商城汤泉池温泉水温 54℃，自流量 22.1m3·h-1，溶解性总固体 0.73g·L-1，水化学类型属 SO4-Na 型。该温泉历史悠久，早在唐朝李吉甫所著《元和郡县图志》中便有记载，称其“温汤”，经多年监测，温泉水温及流量动态稳定。为满足当地经济发展对地热资源的需求，在不破坏温泉景观的前提下进行了凿井扩泉。电阻率成像探测为定井提供了依据。
1 地电成像法的基本原理和方法
电阻率成像法是在普通电法装置的基础上，通过高密度的数据采集，使每次采集的数据足以形成一个视电阻率剖面，对单个或多个剖面数据分析处理，得到较密集的地电情况，从而更好地反映地下地质体。常见测量方法有地表、单孔、跨孔及孔地等[1-3]，每种方式下又可设计多种电极的组合排列，比如温纳(α 装置)、偶极(β装置)和微分(γ装置)，针对不同测量装置所采用的层析成像方法也各不相同。本研究采用地表测量，电极组合排列采用温纳、偶极装置。
2 汤泉池温泉地热地质条件
汤泉池温泉大地构造位于扬子板块北缘[4]、商城-麻城断裂带西侧。附近地层主要为元古界浒湾组和龟山组、古生界定远组及泥盆系南湾组，岩性主要为变质岩。燕山期花岗岩(γ53)广泛侵入上述地层之中，在温泉集水塔北约 80m 处，与浒湾岩组的片岩呈犬牙交错接触，花岗岩体节理裂隙发育，风化严重，全风化厚度 3～5m。汤泉池附近构造以断裂为主，主体构造线为近 EW 向及 NNE 向。位于汤泉池东 600m 呈NNE 向展布的商城-麻城断裂(F4)，规模大、切割深，为区域性深大断裂，NE 向的汤泉池断裂(F5)为其派生断裂，二者在汤泉池形成“入”字型构造，汤泉池温泉出露于两断裂交汇处破碎带，其形成既受控于 F4断裂，也受控于 F5断裂。F4断裂为一级控热、导热构造，是深部热源向上对流的主要通道;F5断裂为二级控热、导热构造，控制着温泉的出露(图 1)。
大气降水在商城-麻城断裂破碎带附近下渗，向下部深循环，受地壳深部上升热源加热形成地热流体，东北向运移至汤泉池受阻[5]，沿汤泉池断裂通道上溢出地表形成温泉。汤泉池温泉地热类型属断裂深循环对流型[6-7]，热储盖层为第四系全新统和中更新黏性土，厚度 0.2～4.0m，隔热保温较差。热储岩性为燕山期花岗岩，呈带状展布。地热流体主要富集于花岗岩裂隙中，具承压性。受断裂控制富水性差异较明显，一般近断裂带富水及导水性能较好，远断裂带，则渗透性及富水性较差，或不含水。如距温泉较近的金穗宾馆井，水温 30℃，涌水量 15m3·h-1，而该井北部 50m 职工之家井水为凉水就是例证。
3 勘探工作概况
采用美国 AGI 公司 R8 高密度直流电法仪，实际测量高密度电阻率层析成像(简称：地电 CT)剖面 4 条，剖面总长 5.5km;点距 10.0m，60 路电极，最大排列长度 600m。采用Loke 博士设计的 RES2DINV 最小二乘法计算机反演计算程序处理资料，具体工作量见表 1，反演解释的精度见图 2～图 5 下方的 RMS。
4 电阻率成像测量解释
4.1 Ⅰ测线资料解释
Ⅰ测线位于新修公路至跨湖大桥南端，由 8 个排列组成。测线总长 1380m。图 2 是Ⅰ测线的反演结果。由图可以看出，在桩号 300～500m、650～800m 两处，有两个明显的电阻率间断面。结合该区地质构造资料，推测其应该为断裂带的反映，命名为 D1、D2。
4.2 Ⅱ测线资料解释
Ⅱ测线位于新修公路和沿湖路的三岔口开始，到汤泉池码头止，由 6 个排列组成。测线总长 1140m。图 3 是Ⅱ测线的反演结果。由图可以看出，在桩号 300～550m、800～1000m两处，有两个明显的电阻率间断面。结合该区地质构造资料，推测其应该为断裂带的反映，分别命名为 D3、D4。该异常是商城-麻城断裂带(F4)的反映。
4.3 Ⅲ测线资料解释
