李肖雪， 吳 立， 楊 釗， 劉陽陽， 楊悉廉， 姚鑫鵬

(1.安徽師范大學 地理與旅游學院 江淮流域地表過程與區(qū)域響應安徽省重點實驗室，安徽 蕪湖 241002；2.安徽省國土資源儲備發(fā)展中心，安徽 合肥 230000)

引言

地熱資源是指貯存在地球內(nèi)部由于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)衰變所產(chǎn)生的一種可再生熱能，這些熱能會通過地下水流動和熔巖活動以蒸汽、熱水等形式向地殼的某一范圍集聚[1]。清潔可再生的溫泉作為其眾多表現(xiàn)形式之一，其開發(fā)利用已然成為大眾關注的焦點。當前國內(nèi)學界和業(yè)界對于溫泉資源的研究側(cè)重于開發(fā)現(xiàn)狀及路徑、發(fā)展趨勢、存在問題及解決方案等方面[2-7]，如楊懿等[8]在了解市場、客戶需求和資源條件的前提下，通過挖掘溫泉地的文化內(nèi)涵，將人文資源與自然資源結(jié)合，提出“六步式”體驗式溫泉開發(fā)路徑。張雅麗等[9]從安徽省金孔雀溫泉度假村的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，對我國溫泉旅游業(yè)整體發(fā)展趨勢進行了闡述。部分學者[10-12]著重從文獻綜述的角度，闡述我國溫泉旅游業(yè)的發(fā)展歷程，探討溫泉旅游的問題及對策，從而對我國溫泉旅游業(yè)的發(fā)展方向進行展望。公元400年，北周庾信撰寫了《溫泉碑文》記錄當時溫泉“愈疾”之功效，秦始皇修建“驪山湯”治瘡療傷，唐太宗特建“溫泉宮”等，足見我國溫泉歷史之悠久。安徽省地熱溫泉資源豐富，開發(fā)利用潛力大[13]。朱穎等[14]在低碳環(huán)保理念的指導下，通過對半湯、湯池、香泉進行個案研究，從地域文化、產(chǎn)品開發(fā)、取水約束機制、游客感應力四個方面提出低碳溫泉發(fā)展的有效途徑；陳學峰等[15]通過研究昭關溫泉的形成條件，分析地熱水化學特征，以期為地熱勘查工作提供一定的參考；吳興付[16]研究了半湯溫泉在經(jīng)濟、社會和生態(tài)建設中的需求，并結(jié)合資源狀況和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，對溫泉開發(fā)利用空間的拓展進行了闡述。目前，安徽省溫泉資源的研究側(cè)重于個案[17-21]，從全省域尺度對地熱溫泉資源分布及其特征的系統(tǒng)研究尚不多見。研究內(nèi)容亦側(cè)重于溫泉的品牌建設、開發(fā)問題及策略等[22-26]，針對安徽省地熱溫泉水質(zhì)及療養(yǎng)功效特征方面的研究鮮有報道。本文主要從兩方面入手，一是針對安徽全省溫泉資源分布情況，闡述其相關影響因素。二是從水溫、流量、水化學特征、熱儲層等角度系統(tǒng)探討全省地熱溫泉資源的特征，著重探討它們的水質(zhì)類型及功效。從而為安徽省地熱溫泉資源的開發(fā)和利用提供有價值的參考。

1 地熱溫泉資源分布及其影響因素

根據(jù)安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘察院《安徽省地熱資源調(diào)查與遠景區(qū)劃報告》[27]和安徽省地質(zhì)局綜合研究隊《安徽省溫泉分布圖(初稿)簡要說明》[28]以及課題組實地調(diào)研取得的調(diào)查數(shù)據(jù)等資料的綜合[29-34]，結(jié)果表明，安徽省已發(fā)現(xiàn)的溫泉資源及有潛力開發(fā)成溫泉的人工揭露熱水孔共有32處(圖1)，其中礦山有三處，主要集中在合肥、六安、安慶、池州、黃山五個市域范圍內(nèi)，阜陽、亳州、淮南和滁州等市其次，其它地區(qū)分布較少(表1)。

圖1 安徽省地熱溫泉資源分布及其與地質(zhì)構(gòu)造的關系Fig.1 Distribution of geothermal hot spring resources and their relationship with geological structure in Anhui

從圖1和表1可以看出，安徽省的地熱溫泉資源在地理分布上多數(shù)位于隆起的大別山區(qū)、長江沿岸的巢湖-和縣一帶以及皖南山區(qū)，皖東及淮北較少。由此可見，溫泉資源的地理分布多與地質(zhì)構(gòu)造關系密切。此外，溫泉出露與部分地層巖性、地形地貌也存在一定的相關關系。開發(fā)歷史、社會需求等方面也會對溫泉資源的選址、開發(fā)與規(guī)劃產(chǎn)生影響。

