第３３卷第５期２０１８年１０月
资源信息与工程
Ｖｏｌ．３３№５Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１８
昆明地热田地质特征及成因分析
刘丽萍，王旭峰
（云南省有色地质局勘测设计院，云南昆明６５０２１７）
摘 要：昆明地热田系指由南北向的普渡河—西山断裂与白邑—横冲断裂间的断陷盆地内，属层状埋藏型。该地热田热储层为∈１ｃ１和Ｚ２ｄｎ两层，∈１ｃ１属裂隙含水层，主要开采层为Ｚ２ｄｎ白云岩热储层。本文对昆明地热田的地质特征及成因进行了详细分析。中图分类号：Ｐ３１４
关键词：昆明地热田；地质条件；热源；热储构造；成因模式
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６－２３３９（２０１８）０５－００６０－０２
１ 区域地质背景
昆明地热田系指由南北向的普渡河—西山断裂与白邑—横冲断裂间的断陷盆地内。地表及浅层分布新生界松散层，其下为中生界—古生界砂页岩及碳酸盐岩冷水含水层，再下以∈１ｃ、∈１ｑ为隔热隔水盖层，Ｚ２ｄｎ白云岩以内、温度大于４０℃的范围称之为昆明地热田。热田垂向结构层可分为四层：新生界松散堆积构造层、上古生界碳酸盐岩冷水强循环构造层、下古生界以页岩为主的相对隔水构造层、碳酸盐岩热水弱循环构造层。
昆明地热田已探明的分布面积约３７５ｋｍ２，热储层厚为热储层，组成一个完整热储构造。热储层埋深２０００ｍ
构造，一般规模巨大，延长数十至数百公里，断距深数十公里，沿断裂带多有岩浆岩侵入或流出。自西向东呈断阶状排列，在各地史时期控制了各时代沉积物由西向东的岩相变化。东西向构造分布于北纬２３°～２６°间，由于受到其他体系构造的严重干扰和破坏，连续性差。南北向断裂按其成生关系可分为普渡河—西山断裂带及小江断裂带。对地热有明显控制的断裂包括西山断裂：即西山断裂束之主干，走向近南北呈缓波状延伸，倾向东，倾角约７０°。断裂破碎带一般宽数十米至数百米。以白鱼口出露较好，破碎带全由陡山沱组、南沱组、澄江组的砂岩角砾混杂组成。上盘为∈１ｃ砂页岩，下盘为Ｐ２β玄武岩，角砾成分复杂，以砂岩、白云岩及玄武岩为主，上部岩石破碎。下盘玄武岩蚀变现象明显，以碳酸盐化及绿泥石化为主。从上述特征分析，断裂性质多为压扭性。黑龙潭—官渡断裂为黑龙潭断裂束之主干，纵贯热田中部。２．３ 热储结构特征
Ｚ２ｄｎ热储层为元古界变质岩系之上的第一个碳酸
度３３０～４６０ｍ，顶板埋深４００～１５００ｍ，热储温度４５～７３℃。该地热田热储层为∈１ｃ１及Ｚ２ｄｎ两层，∈１ｃ１属裂隙含水层，富水性较差，厚度也较薄，且温度达到４０℃以上的块段分布面积有限，因而很少作为供水目的层进行开采，主要开采层为Ｚ２ｄｎ白云岩热储层。
２ 地热田地质特征
２．１ 地热田地层及富水性
昆明地热田缺失了中生界、下泥盆统、志留系、奥陶系及上寒武统地层，其余地层均有揭露，碎屑岩地层及玄武岩层除∈１ｃ１外，含水性均较差，构成了地热田的良好砂土、砾砂层，黏土质粉砂层，浅部湖积层有泥炭质土、草煤，土层均匀性差，相变大，厚度约１９０ｍ。含孔隙水，富水性弱～中等。主要热储层为震旦系灯影组（Ｚ２ｄｎ）：浅灰、灰白色中厚层、厚层状粉晶、细晶白云岩、白云质灰岩、硅质白云岩，中部旧城段厚度约４０．０ｍ，钻孔揭露深度６９８ｍ，岩性为紫红色白云质页岩、泥岩，岩溶裂隙发育，富含岩溶水。２．２ 地热田构造
滇东地区位于经向构造体系与纬向构造体系交汇部位，形成“十”字架型构造格架。南北向构造为区内主要隔水、隔热层。第四系、第三系主要为灰色、褐灰色黏土、
