活性炭测氡在柏花塘地热水勘查中应用

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1、活性炭测氡在柏花塘地热水勘查中应用　　摘要：氡浓度异常作为地下热储构造的指示，对地热资源勘查的前期论证工作具有指导作用。本文通过活性炭测氡对柏花塘地区的氡浓度异常进行了分析，基本掌握了工作区内的氡气含量背景，工作区内存在地温异常区，初步推测区内至少发育7条断层，且区内地热资源勘查前景较好，为下一步实施地热资源勘查提供了决策依据。关键词：氡浓度异常；活性炭测氡；推测断裂；勘查前景中图分类号：TQ424.1文献标识码：A文章编号：0引言放射性气体自由氡（Rn），受扩散和对流等作用的影响而发生运移，在基岩的破裂构造等岩石疏松或孔隙相对较多的地段，氡气能更迅速的从地下深处运移到地表

2、，所以在断裂破碎带的上方常存在着氡(Rn)的异常。6地下热水的勘探主要是确定储热断裂构造，而氡气测量在断裂构造勘探中具有独特性，地表探测到的氡浓度异常区可较准确地反映地下的地质构造特征。所以，地表所测氡浓度异常是地下储热构造的指示，多个构造的交汇是形成地下热水储存的有利条件，这使得通过土壤氡浓度的富集特征，来探测地下热水的有利远景成为可能。活性炭测氡具有灵敏度高、精度高、抗干扰性强、成本低，易操作等特点，采用此种方法可以确定研究区是否存在地温异常，并推测隐覆断裂构造的分布。本文采用活性炭测氡的方法，基本掌握柏花塘地区的氡气含量背景，确定是否存在地温异常区，推测隐覆断裂构造的

3、分布；确定工作区地热水资源勘查方向，初步评价地热水资源勘查前景。1工作区地质概况柏花塘地区位于江西省德兴市城区东南方向，为德兴市绕二镇管辖，交通便利。工作区属构造剥蚀丘陵区，地形切割中等，山间沟谷较发育，呈拓宽的“U”型谷。区内广泛出露前震旦系双桥山群（Pt2sh）凝灰岩，第四系的冲积物（Q4al）多在山涧、河谷中分布。工作区位于怀玉山褶皱断裂隆起带的西北部，主要受北东向构造带控制，褶皱和断裂发育等。主要发育遂川～德兴深断裂的主干断裂之一，即大茅山—篁村断裂，勘查区内主要构造线呈北东向，温泉出露于北东向断裂（赣东北深大断裂）和北西向断裂的交接复合部位。据区域地质资料北东向断

4、裂（赣东北深大断裂）为压性或压扭性，倾向南东，倾角65~70°左右，在本区以硅化破碎带形式出露于地表，往往形成断层陡崖，硅化破碎带在本工作区出露宽度可见15~20米左右。62工作区氡浓度异常特征为了初步查明工作区断裂破碎的具体位置，本次采用土壤测氡的方法，土壤测氡平面布置采用30×50的网格均匀布置，在工作区布置8条测线，每条线上布置8个测点。经过对野外采集的数据标准化，归一化等处理后，得到研究区土壤氡浓度等值线图，见图1。图1土壤氡浓度平面等值线图通过统计分析土壤氡浓度的分布特征，土壤氡浓度近似服从正态分布，工作区内土壤氡浓度平均值为3776Bq/m3，标准差为2348B

5、q/m3。本次通过剔除特别大或特别小的测量值后，取其平均值作为背景值，以超过背景值的1.5倍标准差的测值作为断层存在的地球化学异常，从而得到研究区内土壤氡浓度背景值（RnB）为3776Bq/m3,异常浓度下限为7298Bq/m3。从图1来看，研究区有3个高值异常点，氡浓度异常呈近圆形的带状分布，主要分布在水系两岸，从土壤氡浓度异常带的分布特征来看，异常带的联线方向与区域断层的走向一致，呈北东、西北走向。通过分析，认为工作区还存在6条推测断裂，其中F2北东向，F3、F4北东东向、F6、F7近北向，F5西北向。综合上述分析，工作区内存在地热异常迹象。3工作区地热前景分析6工作区

6、（柏花塘地区）北东向约2.7公里处出露暖水池温泉。温泉出露于绕二镇双溪水库坝址下游约2公里处，通过勘查发现，在温泉附近的三口地热井（ZK4、ZK5、ZK6）出热水，孔口水温41～42℃（孔内最高45℃），出水量由原来的389立方米/日（温泉），提高到1993立方米/日（干扰井群抽水试验成果）。热水富含偏硅酸（76.54～81.29mg/l）、氟（9.6～13.6mg/l）、锂、锶等微量成分，偏硅酸和氟已达到命名矿水浓度标准。工作区（柏花塘地区）位于暖水池温泉西南，与暖水池温泉同处大茅山～篁村北东向断裂带上盘（南东盘）。处大茅山岩体西南部，分布前震旦系双桥山群凝灰岩等，北侧和

7、西侧分布燕山早期似斑状黑云母花岗岩。且当地村民反映“冬季可见热气腾升现象，存在地热异常显示”，大气降水以及地表水体在补给区地形高处通过断层或断裂破碎带向下渗透后进行深循环，地下水在径流过程中不断吸取围岩中的热量成为温度不等的热水，围岩地温由正常或偏高的区域热流从底部传导供给。地下水受迫从补给区下渗开始循环，到达一定深度之后转为上升，在断裂交汇或构造侵蚀有利部位以温泉或热泉的形式出露地表，形成一个环流系统。工作区（柏花塘地区）与暖水池温泉附近同处于大茅山～篁村断裂带附近，地热地质条件具有相似之处，工作区地热水资源勘查