表1 安徽省可供開發(fā)利用的地熱溫泉(鉆孔)分布表

1.1 與深大斷裂的關系

廬江東湯池、舒城西湯池、山七等處的溫泉均位于郯城-廬江深斷裂(即郯廬大斷裂)和磨子潭-桐柏深斷裂以及龍門沖-南港深斷裂范圍內(nèi)，并因其派生斷層、破碎帶而造成溫泉的出露或地熱場的密集高值；天柱山地熱溫泉資源的形成則是受區(qū)域性桐城-太湖深斷裂(即郯廬大斷裂的桐城-太湖段)和近東西向斷裂的控制[30]。

1.2 與斷裂的關系

大多數(shù)的溫泉都與斷裂構(gòu)造有關，如斷裂谷、破碎帶等，尤其在兩組斷裂的復合交匯部位更加有利于溫泉出露或熱水孔的人工揭露。與斷裂破碎帶有關系的溫泉主要有：黃山松谷庵溫泉與一組120°走向的巖脈、裂隙有關；岳西湯池畈、舒城西湯池等溫泉，每一處溫泉都有若干泉眼，其排列方向受北東向斷裂的控制；黃山湯口溫泉的形成也與一西北-東南向斷裂破碎帶特別是湯嶺關斷裂有關[29]。

1.3 與火成巖、沉積巖的關系

黃山湯口溫泉出露在黃山花崗巖體與震旦系休寧組砂巖的內(nèi)接觸帶部位；廬江東湯池的熱礦水主要存在于各種凝灰?guī)r內(nèi)[31]；舒城西湯池溫泉與中生代燕山早期的侵入體及后期一些中基性脈巖存在一定的依存關系；奧陶系的侖山組灰?guī)r與某些溫泉的形成和出露有關，和縣香泉溫泉與巢湖半湯溫泉即是此例[34]。

1.4 與斷陷盆地的關系

淮河以北、合肥盆地、沿江盆地及廬樅盆地內(nèi)的溫泉資源成因多屬此類，基本都為人工揭露的熱水孔，共有14處，目前揭露深度未超過1600 m，最淺的僅為104 m，獲得的地熱流體溫度最低25.5℃，最高53℃，其中廬樅-沿江斷陷盆地中的羅河鐵礦和含山陶廠兩處礦山水文地質(zhì)勘探孔地熱勘察顯示流體溫度均超過30℃，流量超過700 m3/d[27]。

1.5 與開發(fā)歷史的關系

安徽省地熱溫泉資源的分布亦與開發(fā)歷史密切相關，黃山湯口、巢湖半湯、和縣香泉等多處古溫泉歷史悠久，文脈悠長，開發(fā)利用的文化基礎較好。巢湖半湯溫泉在古時即用來洗浴，據(jù)《隋書·地理志》載：襄安縣有半陽山(即現(xiàn)今巢湖市湯山)，一為燙泉，一為冷泉，兩泉匯合，名“半湯”[34]；已有一千多年歷史的和縣香泉有兩個泉口(當?shù)胤Q一湯和二湯)，“一湯”供當?shù)厝罕娤丛。岸睘橄礈煊盟甗34]。皖西大別山國家地質(zhì)公園內(nèi)的岳西縣湯池畈溫泉也是自明代起建池供人們沐浴，道光十八年擴建浴池閣樓。

1.6 與社會需求的關系

安徽省人口眾多，隨著消費水平和生活品味的提高，人們對于以健康、休閑、養(yǎng)生為主的溫泉旅游社會需求提升，主動對地熱溫泉資源的開發(fā)利用成為趨勢。目前，省內(nèi)32處地熱溫泉資源中就有19處是屬于人工揭露熱水孔開發(fā)而成的溫泉資源，這些在一定程度上彌補了安徽省一些天然露頭溫泉水量減少的不足，為地熱溫泉旅游產(chǎn)品的補充和升級提供了保障。尤其是毫-阜盆地，地熱資源勘查開發(fā)的潛力巨大，總貯存量達1.279×1011m3，可開采量達3.2×108m3/a[27,32-33]，約占全省可開采總量的89.8%，可以引導和鼓勵溫泉旅游的開發(fā)利用。

2 地熱溫泉資源特征

2.1 溫度

安徽省的地熱溫泉資源按溫度可以分為兩類。一類是60℃以上的中溫熱水，其中有廬江東湯池和舒城西湯池。另一類屬低溫熱水，這類溫泉有巢湖半湯溫泉，溫度為58℃，但熱水孔溫度達到60℃；岳西湯池畈溫泉溫度也達58℃；水溫在40～50℃的有和縣香泉溫泉、黃山湯口溫泉、舒城山七溫泉、霍山上土市溫泉、金寨西莊溫泉等；水溫在21～35℃的有黃山松谷庵溫泉等。

