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本文以云南省南部地区拟建玉溪至磨憨铁路为对象,研究新建铁路沿线地层岩性、地质构造、新构造运动、地震与地热显示、地热异常的关系;查明沿线地表热显示分布;水文地质条件,特别是热水系统的水文地质特征;热储、盖层、导水和控热构造、区域地温场特征;地下热水的补给、径流、排泄条件和规律;地下热水的动态及其与一般地下水的关系,测定地热异常区,划分地温带;对线路方案进行比选,评估热害程度。 研究区位于云南山字型构造前弧与青、藏、滇、缅、印尼歹字型构造体系东支中段复台部位。区内出露温泉群137个,水温25~100.7℃,其中低温温泉(25~45℃)78个,中高温热泉(45~95℃)56个,沸泉(≥95℃)3个。温泉分布明显受断裂构造控制,多沿断裂带成线状展布。地表热显示,除景洪小街镇曼蚌(最高温度98℃)有两相显示外,其余均为单相显示。排放热水温度25~95℃,泉水总流量约261.51L/s,自然放热量约21711.48kJ/s。 拟建铁路沿线温泉(水热区)以带状热储为主,由东向西可划分为:玉溪~新平中低温水热活动带(Ⅰ)、哀牢山中温水热活动带(Ⅱ)、普洱~勐腊中温水热活动带(Ⅲ)、澜沧~勐海高温水热活动带(Ⅳ)。区内近南北向断裂为张扭性断裂,是导地下水、导地热水的导水断裂。根据区域资料,结合区内主压应力方向与地表热显示,推测断裂导热性强弱,在工作区内梳理出14条导热控热断裂。经取区内55组温泉水及11组冷泉、13处地表水体同位素分析。地热水的δD均落在全球降水线上或附近,少数水热区的δ18O稍有漂移,显示工作区内地热水来源于大气降水,δ18O漂移量小,亦说明区内水热区多为中、低温水热系统(温度低于150℃)。工作区地热水的δD值都比当地地表水或地下水的δD值低,说明这些地热水不是由当地降水补给的,而是由地理位置相对较高的山区降水补给;由δD的高程效应计算出55处地热泉点补给高程为457~1855m,确定了各处地热水补给区域。采取4件钙华14C测年,推测区内水热区形成于晚更新世。区内地热水化学组成以HCO3-Na、HCO3-Ca、HCO3-Ca.Mg为主,根据SiO2温标、玉髓温标及K-Mg温标计算热储温度,区内仅一处为高温地热系统,最高温度为154.2℃,其余均为中低温地热系统,温度<150℃,地热水循环深度1.8~5.5km。 区内热源是在较高的大地热流背景的地质环境下,丰富的大气降水沿断裂、裂隙下渗,进行深循环加热而成的地热水。区内多为在同一条断裂或断裂带进行纵向对流的中低温地热系统。区内常温带、低高温带所占的面积最大,但有26个中高温带、4个高温带穿插其间。综合对比隧道路肩面温度、地温梯度、热流值、热害比例、断裂导热性等得出CK线位优于各比较线。根据钻孔测温显示研究区热量的传递以传导热流为主,花岗岩地区的热流值最大,玉磨铁路所经花岗岩区修建隧道应充分考虑地热对隧道的影响;从地温梯度、岩石热导率等推测他郎隧道等6个隧道施工中可能遇到中等热害。 拟建铁路线在杨武龙女温泉附近以隧道的形式通过,隧道高程约1400m,略低于龙女温泉所在标高,二者相距约550m,高差约67m,隧道建设形成低势面,易袭夺位于高处的地热水,对隧道造成热害。其余西拉河热泉、瓦纳温泉,热泉对隧道不构成威胁和危害。