性好的灰岩接触带区域内，更容易打成出水量较大、温度较高的浅中层地热井。4）石棉县境内出露温泉基本上都分布在石棉县城以北区域。县城城区从南桠河谷到竹马河的断裂带上并未报道有出露温泉，只有钻探300米深度的地热井，说明这一断裂带上确实存在地热异常。而在县城以南区域的出露温泉只有栗子坪乡公益海温泉一处，很有可能沿南桠河流域属于间接有地热异常的隐伏断裂带，而与其交汇的竹马河、公益海河都可能存在与之关联的地热异常次级断裂带。二、简论浅中层地热异常区域勘探定井方法1）在出露温泉周围勘探定井。大多数出露温泉的日出水量较少、出口水温低于40度，不能直接利用。若要在温泉附近打浅中层地热水井，获取高于40度可以直接用于洗浴的出水温度和较多的出水量，不能根据可用场地而冒然选择一处钻井。若是不能打在温泉所在裂隙上，可能离温泉几十米、甚至是几米处基本上不会出水；即使是打在温泉所在裂隙上，若是离温泉出口太近、井孔与裂隙相交所在深度位置较浅，水温比出口温度增加不了几度，而且因所遇裂隙相距断裂中心较远、聚水层容量有限，出水量也不会大。因此，要在出露温泉口附近钻探浅中层地热井，就需要以温泉口为中心向外逐步详细勘探，先找到出露温泉所在裂隙及其走向，再沿该裂隙逐步向外扩展追踪勘探，找到其所在断裂构造中心，选择最佳位置及深度定井，才能成功钻取浅中层温度较高的地热水。2）在出露温泉较近范围内勘探定井。许多人认为在温泉附近几百米内打地热井肯定都能成井；有些商家在离温泉几公里开发地热项目，认为只要深度加大一些肯定能打成地热井。无数个失败案例证明这些都是想当然，因没有掌握较多石棉县开发地热井的资料不好举例，仅以承德市七家镇温泉村为例：在上世纪七十年代村民在地温异常处挖至4米时水温已高达97度、热水上涌形成温泉，随后在北十几米处打了一口170多米的热水井，出水温度80度左右日、出水量860方。之后村民在温泉周围300米之内打了近十口水井，较成功的2口井出水温度也不到60度，水温低于40度失败者居多；在几公里内同一主断裂带上出露温泉附近，只有2口300米深度左右的地热井较为成功，而沿主断裂带没有温泉出露处打的300—1200米深度的地热井基本上没有成井的。2017年我们在温泉村北东约2公里、偏离南北向主断裂带的次级断裂上勘探定的地热井，凿井深度730米、水温48度、日出水量400方以上，属于在非主断裂带定井较为成功的中深层地热井。由此可知，在出露温泉较近范围打地热井，最好是找到与其同一个断裂带、并在构造中心定井；若在次级断裂构造中心定井，钻井深度要大、出水温度相对会降低；若是没有找到与温泉相关的断裂构造中心定井，即使是钻井深度再大，出水温度及出水量也达不到成井期望值。3）在温泉同一断裂带较远区域勘探定井。首先，要确定与出露温泉确实是在同一断裂带上，一方面可以根据低高程点连线图及实地勘查来确定，另一方面要从出露温泉附近开始勘探找出断裂构造并判定其规模、深度、赋水性等，然后逐步外推至项目区与勘探结果显示断裂构造情况对比，判断两者是否一致。其次，沿同一断裂带实地勘查出露温泉、已成地热井、不冻暖地、不结冰水塘及河沟等，通过同一深度埋管监测地温、已有水井测温等方法，查找出地温异常区域，再勘探找出断裂构造中心、确定最佳位置定井。再次，在地质图上沿断裂带查看地层变化较大的区段、或侵入岩与沉积岩接触带区域，在现场沿断裂带核实地层属性及地形变化，