海南省瓊中縣南流地?zé)崴纬蓹C(jī)制與物理化學(xué)性質(zhì)研究

符啟基,唐培宣,沈金羽

(海南省資源環(huán)境調(diào)查院,海南 ?？?570206)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地層巖性

研究區(qū)出露地層比較簡(jiǎn)單,僅有第四系地層分布。主要分布于南流河兩岸及地形低洼處。第四系全新統(tǒng)(Qh),巖性為砂、砂礫及粘土。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)域位于尖峰～吊羅東西向構(gòu)造帶的北部,隸屬華南褶皺系五指山褶皺帶。區(qū)內(nèi)北西向斷裂較為發(fā)育,斷層(F1)規(guī)模較大,主要分布于研究區(qū)中部,遙感影像圖上影象較清晰,以線(xiàn)狀山脊、溝谷,溝谷突然拐彎或不同色調(diào)的條帶等影象出現(xiàn)。此外,還發(fā)育北東向、南北向等斷層,地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育。

1.3 巖漿巖

巖漿巖廣泛分布,以中酸性巖為主。巖漿巖主要有白堊紀(jì)新村細(xì)中粒斑狀黑云正長(zhǎng)花崗巖(ξγmK2)、侏羅紀(jì)馬翁嶺閃長(zhǎng)巖(δJ3)、二疊紀(jì)長(zhǎng)塘嶺中細(xì)粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖(ηγP2)、二疊紀(jì)通什中粒巨斑狀角閃黑云二長(zhǎng)花崗巖(ηγрP2)、二疊紀(jì)行干細(xì)中粒石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖(δηoP1)等。研究區(qū)巖性為新村細(xì)中粒斑狀黑云正長(zhǎng)花崗巖[3](見(jiàn)圖1)。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 水文地質(zhì)條件

2.1 水文地質(zhì)特征

根據(jù)含水層介質(zhì)特征、水力特征及地下水賦存條件,本區(qū)主要為第四系松散孔隙水和基巖裂隙水兩大類(lèi)。

第四系松散孔隙水:主要賦存于南流河河流一級(jí)階地和河漫灘沖洪積層和殘坡積層中,以及基巖上覆的殘坡積層孔隙中,呈層狀分布。一級(jí)階地和河漫灘沖洪積層和殘坡積層含水層厚度,階地后緣為0.50～4.06 m,前緣為3.22～8.14 m。水位埋深0.29～5.82 m;殘坡積層水位埋深2.0～17.0 m。

基巖構(gòu)造裂隙水:分布于整個(gè)研究區(qū)構(gòu)造裂隙帶,受風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙及地形地貌等條件控制,富水性不均一。根據(jù)鉆孔ZK1的資料,58.70～172.60 m巖心十分破碎,熱水蝕變現(xiàn)象明顯,局部有方解石充填,軸夾角51°～72°。基巖裂隙承壓水水量豐富,但是存在不均一行。

(1)構(gòu)造帶、新老巖脈與斷裂構(gòu)造交叉部位。裂隙發(fā)育,巖石破碎,裂隙呈張扭性,連通性好,有利于地下水的貯存,水量豐富;

推薦理由:《新腔》為上海青年作家、復(fù)旦大學(xué)中文系講師張怡微最新的抒情文藝論集。以全新的視角重新詮釋經(jīng)典，重溫文學(xué)故事，新解舊文往事。全書(shū)分三輯，“愛(ài)情為什么變成了歷史”，重讀王安憶、張愛(ài)玲、白先勇、嚴(yán)歌苓、村上春樹(shù)等經(jīng)典作家的經(jīng)典著作，爬梳情與史的輝映?！巴臻e愁今日止”，從話(huà)本小說(shuō)與古代戲曲中重探中國(guó)文學(xué)的情理因緣。“戲臺(tái)與枷鎖”，細(xì)讀經(jīng)典影劇，打撈通俗劇中世情練達(dá)背后的紋理。

(2)巖脈與圍巖接觸帶,由于后期巖脈作用,產(chǎn)生破裂,有利于地下水賦存,水量較豐富,并且離接觸帶越近,富水性越好;

(3)除了斷裂構(gòu)造帶和巖脈與圍巖接觸帶富水性較好外。其他段,由于巖漿巖呈致密塊狀,水量較為貧乏。

2.2 地下水補(bǔ)、徑、排條件及動(dòng)態(tài)特征

第四系松散孔隙水:地下水徑流、排泄主要受地形控制。河流階地具一定的坡度,旱季地下水經(jīng)短距離徑流后,以滲透的方式排泄到河流中,徑流、排泄條件較好。另外,在第四系孔隙水標(biāo)高大于下部基巖裂隙水水位標(biāo)高時(shí),以垂直入滲方式補(bǔ)給下部基巖裂隙水,地下水開(kāi)采會(huì)加速了地下水的徑流和排泄。

