寧南熱水塘理療熱礦泉水成因分析

孟楠楠 魏赟

摘? 要：利用水文地質(zhì)調(diào)查、測繪、取樣測試，對熱水塘熱礦泉水區(qū)域地質(zhì)特征與控水構(gòu)造、補給、徑流條件和熱儲層等進行了分析。熱礦水水源為大氣降水，為深循環(huán)地溫增熱和深大斷裂導熱綜合作用，出水溫度63℃。熱礦水的地質(zhì)成因模式：大氣降水沿裂隙滲入地下，深部地下水沿含水層運移，與深大斷裂相遇循環(huán)加熱，遇F1逆斷層阻水，沿斷層破碎帶向上運移，在低洼處出露成泉。

關鍵詞：地熱;成因模式;大氣降水;深循環(huán)

中圖分類號：P314? ? 文獻標志碼：A

寧南熱水塘熱礦泉是天然出露的溫泉，位于揚子準地臺—上揚子臺坳—涼山—滇東北陷褶束，水源地位于松新鎮(zhèn)東部的三岔河北岸坡腳。熱礦水流量約5 721 m3/d～9 400 m3/d，水溫60℃ ～63℃。水質(zhì)類型為HCO3·SO4—Ca型，PH值6.2～6.6。主要含水層為震旦系燈影組白云巖巖溶含水層，厚度約600 m。熱礦水偏硅酸含量54.1 mg/L～60.7 mg/L，氟含量3.12 mg/L達到命名濃度標準，命名為含偏硼酸的偏硅酸、氟理療熱礦水。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

熱水塘熱礦泉位于寧南縣六鐵鄉(xiāng)。四川省及涼山地區(qū)溫泉的總體分布主要受挽近構(gòu)造體系控制，大都出露在南北向構(gòu)造和北北西向構(gòu)造帶上，如圖1所示。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為黑水河斷層、迴龍灣斷層，褶皺主要為馬路鄉(xiāng)向斜、熱水塘背斜。黑水河斷裂呈近南、北向延展，長達100 km以上，斷層面東傾，傾角45°～80°，自南向北有逐漸變陡趨勢，屬逆沖斷裂。西盤主要是峨眉山玄武巖;東盤有下奧陶統(tǒng)-下二疊統(tǒng)等地層，最大斷距達千米以上。在水源地內(nèi)出露分支斷層F1逆斷層。馬路鄉(xiāng)向斜位于水源地東部，軸向近南北（340°），走向長約21 km。向斜南段傾伏，東翼被斷層破壞。向斜核部為二疊系、泥盆系、志留系，其傾角約（20°～45°），兩翼為奧陶系—震旦系，為熱礦泉主要控水構(gòu)造。

寒武系下統(tǒng)大漕河組（∈1d）、滄浪鋪組（∈1c）泥質(zhì)砂巖為相對隔水層，其上覆地層寒武系中統(tǒng)西王廟組（∈2x）泥質(zhì)粉砂巖為相對隔水層，其上奧陶系下統(tǒng)紅石巖組（O1h）粉砂巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖為相對隔水層?？傮w蓋層厚度大于1 000 m。

震旦系上統(tǒng)燈影組（Zbd）巖溶含水層組為水源地主要含水層。馬路鄉(xiāng)向斜核部寒武系下統(tǒng)龍王廟組（∈1l）深灰色塊狀白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖及灰?guī)r透鏡體，上部白云質(zhì)灰?guī)r中局部夾厚5 m～16 m的石膏層，為水源地含水層之一。

區(qū)域大斷裂黑水河斷層切割形成黑水河谷，形成區(qū)域最低侵蝕基準面，將寧南縣域劃分為黑水河東、西側(cè)2個水文地質(zhì)單元，該區(qū)位于黑水河斷層東盤。該區(qū)地表水和地下水共處于一個水文循環(huán)系統(tǒng)中，地表徑流和地下徑流是水循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。

水源地位于馬路鄉(xiāng)向斜西翼之次級褶皺熱水塘背斜核部，補給區(qū)位于勘查區(qū)東部跑馬鄉(xiāng)、聯(lián)合鄉(xiāng)一帶，經(jīng)馬路鄉(xiāng)向斜深循環(huán)，經(jīng)斷層破碎帶導通，在地勢低洼處排泄。

2 熱源

水源地位于青藏高原東南緣的橫斷山系，馬路鄉(xiāng)向斜西翼，屬沉積型地區(qū)，區(qū)內(nèi)無現(xiàn)代巖漿巖活動，與溶融熱源無關。工作區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，地溫場熱源為地壓地熱與深大斷裂綜合型，熱礦水的形成屬于地下水深循環(huán)熱交換，受地熱增溫及深大斷裂導熱影響，即含水層在露頭區(qū)接受大氣降水及地表徑流補給后，沿著斷裂帶、層間裂隙、構(gòu)造裂隙由上而下向深部徑流，并吸收圍巖溫度、斷裂應力熱源和可溶成分后匯集形成熱礦水，在運移過程中受F1逆斷層上盤阻水影響，沿斷裂帶在低地勢點熱水塘背斜谷底出露。