盐岩沉积盖层，岩石比重２７．２ｋＮ／ｍ３，平均孔隙度３．５％，造运动，裂隙极为发育，破碎呈大小不等的碎块，溶隙、溶孔等溶蚀现象较为发育，含丰富的岩溶裂隙水，明显具承３．０ｍ／ｄ。该层在盆地中分布稳定，一般埋深４００～１０００ｍ，厚３７０～６６０ｍ，形成一透水性、富水性均较好的层状热储层，见图１。３．１ 热源
云南东部地处地壳增厚带，总趋势向北递增，岩浆活动微弱。昆明附近地壳厚约５０ｋｍ，处于相对凸起带，有１．５ｋｍ，基岩包括变质岩系厚１６ｋｍ，花岗岩壳厚７．５ｋｍ，利于侧向热流的汇集。昆明盆地松散盖层及风化岩厚压性，单井涌水量一般５００～１２００ｍ３／ｄ，渗透系数０．１～
热传导率５．１Ｗ／（ｍ·℃）。岩石经历古生代以来多次构
３ 成因分析
其中所含大量的２３２Ｔｈ及４０Ｋ放射性同位素蜕变产生的
作者简介：刘丽萍（１９８３－），女，云南大理人，本科，水工环工程师，主要从事技术质量管理。
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图１ 昆明地热田结构示意图
１—Ｎ⁃Ｑ新生界松散堆积盖；２—上古生界碳酸盐岩冷水层；３—下古生界砂岩相对隔水层；４—Ｚ２ｄｎ热储层；５—断层及编号
巨大热流，即为地热田的热源（张世富等，１９８９）。昆明地热田的储热层展布大致与昆明盆轮廓一致，由东部白邑—横冲断裂及西部普渡河—西山断裂共同作用，形成断陷盆地。盆地内的南北向大断裂是地下水进行对流循环的通道，并通过断裂向上运移进行热扩散，使断裂带及两侧地层升温，从而使地下水得到增温。次一级断裂将储热层进一步切割成若干块段，因各个块段基底各不相同、储热层埋藏深度不一，导致各块段热储温度差异明显，一般靠近断裂带附近的地温梯度和储热温度较高，远离断裂带时地温梯度及温度则相对较低。３．２ 构造通道
断裂构造控制了盆地第四系沉积环境及厚度，决定着热储层良好盖层的分布。滇东地区几条南北向断裂深切地壳５０ｋｍ以上，是导通深部热源的主要通道，因而在具备盖层的数个断裂盆地中都形成了层状低温地热田；东西向构造连续性差，被南北向断裂所。普渡河断裂呈南北向纵贯昆明盆地，倾向东，长３００ｋｍ，挽近期活动迹象明显，控制了昆明盆地基底形态及地层展布。３．３ 成因模式
断裂、官渡断裂，断层局部地段呈高值流入Ｚ２ｄｎ含水层，其中所含地下水被封存，吸热后水体被加热，然后温度向四周传递扩散，形成具高温中心的封闭圈状晕。３．４ 地层结构
昆明地热田垂向结构层可分为四层：浅部为新生界松散层，最大厚度１０００ｍ以上，地温梯度较高，平均５．０℃／１００ｍ，透水性较差；其下为中生界⁃古生界砂页岩及碳酸盐岩层，岩溶发育，连通性好，地下水循环交替强烈，
热储层水温受断层控制，大地热流在蛇山断裂、盘江
水温一般１６～２０℃，有随深度加大温度增高之势，平均地温梯度仅０．８℃／１００ｍ；再下为下古生界∈１ｃ、∈１ｑ砂页岩层，地温梯度３．４８℃／１００ｍ，构成热储直接盖层；热储层由Ｚ２ｄｎ硅质白云岩组成，构造裂隙发育，构成储水空间，热导率５．１Ｗ／（ｍ·℃）。
４ 结论
昆明地热田属于层状埋藏型，热储温度４５～７３℃，４０Ｋ放射性同位素蜕变产生的巨大热流，热流的传递主要是通过蛇山断裂、茨坝—盘龙江断裂、黑龙潭—官渡断裂及厚大的变质岩系进行传导。
地热水是在很长的地质历史时期内形成的宝贵资源，开采使用之后，很难在短期内得到恢复。现阶段开采密度和强度较大，超采严重，地下热水的水位持续下降，应适当减少和控制开采量。
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热源主要来源为厚大的变质岩系中所含大量的２３２Ｔｈ及
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