基巖裂隙水:基巖裂隙水主要以大氣降水入滲補(bǔ)給為主,次為區(qū)外裂隙水側(cè)向排泄補(bǔ)給。此外,局部覆蓋地段為第四系孔隙水垂直入滲通過(guò)斷層、裂隙等通道補(bǔ)給。地下水徑流主要受構(gòu)造帶控制,在區(qū)內(nèi)沿裂隙或者鉆孔排泄出地表。

2.3 熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)調(diào)查結(jié)果和鉆孔資料,熱儲(chǔ)層厚度度約200 m,熱儲(chǔ)巖性主要為白堊紀(jì)新村細(xì)中粒斑狀黑云正長(zhǎng)花崗巖,巖石破碎,受斷裂構(gòu)造(F1)控制,斷層在區(qū)內(nèi)的長(zhǎng)度約11.78 km,走向NWW,傾向NE,傾角約70°～80°。

2.4 物探成果與分析

針對(duì)該區(qū)的實(shí)際地形地貌情況,本次物探工作主要采用激發(fā)激化法,主要是查明深部構(gòu)造含水層的位置。查清構(gòu)造的規(guī)模、產(chǎn)狀,以便圈定地?zé)岙惓^(qū),分析熱儲(chǔ)特征,推斷其導(dǎo)水情況。本次使用物探儀器為DWJ-3B微機(jī)激電儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,共布線(xiàn)8條物探剖面。

從圖2可以看出,地?zé)崴c低阻高極化率異常源有著直接的關(guān)系。綜合分析視電阻率與視極化率剖面圖;視電阻率與視極化率平面等值線(xiàn)圖等,推斷了區(qū)內(nèi)控制溫泉的斷裂構(gòu)造(F1)的規(guī)模、空間位置和產(chǎn)狀。結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)調(diào)查成果,最終確定了本次施工鉆孔的具體位置,通過(guò)施工ZK1鉆孔,最終取得了查找地下熱水的成功案例。

圖2 00線(xiàn)對(duì)稱(chēng)四極測(cè)深視電阻率、視極化率擬斷面圖

3 地下熱水形成機(jī)制

當(dāng)前對(duì)海南島地?zé)釄?chǎng)的研究,尚缺乏室內(nèi)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)資料和野外地溫測(cè)量數(shù)據(jù),但有資料顯示[4-5],我國(guó)東南沿海地區(qū)水熱帶的熱背景值為70～80 mW/m,略高于全球平均熱流值(62.8 w/m)。海南島地處歐亞板塊、印度一澳洲板塊和菲律賓海板塊的交匯部位,從大地構(gòu)造上,可歸入華夏古板塊,仍屬于板內(nèi)古陸塊,距板塊邊界較遠(yuǎn)[6]。

尖峰-吊羅是區(qū)域性的深大斷裂,該斷裂控制著巖漿活動(dòng),是引發(fā)巖漿侵入和噴發(fā)的通道,也形成深部熱源儲(chǔ)存和運(yùn)移通道,當(dāng)次一級(jí)斷裂構(gòu)造溝通與其水力聯(lián)系時(shí),便成為熱水運(yùn)移的通道,而研究區(qū)位于深大斷裂的北部,次一級(jí)斷層較發(fā)育。

研究區(qū)在地質(zhì)作用下形成了斷裂(F1),是北西向的次一級(jí)斷裂,其規(guī)模較大,深度較深,地?zé)崴饕傻叵滤钛h(huán)的補(bǔ)給加熱并儲(chǔ)存,地?zé)豳Y源熱源主要來(lái)源于地殼深部或地幔熱能,熱源隨地?zé)嵩鰷丶盎瘜W(xué)熱、機(jī)械熱、放射熱等因素影響使地下水水溫增高。本區(qū)主要為花崗巖地區(qū),地?zé)崴膹搅鳁l件主要受斷裂(F1)控制,地?zé)崴杀蔽飨蚰蠔|方向徑流,沿?cái)嗔蚜严痘蜚@孔排泄出地表,屬于構(gòu)造裂隙地?zé)崴甗7]。

4 地?zé)崴Y源物理化學(xué)性質(zhì)評(píng)價(jià)

本區(qū)主要出露花崗巖,地?zé)崴乃瘜W(xué)組分主要是受?chē)鷰r白堊紀(jì)新村細(xì)中粒斑狀黑云正長(zhǎng)花崗巖的影響,地?zé)崴?jīng)長(zhǎng)期運(yùn)移,儲(chǔ)存,并于圍巖通過(guò)溶解作用進(jìn)行分解,組分離子進(jìn)入地?zé)崴?形成了豐富、獨(dú)特的,有益于人體健康的地?zé)崴?lèi)型。

