广东龙门永汉地区地质特征及地热勘探方向

陈东 牛慧麟

摘要：龙门县地热资源丰富，境内具有两个明显地热分布带：一个是北西向分布的龙门—蓝田地热带，另一个是呈北东向展布的永汉—龙华地热带，其地热资源潜力巨大，但勘探程度相对较低，本次通过系统分析研究了永汉地区的地热地质条件，特别是控热断裂构造判别，并指出了今后地热勘探的方向，为具有地热潜力但未开采的区域开展地热资源评价提供了依据，从而更好地摸清永汉地热资源家底，提高地热资源对温泉产业的保障能力。

关键词：地质特征；地热资源；控热构造；勘探方向；广东龙门

1.引言

地热资源是高清洁度的绿色能源，具有分布广、储量巨大、可再生和开发利用环境影响小等特点，其开发前景广阔，市场潜力巨大。开发利用地热资源成为当今应对全球气候变化、发展低碳经济和旅游休闲经济的重要方向，对缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要的现实意义和长远的战略意义。龙门县位于广东省中部，地处珠三角东北部，隶属惠州市，面积2295km2。2019年全县常住人口31.88万人，全县生产总值166.41亿元，同比增长3%，其中旅游总收入96.9亿元，同比增长21%。近年来，龙门县丰富的温泉资源得到科学开发利用，如南昆山温泉大观园、龙门铁泉、尚天然温泉、地派温泉等15个温泉产品，形成了以温泉养生和森林度假为龙头的旅游产业链群，先后获得了“广东省旅游强县”“广东省旅游特色县”“广东省国民旅游休闲示范县”“中国最佳温泉养生旅游名县”等荣誉称号。永汉地区的温泉旅游更是独具特色，需要旺盛。为此，分析研究永汉地区的地热地质条件和地热资源潜力，为今后精准地进行地热勘探以及合理地进行地热开发利用具有现实的意义。

2.地层条件

研究区出露的地层主要有寒武系（∈）、泥盆系（D）、石炭系（C）及第四系（Q）。

（1）寒武系中上统高滩组（∈2-3g）

该地层主要分布于研究区北东部及南东部，在研究区内只在北部有部分出露，其岩性主要为棕灰色含云母泥质砂岩、粉砂岩与粉砂质页岩及泥质页岩互层。厚度 2427m。该地层产状较为多变。

（2）寒武系中上统水石组（∈2-3sh）

该地层主要分布于研究区东部，其岩性主要为灰白色绢云母页岩、粉砂质页岩与粉砂岩及细砂岩互层，底部夹灰岩透镜体。厚度1600m。其与高滩组（∈2-3g）组成背斜。

（3）泥盆系下统杨溪组（D1-2y）

该地层主要呈长条状分布于研究区东部，大致呈北东向展布，其岩性组成主要为：下部由砾岩、含砾中粗粒（长石）石英（杂）砂岩、细砂岩为主体，间夹粉砂岩，粉砂质泥岩，局部呈互层或呈透镜体，底部砾岩不整合覆于寒武系地层之上；中上部中厚层状细砂岩、（泥质）粉砂岩互层局部呈夹层；上部为粉砂质泥岩局部夹泥质粉砂岩。厚度589m。地层总体走向为北东—南西向，倾向为北西和南东的地层均可见到，倾角35°～70°。

（4）泥盆系下统老虎头组（D1-2l）

该地层主要分布于研究区东部，在北部也有小面积出露，其岩性组成为：紫红色中—厚层状含砾粗砂岩、中粗粒砂岩、细砂岩为主，少量粉砂岩、粉砂质泥岩。厚度190m。地层总体走向为北东—南西向，倾向主要为北西向，倾角60°～85°。

（5）泥盆系中统春湾组（D2-3ch）

该地层主要分布于研究区东部，大致呈北东向展布，其岩性组成为：土黄、紫红、灰白等杂色厚层状细粒石英砂岩与中厚层状粉砂质板岩不等厚互层或呈夹层组成。厚度664m。地层总体走向为北东—南西向，倾向北西和南东的地层均较常见，倾角较陡，总体大于60°，局部产状近直立。部分区域产状多变，较为复杂，形成一些小褶皱。