安徽省內(nèi)大多數(shù)溫泉的溫度是穩(wěn)定的，某些溫泉的溫度有季節(jié)性波動。如岳西湯池畈溫泉常溫是54～58℃，但在夏季炎熱天氣下可達60℃以上。而遇到雨季降水增多時，溫泉水的溫度又會略有下降至30～50℃。舒城西湯池溫泉在雨季時的水溫與一般情況下的水溫也可有3℃之差。有些溫泉的水溫變化是由于沒有良好的覆蓋層，常溫水混入而導致溫泉水溫的降低。此外，靠近深大斷裂帶出露的溫泉，如廬江東湯池和舒城西湯池溫泉，水溫較高。

2.2 流量

溫泉中以和縣香泉、含山昭關、巢湖半湯流量為最多，分別達到1370 m3/d、1150 m3/d、483.84 m3/d。人工揭露的熱水孔中流量較大的有界首、太和、阜陽商貿(mào)城、阜南田集、定遠泉塢山、亳州豐水源等，均超過1200 m3/d，其中定遠泉塢山達到2016.58 m3/d。大部分溫泉流量的季節(jié)變化不大，少數(shù)有較明顯的季節(jié)變化，如舒城西湯池溫泉流量在豐水季節(jié)要比枯水季節(jié)大1～2倍，岳西湯池畈溫泉在雨季時泉水流量增大，水位也略有升高。

2.3 水化學

靠近深大斷裂帶的地熱溫泉其水化學特征是礦化度高，多數(shù)屬于SO4-Ca-Na型、SO4- Na型或SO4-HCO3-Ca-Na型水，如舒城西湯池溫泉礦化度達0.99 g/L，硫磺味很重，和縣香泉溫泉富含H2S，巢湖半湯溫泉有H2S味，舒城山七溫泉水面曾經(jīng)漂浮一層黃色固體物質(zhì)(硫)等。另一類是與古老地層及花崗巖巖體有關的溫泉，如黃山市境內(nèi)的溫泉屬于HCO3-Ca-Na型水，池州市境內(nèi)的溫泉屬于HCO3-Ca-Mg型水等。此外，斷陷盆地如淮河以北、合肥盆地、沿江盆地及廬樅盆地內(nèi)的溫泉或熱水孔多以Cl-Na型水為主。

2.4 熱儲層

安徽全省熱儲勘查類型主要有層狀、帶狀、層狀兼帶狀三種類型，其中斷陷盆地為層狀及層狀兼帶狀，斷塊隆起帶和深大斷裂帶為帶狀。安徽省地熱能可開采總量估算為4.29×1016J/a，相當于標準煤3.67×106t/a，折成電能1.19×1010kWh/a。全省有開發(fā)地熱資源前景的斷陷盆地如毫-阜、淮南潘集、定遠和合肥-肥東四盆地內(nèi)估算地熱能可開采量約為4.247×1016J/a， 約占全省可開采總量的99%， 其中毫-阜盆地則達3.8×1016J/a，占全省地熱能可開采總量的88.6%。一些溫泉因其含有特殊組分、微量元素及放射性元素等而具有醫(yī)療、保健等價值。較著名的療養(yǎng)溫泉有巢湖半湯溫泉、黃山湯口溫泉、太和溫泉等。

3 地熱溫泉功效特征

3.1 地熱溫泉的物理功效

安徽省境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的地熱溫泉資源水溫大多為溫熱水或溫水，少數(shù)為熱水，均屬于熱礦水系列。地熱溫泉熱礦水醫(yī)療和保健的物理作用，也就是熱礦水的物理性能(如水溫、浮力和靜壓力等)對人體的醫(yī)療作用。水溫與治療有關，溫熱浴(36～39℃)能降低神經(jīng)的興奮性，具有鎮(zhèn)靜作用，對于神經(jīng)過于興奮、動脈硬化、高血壓、半身不遂病人的功能恢復都有良好作用。熱水浴(40～42℃)能使皮膚血管擴張，心跳脈膊加速，血壓下降。據(jù)日本溫泉醫(yī)學權威專家八田秋的調(diào)查研究：洗微溫浴可有效降低血壓10毫米左右水銀汞柱[35]?？傊?，溫熱浴和熱水浴，對人體健康都是有益的，都有改善患者循環(huán)功能的作用，可增強體質(zhì)，防治疾病。

安徽省地熱溫泉的熱礦水中由于無機鹽的含量較高，浮力較大，可以在水中按摩，對神經(jīng)麻痹、肌肉癱瘓治療有利。水壓力作用對人體大有裨益[36]。靜壓腹部可促進消化功能，對肌肉及軟組織是一種直接的刺激，能增強腎功能，有利尿作用，對心臟的回血也有增加作用。但是，心臟病患者礦水浴不宜過深，浴時不宜過久。

