陽原縣三馬坊地熱田地下熱水資源地球化學特征

■樊延恩李楊孫陽劉林杰

（1河北省地質(zhì)調(diào)查院 河北 石家莊050081；2河北省地礦局國土資源勘查中心 河北 石家莊053200）

陽原縣三馬坊地熱田地下熱水資源地球化學特征

■樊延恩1李楊2孫陽1劉林杰1

（1河北省地質(zhì)調(diào)查院 河北 石家莊050081；2河北省地礦局國土資源勘查中心 河北 石家莊053200）

首先分析了三馬坊地熱田的地下熱水的水化學特征和同位素組成特征，進而從不同方面對地下熱水質(zhì)量進行評價，結(jié)果表明：三馬坊地熱田地下熱水為Cl·SO4·HCO3－Na型水,多年來水質(zhì)動態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時，三馬坊地熱田地下熱水基本適宜生活飲用、農(nóng)田灌溉及養(yǎng)殖，并且具有一定的理療價值,屬于偏硅酸鍶型礦泉水，屬于鍋垢很多、具有軟沉淀物、起泡、非腐蝕性水。

三馬坊地熱田水化學特征質(zhì)量評價

地熱資源是一種十分寶貴的潔凈的綜合性礦產(chǎn)資源，不僅能用于采暖、發(fā)電，還可作為生活飲用水、飲用礦泉水以及理療熱礦水資源。在當今世界日益關(guān)注環(huán)境污染、氣候變暖及節(jié)能減排的新形勢下，地熱資源的綜合開發(fā)利用顯得尤為重要。

三馬坊地熱田位于桑干河西北岸，沿桑干河方向呈北東走向近橢圓形展布，其范圍為：西起西窯頭村東，東到大渡口村西，北西方向越澡洗塘村，南東方向跨大灣臺村，北東－南西方向長約3.20km，北西－南東方向?qū)捈s1.35km，總面積約3.40km2。在地熱田內(nèi)南北兩端相距較遠的J002和J012水井中分別取水樣，根據(jù)這2組水質(zhì)檢測報告進行地下熱水水質(zhì)分析。

1 地下熱水水化學特征

根據(jù)水質(zhì)檢測報告，地熱水中主要陽離子是鈉，其毫克當量百分數(shù)為73.62～75.25%，其次是鈣，毫克當量百分數(shù)為13.23～14.62%；陰離子以氯離子、硫酸根和重碳酸氫根為主，其毫克當量百分數(shù)分別為37.36～40.03%、33.02～35.99%和26.19～26.50%，因此，地熱水水化學類型為Cl?SO4??HCO3－Na型水。按礦化度分類為“微咸水”；按酸堿度分類為“弱堿性水”，按硬度分類為“微硬水”。

將收集的三馬坊地熱田地熱水的水質(zhì)資料進行對比，從1990年以來至今的20多年來，地熱水水化學類型均為Cl·SO4·HCO3－Na型水，礦化度介于1.24～1.32g/L之間。由此說明，多年來地熱水化學成分沒有明顯變化，水質(zhì)動態(tài)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2 地下熱水的同位素組成特征

研究地下熱水的穩(wěn)定同位素組成特征及其放射性同位素特征，對于了解地熱水的來源、形成年代和補給條件等具有重要意義。

在天然降水中，氫的穩(wěn)定同位素氘（代號D）的含量δD和氧穩(wěn)定同位素18O的含量δ18O之間存在線性關(guān)系，其關(guān)系方程式為δD=8δ180+10，這即是克雷格降水線，它是判斷地下水補給來源的依據(jù)。各地天然水中凡未經(jīng)明顯蒸發(fā)的水樣，氫、氧穩(wěn)定同位素濃度的數(shù)據(jù)點都會落在克雷格降水線上。經(jīng)過運移、蒸發(fā)的水，其穩(wěn)定同位素的濃度則將偏離克雷格降水線，一般位于克雷格降水線的右下方。

