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        寧南熱水塘理療熱礦泉水成因分析

        2019-10-09 14:00:03孟楠楠魏赟
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年14期

        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(jìn)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(dǎo)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(guān)鍵詞:地?zé)?成因模式;大氣降水;深循環(huán)

        中圖分類號:P314? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        寧南熱水塘熱礦泉是天然出露的溫泉,位于揚子準(zhǔn)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(dá)到命名濃度標(biāo)準(zhǔn),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(dá)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(dá)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。總體蓋層厚度大于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(zhǔn)面,將寧南縣域劃分為黑水河?xùn)|、西側(cè)2個水文地質(zhì)單元,該區(qū)位于黑水河斷層?xùn)|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(dǎo)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(guān)。工作區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,地溫場熱源為地壓地?zé)崤c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?zé)嵩鰷丶吧畲髷嗔褜?dǎo)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(yīng)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?zé)嵩鰷貙λ疁厣咂鹨欢ㄗ饔?。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(yīng)屬地壓地?zé)崤c深大斷裂導(dǎo)熱綜合影響,且斷裂導(dǎo)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(yīng)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(yīng),說明熱礦泉水是經(jīng)遠(yuǎn)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(biāo)高約+2 450m,西翼排泄區(qū)熱水塘河谷標(biāo)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(dǎo)水通道。地下熱水主要接受遠(yuǎn)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(yīng)屬于低溫地?zé)豳Y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(dá)到命名濃度標(biāo)準(zhǔn),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(yuǎn)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(jì)發(fā)展有促進(jìn)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(xiàn)

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