大瑞鐵路高黎貢山越嶺段熱水形成機(jī)理及地溫場(chǎng)特征分析.pdf

1、新建鐵路大理至瑞麗線將以隧道形式通過水熱活動(dòng)強(qiáng)烈的高黎貢山區(qū)域,隧道可能會(huì)遇到高溫水熱危害。論文對(duì)隧址區(qū)水熱活動(dòng)規(guī)律和地溫場(chǎng)特征進(jìn)行研究,這不僅能解決該區(qū)的基礎(chǔ)地?zé)岬刭|(zhì)問題,同時(shí)也可預(yù)測(cè)線路工程遇到的熱害問題,具有實(shí)際意義。2010年5～6月完成了高黎貢山越嶺段的野外地質(zhì)調(diào)查,收集了84組熱泉水、135組冷泉水、9組溪溝水和7組水庫(kù)水樣品的簡(jiǎn)分析、微量元素和同位素測(cè)試結(jié)果,3組氣體的成分測(cè)試結(jié)果,50個(gè)鉆孔測(cè)溫資料,96塊巖石的熱導(dǎo)率測(cè)

2、試結(jié)果,作為研究地下熱水形成機(jī)理和地溫場(chǎng)空間分布的基礎(chǔ)資料。得到結(jié)論如下:
　　 (1)熱水的出露及水化學(xué)特征:研究區(qū)共出露122處溫泉,分為五大水熱活動(dòng)帶,包括Ⅰ怒江南北向構(gòu)造水熱活動(dòng)帶、Ⅱ黃草壩水熱活動(dòng)帶、Ⅲ朝陽(yáng)-平達(dá)水熱活動(dòng)帶、Ⅳ潞西盆地水熱活動(dòng)帶和Ⅴ龍川江水熱活動(dòng)帶,水溫Ⅱ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅳ,礦化度隨溫度增大而增大。除個(gè)別含NO3-較高的泉為強(qiáng)酸性,其余泉點(diǎn)pH介于6.1～9.2。Ⅰ和Ⅳ熱水以HCO3-Ca·Mg型為主,Ⅱ

3、、Ⅲ和Ⅴ熱水以HCO3-Na型為主。
　　 (2)熱水補(bǔ)給、徑流、排泄:地下熱水的主要補(bǔ)給來源為大氣降雨,其徑流與排泄主要受構(gòu)造的控制,熱水在南北向?qū)當(dāng)嗔阎袕搅?在斷裂交匯處或雜巖體與圍巖接觸面處排泄；黃草壩斷層具有阻水性質(zhì),斷層南北兩側(cè)的熱水聯(lián)系微弱；淺部循環(huán)的冷水與深部循環(huán)熱水分別是相對(duì)獨(dú)立的地下水流動(dòng)系統(tǒng)。利用δ18O和δD同位素的高程效應(yīng),計(jì)算得到Ⅰ～Ⅴ區(qū)的熱水補(bǔ)給高程分別為750～1400m、1500～2300m、1

4、400～2700m、1050～1350m、1500～2200m。Ⅱ和Ⅲ區(qū)深部循環(huán)型地下熱水由古代大氣降水補(bǔ)給,年齡在50年以上,Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ熱水主要源于現(xiàn)代水,年齡<5～10年。
　　 (3)熱水成因:各水熱活動(dòng)帶的溫泉成因模式各不相同。Ⅱ帶中熱水屬斷裂深循環(huán)加熱成因,Ⅲ和Ⅴ帶中熱水屬巖漿型加熱模式,Ⅱ和Ⅲ中部分泉點(diǎn)屬深循環(huán)加熱-巖漿混合型加熱成因模式；Ⅰ和Ⅳ中熱水屬深循環(huán)加熱-淺層混合成因模式。
　　 (4)地?zé)嵯到y(tǒng)類型

5、:研究區(qū)水熱系統(tǒng)屬中低溫對(duì)流系統(tǒng),Ⅰ和Ⅳ帶熱儲(chǔ)溫度均低于90℃,屬低溫水熱系統(tǒng)；Ⅱ帶熱儲(chǔ)溫度均高于90℃,邦臘掌溫泉的熱儲(chǔ)溫度為143～167℃,為全區(qū)最高；Ⅲ帶熱儲(chǔ)溫度為93～122℃,屬中溫地?zé)嵯到y(tǒng),Ⅴ帶熱儲(chǔ)溫度為63～108℃,屬中～低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。硅-焓混合模型表明,怒江沿岸和潞西盆地Q地層里出露的部分熱水受淺表冷水混合,冷水混入比例介于60％～78％,通過混合作用計(jì)算得到的熱水端元溫度明顯高于SiO2溫標(biāo)的計(jì)算值。
　　

6、 (5)地溫場(chǎng)特征:500m深處和1000m深處地溫分布表明,高黎貢山越嶺段的兩大塊高地溫帶(>50℃)分別位于黃草壩斷裂的南北兩側(cè),前者以邦臘掌、熱水塘高溫?zé)崛阂约褒埓ń野段搴蠝厝獮橹行膮^(qū)域,后者為朝陽(yáng)-平達(dá)雜巖體區(qū)。同時(shí)考慮熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流作用時(shí),以黃草壩斷裂為界,南北各形成了兩大高地溫梯度區(qū),地溫梯度大于6℃/100m,在怒江沿岸、潞西盆地和黃草壩斷裂區(qū)域的地溫梯度則相對(duì)較低。熱傳導(dǎo)作用下高黎貢山越嶺段大地?zé)崃髌骄禐?9.24

7、mW/m2,均處于正常至略低的范圍。兩個(gè)高地溫異常區(qū)位于南北向?yàn)o水瑞麗斷裂密集帶和黃草壩斷層以北靠近斷層的部位,大地?zé)崃鞣謩e為78.9 mW/m2和126.1 mW/m2。
　　 (6)對(duì)擬定隧道線路的熱害進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià):擬定隧道位于黃草壩斷層以南1km的位置,從地?zé)峤嵌瓤紤],為一條較優(yōu)的線路布置。隧道避開了高地溫和高大地?zé)崃鞯牡囟?經(jīng)過區(qū)域的地溫梯度相對(duì)較低。隧道底面巖溫<28℃的段占全長(zhǎng)的25％,28～37℃的段占68％,37