（6）泥盆系上统天子岭组（D3t）

研究区内天子岭组地层全部为第四系所覆盖，推测以北东—南西走向的长条状分布于研究区中东部区域。岩石以灰白、灰紫、灰绿、紫红色中—厚层状为主，少数厚—巨厚层状、砂泥质灰岩、（钙质）砂岩、粉砂岩夹薄层钙质页岩、细粒石英砂岩组成。地层走向北东，陡倾，倾角在80°以上，地层厚度100m。据区内已有热水钻孔的岩芯揭露，可见较多泥质灰岩、钙质砂岩、钙质页岩等，局部钻孔岩芯较破碎，可見较多方解石脉及少量石英脉。灰岩，呈灰白、灰、灰黑色，泥晶结构，条带状构造、层状构造。矿物成分：主要由泥晶方解石，含量38%～40%；重结晶白云石，含量28%～30%、重结晶方解石，含量4%～5%；绿泥石，含量21%～22%；黄铁矿，含量2%～3%。次生变化有：主要白云石化、绿泥石化、方解石化、黄铁矿化等。

（7）泥盆系上统帽子峰组（D3C1m）

帽子峰组地层在研究区内分布广泛。其岩性组成为：上部中—厚层状细（中）粒长石石英砂岩或粉砂质细砂岩，间夹泥质粉砂岩、粉砂质泥岩或呈互层，中下部细粒（长石）石英砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩互层或呈夹层。厚度>530m。在研究区内围呈北东—南西向长条状分布于该区中部，外围主要分布在研究区南部裕丰—前锋村—苏村等一带，及北西部锦城村以西的丘陵山区。研究区内围地层总体走向为北东向，倾向北西和南东向的地层均可见，倾角40°～90°。

（8）石炭系下统石磴子组（C1sh）

研究区内天子岭组地层全部为第四系所覆盖，推测以北东—南西走向的长条状分布于研究区中北部区域。其岩性组成为：灰—灰黑色泥晶灰岩，生物泥晶灰岩，泥晶粉晶灰岩。厚度>95m。泥晶灰岩，呈灰黑色，泥晶结构、生物碎屑结构，层状构造。矿物成分：主要由泥晶方解石，含量53%～55%；生物碎屑，含量31%～33%，已由泥晶方解石充填，插入石膏试板干涉色不变，周围由泥晶方解石胶结；其次重结晶方解石，含量8%～10%；炭质物，含量1%～2%。

（9）石炭系下统测水组（C1c）

测水组地层主要分布于研究区中北部地区。其岩性组成主要为：灰色粉砂质页岩、页岩、黄色细砂岩夹劣质煤，含腕足类。厚度109m～267m。研究区内围中北部该地层以北东—南西走向呈长条状分布，走向总体为北东向，倾向北西，倾角25°～35°。研究区外围中北部地层产状变化复杂，倾向和倾角变化均较大。

（10）第四系（Q）：广泛分布于研究区内，以Ⅰ、Ⅱ级阶地的河谷平原冲洪积砂砾、亚砂土、砂、粉质黏土为主，部分区域可见上细下粗二元结构。

2.构造条件

研究区位于华夏地块南部边缘，处在北东向河源深断裂带、恩平—新丰断裂带和东西向佛冈丰良深断裂带所夹持部位（图1）。区域内褶皱构造和断裂构造较为发育。构造形迹以北东向、北西向为主，东西向次之，南北向表现最弱。

（1）褶皱构造

研究区内褶皱主要为有永汉向斜和麻榨背斜。永汉向斜出露于龙门麻榨一带，长约11km，宽约4km，轴部为石炭系石地层，两翼为泥盆系地层，褶皱轴走向约20°。麻榨背斜出露于龙门麻榨热水村一带，两翼产状在40°左右，北东翼有次级褶皱的发育，因而展露颇宽。北西端地层产状转折而倾向北西，倾角约60°，构成封闭倾伏的形态。

（2）断裂构造

区域内深大断裂构造为东西向佛冈—丰良断裂，断层性质为压性，出露长30km，宽20m～70m，整体走向近东西，倾向北，主要为压性，沿断裂带有一系列成群的冲断裂，倾向北、倾角较陡，发育糜棱岩化、片理岩化、角砾岩化带。新丰江岩体追寻该断裂而入侵。研究区内主要断裂构造为北东向的永汉断裂组。依据物探探测及钻探揭露资料，结合区域地质、地形地貌特征、天然温泉出露等情况综合分析，该断裂组由六条北东向断裂F1-3、F1-4、F1-5、F1-6、F1-7、F1-8组成。