4.1 物理性質(zhì)

本次鉆孔采集水樣進(jìn)行分析,其水質(zhì)分析結(jié)果為色度小于10°,渾濁度<0.5 NTU,水溫56℃,礦化度257 mg/L,屬淡水,總硬度19 mg/L,屬軟水,pH值8.0,屬弱堿性水。

4.2 水量

ZK1鉆孔抽水試驗(yàn)成果,地?zé)崴试S開(kāi)采量為695.52 m3/d。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查的結(jié)果,研究區(qū)斷層較發(fā)育,尤其F1斷層規(guī)模較大,深度較深。ZK1鉆孔系在斷裂地帶施工發(fā)現(xiàn)的,因此,在該斷裂帶上具有查找地?zé)崴臐摿?前景十分廣闊。

4.3 水質(zhì)評(píng)價(jià)

經(jīng)采樣化驗(yàn)分析,主要陰離子含量SO42-為20.0 mg/L,HCO3-為102.0 mg/L;主要陽(yáng)離子含量:Na+為48.2 mg/L,Mg2+為1.2 mg/L,Ca2+為5.9 mg/L,K+為2.01 mg/L,F-為2.2 mg/L,H2SiO32-為106 mg/L,ZK1熱礦水可命名為氟、硅醫(yī)療熱礦水,具有理療價(jià)值。此外,水中還含有Sr、Li、Zn、Cu、Mn等多種對(duì)人體有益的常量元素、微量元素和組分(見(jiàn)表1)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知研究區(qū)地?zé)崴哂休^高的醫(yī)療價(jià)值,可作為汽浴、沐浴及治療皮膚病等專(zhuān)項(xiàng)醫(yī)療用水,稱(chēng)為醫(yī)療熱礦水[8]。

表1 ZK1鉆孔水質(zhì)結(jié)果對(duì)照表 mg/L

4.4 醫(yī)療評(píng)價(jià)

衡量熱礦水醫(yī)療價(jià)值的重要指標(biāo)是溫度和水中所含的礦物質(zhì)等對(duì)人體有益的物質(zhì)和組份。據(jù)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家對(duì)熱礦水浴療效用的多年臨床研究表明,醫(yī)療熱礦水的最佳浴療溫度為40℃～60℃,ZK1水溫為56℃,水溫適合浴療,具有較高的醫(yī)療價(jià)值。ZK1鉆孔中地?zé)崴⒘吭亍⒊Ａ吭睾徒M分,具有一定的沐浴治療作用[9]。

4.5 飲用熱礦水評(píng)價(jià)

ZK1熱礦水中富含多種對(duì)人體有益的微量元素、常量元素和組分,其中,H2SiO3含量106 mg/L,達(dá)到飲用天然礦泉水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(≥25.0 mg/L),根據(jù)其水化學(xué)特征,可命名為氟水、硅水。由于水中F離子含量(2.2 mg/L)較高,超出了飲用天然礦泉水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),因此,必須在醫(yī)生的指導(dǎo)下飲療[10]。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)南流地?zé)崴畬儆跇?gòu)造裂隙控制類(lèi)型,區(qū)內(nèi)構(gòu)造斷裂帶及裂隙較發(fā)育,斷層(F1)為北西向,其規(guī)模較大,縱向延伸長(zhǎng)度長(zhǎng),深度較深,有利于深部地下水接受大氣降雨的補(bǔ)給,向深部滲透循環(huán)加熱儲(chǔ)存,是本區(qū)主要的儲(chǔ)存地?zé)崴畬?。因?在本區(qū)具有較大的地?zé)崴Y源潛力,前景十分廣闊。

(2)通過(guò)鉆井揭露,熱儲(chǔ)層為F1斷裂帶,熱儲(chǔ)巖性主要為白堊紀(jì)新村細(xì)中粒斑狀黑云正長(zhǎng)花崗巖,熱儲(chǔ)層厚度在200 m以上。該區(qū)地?zé)崴|(zhì)較好,達(dá)到可命名為氟、硅醫(yī)療熱礦水的標(biāo)準(zhǔn)。

(3)海南島中部地區(qū)發(fā)現(xiàn)地?zé)崴畼O少,區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的地?zé)崴饬x重大。南流地?zé)崴窃诃傊械貐^(qū)查找地?zé)崴某晒Π咐?將為在瓊中縣查找構(gòu)造斷裂裂隙地?zé)崴峁┙梃b和指導(dǎo)。

(4)可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用好南流地?zé)崴Y源將為當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)插上騰飛的翅膀,是推動(dòng)瓊中縣全域旅游高質(zhì)量發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。