馬路鄉(xiāng)向斜轉(zhuǎn)折端埋深約+900 m，上覆地層厚度約2 100 m，其余地區(qū)覆蓋層厚度約1 000 m，四川南部地區(qū)地溫梯度約2 ℃/100m，地層增溫約20°～42°。熱水塘地區(qū)平均氣溫約19.3 ℃，熱水塘泉出水溫度63℃，地熱增溫對水溫升高起一定作用。該區(qū)域構(gòu)造密集、斷裂發(fā)育，地質(zhì)結(jié)構(gòu)基本上屬于開放式結(jié)構(gòu)，儲熱條件不好，因此熱源應屬地壓地熱與深大斷裂導熱綜合影響，且斷裂導熱為主。熱水塘理療熱礦泉出露于活動性斷裂黑水河分支F1斷層端點，活動性斷裂應力集中，構(gòu)造釋放熱成為熱水的補給加熱源之一，使溫度增高。

3 水源分析

熱礦泉水補給區(qū)在“馬路鄉(xiāng)向斜”東冀，跑馬鄉(xiāng)、聯(lián)合鄉(xiāng)一帶分布的寒武系下統(tǒng)龍王廟組（∈1l）白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r層;奧陶統(tǒng)-下二疊統(tǒng)以及深部震旦系上統(tǒng)燈影組（Zbd）灰至灰白色厚層狀白云巖露頭區(qū)，地層厚度大于1 000 m（圖2）。補給來源主要為大氣降雨沿層面裂隙入滲補給，沿向斜東翼向深部運移。熱礦泉水水溫較高，水量較大，流量與降水量之間存在明顯的滯后效應，說明熱礦泉水是經(jīng)遠源補給、深循環(huán)的地下水。根據(jù)水源地內(nèi)地表水采樣分析結(jié)果可知，水源地內(nèi)地表水與熱礦泉水水質(zhì)差異較大，熱礦水受地表水影響小。

4 構(gòu)造分析

馬路鄉(xiāng)向斜東翼補給區(qū)標高約+2 450m，西翼排泄區(qū)熱水塘河谷標高約+1 300 m，較大的高程差為地下水提供了熱能及重力勢能。巖溶裂隙、層面裂隙和斷裂帶的節(jié)理裂隙構(gòu)成了熱礦水的徑流通道，這些熱礦水沿裂隙一直作深循環(huán)徑流和賦存，其徑流途徑較長，循環(huán)深度大。震旦系上統(tǒng)燈影組（Zbd）巖溶含水層組為區(qū)域主要含水層，馬路鄉(xiāng)向斜深部含水層組形成了穩(wěn)定的地下水運移通道。F1斷層斷裂帶形成導水通道。地下熱水主要接受遠距離降雨補給，沿斷裂帶、巖溶裂隙帶、層面裂隙連通下滲，形成地下熱水徑流，呈封閉式縱向徑流運動，向深部循環(huán)，并吸收圍巖溫度和可溶鹽類后，匯集形成熱礦水。沿斷層破碎帶上升，在低勢點排泄（圖2）。

5 水質(zhì)分析

熱水塘理療熱礦泉水經(jīng)多次檢測，其感官性狀為清澈透明，色度為0度，渾濁度為0 NTU，無味。熱水塘理療熱礦泉水水溫（自然出露）60 ℃～63 ℃，按溫度分級應屬于低溫地熱資源中的熱水，適合采暖、理療、洗浴、溫室。熱水塘理療熱礦水中放射性元素含量總α：0.64 Bq/L～1.0 Bq/L，折合為1.7×10-11 g/L;總β：1.23 Bq/L～β：1.5 Bq/L。其放射性屬弱放射性水。

熱水塘理療熱礦泉水水質(zhì)類型按舒卡列夫分類方法為“8-B”型，即：礦化度處于1.5 g/L～10 g/L的SO4·HCO3-Ca型，pH值6.24～6.66，屬于中性水，溶解性總固體2.13 g/L～2.19 g/L，為弱滲透低礦化泉水。熱礦水偏硅酸含量54.1 mg/L～60.7 mg/L，氟含量3.12 mg/L達到命名濃度標準，命名為含偏硼酸的偏硅酸、氟理療熱礦水。

6 結(jié)論

6.1 熱水塘熱礦泉成因

熱礦泉屬遠源補給、深循環(huán)的熱礦水。水源自“馬路鄉(xiāng)向斜”東冀的寒武系下統(tǒng)龍王廟組（∈1l）、震旦系上統(tǒng)燈影組（Zbd）補給;沿斷裂帶、巖溶裂隙帶、層面裂隙連通下滲，形成地下熱水徑流，呈封閉式縱向徑流運動，向深部循環(huán)，并吸收圍巖溫度和可溶鹽類后，匯集形成熱礦水，遇F1逆斷層上盤隔水，熱礦水沿斷裂帶上升，在熱水塘背斜谷F1斷層端低勢點出露成泉。

6.2 熱水塘理療熱礦泉水開發(fā)優(yōu)勢

6.2.1 水溫優(yōu)勢

出水口經(jīng)管道輸水20 km至寧南縣城，采用保溫性管材，出口溫降約10°，出口水溫約50°。溫泉洗浴最佳溫度38°～43°，熱水塘理療熱礦泉水具有極大的溫度優(yōu)勢。

6.2.2 水量優(yōu)勢

允許開采量4 577.12 m3/d，可滿足大規(guī)模開發(fā)利用。按照每人0.5 t/d需水量，后期開發(fā)可滿足近萬人溫泉洗浴。對帶動地方旅游、經(jīng)濟發(fā)展有促進作用。

6.2.3 礦化度優(yōu)勢

熱水塘理療熱礦泉礦化度2.13 g/L～2.1 g/L，低于硫酸鎂的飽和濃度，結(jié)晶堵塞輸水管道的可能性小。

6.2.4 水質(zhì)優(yōu)勢

熱水塘理療熱礦泉富含偏硅酸、氟，理療保健作用大。

參考文獻

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