F1-3：位于隔陂西部，走向北东47°。在北部富力养生谷附近出露，断裂带宽度约12m，断裂带内沿断层上盘见宽约2.3m的断层角砾岩，断裂带内具分带性，从上盘往下盘，分别为硅化带、构造角砾岩带、硅化蚀变带、断层泥。往南部隔陂村附近延伸进入第四系，地表未出露，断裂宽度变窄，根据物探推断，倾向变为南东117°，倾角63°～75°。根据物探资料，F1-3断裂切割深度大，可能切割进入下部花岗岩体。

F1-4断层：位于隔陂东部，为一隐伏断裂，物探推测长度大于2.1km，走向北东，北东段倾向北西270°，南西段有反倾现象，倾向南东120°，总体倾角63°～75°。

F1-5断层：位于马星勘西部，走向北东，倾向北西300°，倾角76°～81°。断层附近岩石发育一系列密集裂隙带，裂隙带基本直立，裂隙面见绿泥石化、黄铁矿化且溶蚀现象明显。

F1-6断层：位于马星东部，走向北东，倾向南东125°，倾角73°～85°，主要表现形式为密集裂隙带和溶洞，沿裂隙面见钙质结晶、铁质浸染，局部绿泥石化、黄铁矿化现象，有溶蚀现象。

F1-7断层：位于隔陂中心部位，走向约30°，倾向北西，断裂带内主要为构造角砾岩，角砾为砂岩。是隔陂主要控热构造。

F1-8断层：走向约35°，倾向约215°，倾角约75°，该断层，断裂带内为碎裂岩，断裂带部位溶洞发育，含热矿水，为马星主要控执断裂。

3.侵入岩条件

研究区出露早白垩世花岗岩（K1r），大面积分布于梅州水库北侧、西侧，在梅州水库南东侧也有零星出露。岩性主要为中细粒花岗岩，岩石呈灰白色，中细粒花岗结构，块状构造，主要由钾长石、石英、斜长石组成。局部亦见有中粗粒花岗岩、花岗伟晶岩出露，出露面积不大；岩体与围岩多呈侵入接触，部分地段接触接线明显，从平面上看出露岩体粒度变化呈细粒—中粒—粗粒的变化规律；岩体与围岩接触段多为细粒花岗岩，远离围岩粒度逐渐变粗，部分地段甚至形成粗粒花岗岩、花岗岩伟晶岩。区内部分地段岩体与围岩亦见有断层接触，接触面见有构造角砾岩、黄铁矿化、辉钼矿化、萤石矿化等现象。区内岩体出露地段较为集中，岩体多侵入石炭系下统测水组地层，局部见有断层接触。

4.水文地质条件

永汉地区地下水的赋存及分布，主要受地质构造、地层岩性、地形地貌、气象水文等因素条件控制。研究区内地下水划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、层状岩类裂隙水和岩浆岩类裂隙水四大类。本区自晚元古代以来，在漫长的地质历史时期中，经历了多次构造运动，不仅在区内形成了纵横交错的断裂构造带、剧烈的褶皱和支离破碎的地层岩石，而且加上后期内外地质引力作用，使基岩的构造裂隙和风化裂隙進一步发育。永汉河流域、油田河流域等地伴随地壳下降沉积了一套河流冲积相松散沉积层。其中，裂隙发育的岩层及松散沉积层中孔隙性、透水性较好的砂、砾、卵石层，是主要的含水层和地下水储存运动之场所。

5.结论

（1）研究区地热地质条件良好，出露的地热点在平面上与永汉断裂组一致，呈带状分布，认为北东向永汉断裂组为主要的控热构造。

（2）研究区石炭系下统测水组（C1c）、泥盆系上统天子岭组（D3t）灰岩裂隙溶洞发育，认为它们是主要的热储层。地热流体沿断裂运移上升至浅部后，向溶洞隙发育地段扩散形成形态比较复杂的热储层位。

（3）研究区马星、隔陂、油田一带处于永汉向斜和麻榨北斜交汇部位，也恰好于永汉断裂组上，构造裂隙极期发育，是地热勘探的最有利靶区。

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