高 會(huì)，郝遠(yuǎn)平

(中國石化集團(tuán)華北石油局錄井公司，陜西 咸陽712000)

在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)模式，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的今天，新能源的合理開發(fā)利用勢(shì)在必行。尤其是日本核爆危機(jī)帶來的深遠(yuǎn)影響，使能源的安全合理利用迫在眉睫。地下熱水就是大自然饋贈(zèng)給人類安全的低碳能源。近年來渭南地下熱水的開發(fā)利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們?cè)谙硎芫G色能源帶來福祉的同時(shí)卻出現(xiàn)了一些有礙可持續(xù)開發(fā)利用地下熱水的事實(shí)。部分熱水井水位不斷下降，回復(fù)極其緩慢甚至難以回復(fù)，有些熱水井由于水位下降嚴(yán)重而導(dǎo)致抽水成本過高而封井［1］。在此，筆者在分析地下熱水水化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上以解決相應(yīng)的問題，并為渭南地下熱水可持續(xù)開發(fā)利用提供科學(xué)的依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

渭南市位于東經(jīng) 108°50'～110°38'和北緯 34°13'～35°52'之間，地處陜西關(guān)中渭河平原東部。研究區(qū)內(nèi)主要水系有渭河、千河，漆水河，石頭河等。渭南北界為北部以口鎮(zhèn)－關(guān)口斷裂與蒲城凸起為界，南部以渭河斷裂與臨藍(lán)凸起相隔，西部以涇河斷裂與咸禮凸起相鄰。盆地內(nèi)部斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，被切割成許多小的斷塊。該單元依構(gòu)造進(jìn)一步可分為三原斷階、固市斷凹、二華斷階3個(gè)次一級(jí)構(gòu)造單元(圖1)。渭南市處于固市凹陷中心，含水層主要為砂巖、為地下熱水的賦存提供了良好的條件。由于關(guān)中盆地的快速沉積，固市凹陷熱儲(chǔ)流體來不及象正常沉積環(huán)境下那樣排出，而是留在空隙中或被排擠到其他含水層中呈滯留狀態(tài)［2］。

圖1 渭南構(gòu)造分區(qū)及取樣點(diǎn)分布

2 地下熱水水化學(xué)特征及其意義

圖2 地下熱水piper圖

鹽巖的溶解方程可用下式表示:NaCl=Na++Cl－［4］，圖3顯示了不同熱水樣點(diǎn)中Cl－、Na+的相互關(guān)系。不難發(fā)現(xiàn)，除華陰051外其余熱水樣點(diǎn)幾乎落在了鹽巖溶解的線上，而且濃度很高。揭示渭南市中醫(yī)學(xué)校、市政府、渭熱一號(hào)井處地下熱水都經(jīng)歷了程度非常強(qiáng)烈的鹽巖溶解。華陰051處的Na+與Cl－濃度更高，落在鹽巖溶解線附近，稍有偏離是由于Na+減少的原因。

圖3 地下熱水Na+與Cl－關(guān)系圖

華陰051地下熱水礦化度為10.54 g/L，在所有地下熱水樣中礦化度最高，Na+與Cl－濃度都非常高，表示水化學(xué)反映程度非常高。但Na+較Cl－濃度有所下降，其原因可以用圖4解釋。圖4中除華陰051外其余地下熱水均為發(fā)生明顯的陽離子交替作用，故而華陰051熱水中Na+含量下降而Ca2+含量上升，因此華陰051地下熱水存在較大程度的陽離子交替作用，而其他熱水未發(fā)生明顯的陽離子交替吸附作用。

圖4 地下熱水Ca2+相互關(guān)系Na+

此外，基于前人的研究成果［4－6］除富平熱水外其余熱水賦存環(huán)境封閉，富平和涇陽地下熱水未測(cè)出或含量較少的H2S，而其余熱水樣井口都測(cè)出有明顯含量的H2S氣體，因此華陰051、渭南市中醫(yī)學(xué)校與市政府處地下熱水存在脫硫酸作用。藍(lán)天灞河組地下熱水由于埋藏較深，故人為影響因素較少，暫時(shí)未出現(xiàn)人為影響的跡象。所以除富平地下熱水存在一定程度的混合作用外其余熱水未發(fā)生或發(fā)生程度很小的混合作用。

3 結(jié)論

(1)渭南地下熱水水化學(xué)類型變化較大，所經(jīng)歷的水化學(xué)作用亦存在較大差異。

(2)每個(gè)熱水水樣都經(jīng)歷了程度不同的溶濾作用，且為主要水化學(xué)作用。此外，華陰051還有非常明顯的陽離子交替吸附作用，富平存在一定程度的混合作用。華陰051渭南市中醫(yī)學(xué)校與市政府處地下熱水存在脫硫酸作用。

(3)渭南市在開發(fā)利用地下熱水的同時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)地下熱水所經(jīng)歷的水化學(xué)作用與程度而因地制宜，促進(jìn)地下熱水可持續(xù)開發(fā)利用。

［1］馬致遠(yuǎn)，余娟.關(guān)中盆地地下熱水環(huán)境同位素分布特征及其水文地質(zhì)意義，地球科學(xué)環(huán)境學(xué)報(bào)，2008.6，396 －401.

［2］陜西省地質(zhì)調(diào)查院.陜西省關(guān)中盆地地?zé)豳Y 源調(diào)查評(píng)價(jià)［R］.陜西西安:陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，2008.9.

［3］王大純，張人權(quán)，史毅虹等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京:地質(zhì)出版社，1995:55－62.

［4］馬致遠(yuǎn)，錢會(huì)，范基嬌.陜西關(guān)中地下熱水環(huán)境同位素研究［J］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006.2，V(1):45 －49.

［5］馬致遠(yuǎn)，王心剛等，陜西關(guān)中盆地中部地下熱水 H、O同位素交換及其影響因素.地質(zhì)通報(bào).2008.6 Vol.27，No.6:888 －894.

［6］秦大軍，龐忠和，翁修榮等.西安地區(qū)地?zé)崴臀急睅r溶水同位素特征及相互關(guān)系［J］.巖石學(xué)報(bào)，2005，021(05):1489～1500.