Ⅲ测线位于沿湖路，由汤泉池码头开始，沿沿湖路到接近汤泉池景区大门为止，由 7个排列组成。测线总长 1260m。图 4 是Ⅲ测线的反演结果。由图可以看出，在桩号 0～250m、260～380m、600～880m、950～1100m 4 处，有 4 个明显的电阻率间断面(也就是电阻率负异常区)。这种低阻的电阻率间断面是断层破碎带存在的用力证据，结合该区放射性测量和地质构造资料，推测其为断裂带的反映，分别命名为 D5、D6、D7、D8。其中的 D5、D6 异常是汤泉池断裂带(F5)的反映。断层的宽度和走向根据异常的宽度并结合放射性测量资料确定(汤泉池断裂走向约 55°，破碎带宽 20～50m)。D6 异常处为设计的 2#钻孔位置。
4.4 Ⅳ测线资料解释
Ⅳ测线位于高湾村，由村西开始，沿沿湖路到接近汤泉池景区大门为止，由两个排列组成。测线总长 570m。反演结果图(图 5)表明没有明显的电阻率间断面。
4.5 综合解释
根据上述 4 条测线解释，其中 3 条测线存在明显的电阻率间断面，1 条不存在电阻率间断面。综合 4 条剖面的 8 个断点资料及其相互联系认为：
1)D1、D3、D4 三个断点为同一条断层的反映，即商城-麻城断层;
2)D2、D5、D6 三个断点为同一条断层的反映，即汤泉池断层;
3)D2、D7、D8 三个断点为同一条断层的反映，即汤泉池断层的次级断层。
激电测深工作共进行了 11 个测点的测量，勘探深度为 AB/2=500m。其异常特征主要表现在：在地下某一深度范围内电阻率降低，极化率升高且矿化度升高等现象。而且，这种低电阻率、高极化率、高矿化度的异常现象主要出现在地电 CT 测量出的电阻率间断面处。
5 其他勘探结果
5.1 放射性氡气测量
通过放射性氡气测量工作，查清了汤泉池地区几个断层的具体位置与宽度。图 6 为放射性土壤氡气测量Ⅰ线剖面，反映了两个明显的放射性异常区段，结合其他物探和地质资料，为推断断层的存在和产状提供了有力的证据，也为该区今后地下水与地热资源的再研究提供了极有价值的基础资料。
5.2 浅层地温测量
依据浅层(1.0m)地温测量成果，给出了汤泉池及附近地区浅层地温剖面展布特征。该区浅层地温场分布呈现局部高低差异的特征。
5.3 区域地球物理场研究
该区布格重力异常总体走向为东西向，是豫南东西向大别山构造体系的反映。汤泉池位于该布格重力异常东西向梯级带的南部边缘，沙窝-伏山布格重力负异常的北部边缘。该50CT 理论与应用研究 18 卷区属航磁异常变化比较大的地区，汤泉池位于负磁异常区内，其西侧是吴河正磁异常区，在该异常区内，有两个正磁异常封闭圈，正磁异常最大值为+100nT。其正磁异常封闭圈应该是局部岩浆岩侵入的反映，也是该区之所以能形成温泉的区域地球物理条件之一。从地震空间分布情况看，该区地震主要分布在汤泉池及其东南部地区。说明该区自有史以来，地壳运动强烈，地震活动频繁，这也是汤泉池温泉形成的外部条件之一。
6 结论
1)布设的 4 条电阻率成像测量剖面共存在 8 个电阻率间断面，反映了 3 条断层，即商城-麻城断层、汤泉池断层及其次级断层。
2)根据综合勘察研究结果，确定了 4 口钻探孔位，设计井深 80～100m，孔径 215mm。2#孔位为首选，电阻率成像测量表明该部位低阻明显，为汤泉池断裂带的反映，结合地质资料，认为 50～60m 以下岩石较为破碎、裂隙较为发育，成井条件有利，预测地下热水温度 50～60℃，水量 20～30m3·h-1。2007 年 6 月,在设计的 2#孔位(F5断裂处)进行了地热钻探，成井深度 80m，获得水温 65℃、涌水量 55m3·h-1的温泉水。
参考文献
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作者简介：王继华(1969-)，男，河南省地质环境监测院高级工程师，主要从事水文地质及环境地质工作，Tel：0371-68614945，E-mail：wjh981205@163.com;李清林 (1951-)，男，中国地震局地球物理勘探中心高级工程师，主要从事地球物理勘探.
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