3.2 地熱溫泉的化學功效

地熱溫泉熱礦水醫(yī)療保健的化學作用是利用熱礦水中所含化合物及微量元素對人體的藥理和生物作用(表2)。從安徽省地熱溫泉熱礦水的化學特征來看[27]，合肥市地熱溫泉水質(zhì)類型主要為SO4-HCO3-Na型，亳州市、阜陽市地熱溫泉水質(zhì)類型以Cl-Na型為主，同時含溴化物、偏硼酸、碘化物和Fe2+，淮南市地熱溫泉水質(zhì)與亳州市、阜陽市相同，同時含偏硼酸，滁州市地熱溫泉水質(zhì)類型則為HCO3-Ca-Mg型，含偏硅酸、氡，巢湖周邊地區(qū)地熱溫泉水質(zhì)類型較為復雜，主要為SO4-Ca、SO4-Na、HCO3-Ca-Mg型，含偏硅酸、氟、氡，六安市地熱溫泉水質(zhì)類型為SO4-Na-Ca、SO4-Na型，也含偏硅酸、氟、氡，安慶市的地熱溫泉水質(zhì)類型以SO4-HCO3-Na、SO4-Na型為主，含偏硅酸、氟，黃山市的地熱溫泉水質(zhì)類型則為HCO3-Ca-Na型，與六安市一樣含偏硅酸、氟、氡，池州市地熱溫泉水質(zhì)類型與滁州市相似同為HCO3-Ca-Mg型，含偏硅酸。

表2 醫(yī)療熱礦水水質(zhì)評價表(單位：mg/L)

綜上，安徽省地熱溫泉熱礦水富含多種化合物及微量元素，對人體有很好的藥理和生物作用，康療價值較高。入浴于熱礦水中，化學成分通過皮膚進入體內(nèi)被吸收，有的不能吸收而附著在皮膚上，形成有醫(yī)療作用的藥物分子薄膜，對人體產(chǎn)生藥物化學作用。醫(yī)療熱礦水對人體代謝酶的促進作用，對神經(jīng)-體液及內(nèi)分泌和人體健康系統(tǒng)機能的調(diào)節(jié)作用等，都是人工水療及藥物浴療所不能相比擬的。當然，由于安徽省各地區(qū)地熱溫泉熱礦水所含主要化學成分存在一定的差異性，對人體所產(chǎn)生的醫(yī)療和保健作用也是不同的(表3)。

表3 安徽省部分地熱溫泉水質(zhì)類型及功效

總之，根據(jù)安徽省各地地熱溫泉熱礦水中所含的微量元素和宏量成分經(jīng)常選擇性的洗浴既可健身，又可祛病，對神經(jīng)官能癥、循環(huán)器官癥、呼吸器官癥、肥胖病、婦科癥、胃腸病、肝膽病、關節(jié)障礙、皮膚病等有較高的療效，并能促使人體各項機能的恢復。

4 結(jié)論

(1)安徽省地熱溫泉資源主要分布在淮北、沿江、大別山區(qū)及皖南山區(qū)，其分布與地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地形地貌等關系密切。多數(shù)溫泉出露和人工熱水孔位于斷裂帶范圍內(nèi)(郯廬大斷裂和磨子潭-桐柏深斷裂以及龍門沖-南港深斷裂)，斷裂復合交匯處尤其多。火成巖、沉積巖巖性對于溫泉的形成和出露都會產(chǎn)生一定的影響。同時，開發(fā)歷史、社會需求等方面也會影響溫泉資源的選址、開發(fā)與規(guī)劃。

(2)安徽省地熱溫泉資源按溫度可以分為兩類：一類是60℃以上的中溫熱水，另一類屬低溫熱水，其中大多數(shù)溫泉的溫度是穩(wěn)定的，某些溫泉的溫度有季節(jié)性波動?？拷畲髷嗔褞У牡責釡厝渌瘜W特征是礦化度高，多數(shù)屬于SO4-Ca-Na型、SO4-Na型或SO4-HCO3-Ca-Na型水。熱儲勘查類型主要有層狀、帶狀、層狀兼帶狀三種類型，其中斷陷盆地為層狀及層狀兼帶狀，斷塊隆起帶和深大斷裂帶為帶狀。

(3)安徽省境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的地熱溫泉資源均屬于熱礦水系列，無機鹽的含量較高，浮力較大。水的溫度和機械作用(浮力和靜壓力作用等)，使得地熱溫泉熱礦水兼?zhèn)溽t(yī)療和保健的物理作用。同時，安徽省地熱溫泉熱礦水富含多種化合物及微量元素，它們對人體的藥理和生物作用是人工水療及藥物浴療所不能相比擬的。