三馬坊地熱田J002地熱水中δD含量為-93‰，δ180含量為-12‰，T含量為2.4±1.6 T.U，14C年齡為34.407±1.605 ka；J012地熱水中δD含量為-90‰，δ180含量為-12‰，T含量為7.6± 2.0 T.U。對J002和J012地熱水氫、氧穩(wěn)定同位素進行投影，可知，該地熱水的穩(wěn)定同位素組成均落在克雷格降水線的右下方附近，表明該地熱水的補給來源是大氣降水，且該地熱水由于溫度高，徑流距離遠，使熱水與圍巖發(fā)生了同位素交換，產(chǎn)生了“氧漂移”。同時，該地熱水放射性同位素的氚（代號T）含量比較低，而14C年齡比較長，是34407±1605年，說明該地熱水形成年代已久，是經(jīng)過長周期、深循環(huán)的古水。

3 地下熱水的質(zhì)量評價

根據(jù)三馬坊地熱田地下熱水開發(fā)利用現(xiàn)狀及其規(guī)劃前景，從不同方面對其進行質(zhì)量評價。

3.1 生活飲用水質(zhì)量評價

根據(jù)J002和J012的水質(zhì)檢測結(jié)果，按照《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）中規(guī)定的要求，采用單項指標對比法，對三馬坊地熱田地下熱水進行生活飲用水質(zhì)量評價。單項指標對比法是指用某項評價項目的檢測值與水質(zhì)標準（限值）進行對比，評價其是否滿足標準。參加評價的項目、評價標準及水質(zhì)評價結(jié)果見表1。

表1生活飲用水評價標準及水質(zhì)檢測結(jié)果對比評價表

由對比結(jié)果可知，J002和J012地下熱水中的氟化物、礦化度、硫酸鹽、氯化物等4項有超標現(xiàn)象，其超標倍數(shù)分別是0.36～0.52倍、0.27～0.32倍、0.14～0.31倍、0.006～0.02倍，屬于輕度超標；另外，J012地下熱水中的鉛超標1.8倍，這可能與剛成井人為污染有關(guān)，水中鉛含量有待進一步核實。其它成分均符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）的規(guī)定。鑒于陽原盆地深、淺層地下水中氟化物、礦化度、硫酸鹽、氯化物的天然背景值均較高，對當?shù)貋碚f三馬坊地熱田地下熱水可視為適宜飲用的水。

同樣的道理，按照《飲用天然礦泉水》（GB8537-2008）、《地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T 11615-2010）中的理療熱礦水水質(zhì)標準、《漁業(yè)水質(zhì)標準》（GB11607-89）及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》（GB5084-92）等國家標準，采用單項指標對比法，對三馬坊地熱田地下熱水依次進行飲用天然礦泉水質(zhì)量評價、理療熱礦水質(zhì)量評價、漁業(yè)養(yǎng)殖用水質(zhì)量評價及農(nóng)灌用水質(zhì)量評價，經(jīng)過對比評價可得出如下結(jié)論。

三馬坊地熱水的感官要求指標和污染指標均符合標準；界限指標中的偏硅酸、鍶等含量達到標準規(guī)定的飲用天然礦泉水界限指標限值，屬于偏硅酸鍶型礦泉水。三馬坊地熱水未達到理療熱礦水水質(zhì)標準，不夠命名濃度，但是該地熱水中的氟和偏硅酸的含量以及溫度具有一定的理療價值。三馬坊地熱水只有氟化物含量超標，超標倍數(shù)分別為0.36倍和0.52倍，其它項目均符合標準，基本適宜用于養(yǎng)殖。三馬坊地熱水中僅氯化物超標，且超標倍數(shù)很小，分別是0.02倍和0.006倍，基本適宜農(nóng)田灌溉。

3.2 工業(yè)用水質(zhì)量評價

根據(jù)J002和J012的水質(zhì)檢測結(jié)果，按照《水文地質(zhì)手冊》中的《一般鍋爐用水水質(zhì)評價指標》，對三馬坊地熱田地下熱水進行工業(yè)鍋爐用水質(zhì)量評價，評價內(nèi)容包括：成垢作用、起泡作用和腐蝕作用。評價指標和評價公式如下。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-116-1

樊延恩（1982～），男，本科，工學學士學位，工程師，研究方向為水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)與第四紀地質(zhì)。