福建漳浦東山地?zé)崽锘咎卣骷俺梢蚍治?/h1>
2014-01-15 03:09梁偉志
福建地質(zhì) 2014年2期
梁偉志
(福建省閩東南地質(zhì)大隊，泉州，362021)
1 地?zé)岬刭|(zhì)背景
1.1 地層
區(qū)內(nèi)分布第四系沖洪積層、殘積層和人工填土。
人工填土：區(qū)內(nèi)分布較廣，厚度0.30～3.40 m，呈褐黃色，成分較雜，主要由粉質(zhì)粘土組成，含少量碎石。
殘積砂(礫)質(zhì)粘性土：區(qū)內(nèi)分布范圍廣，厚度大小不一，一般為1.30～15 m，最厚可達(dá)17.0 m，呈灰黃色、褐黃色，巖性為砂質(zhì)粘性土或礫質(zhì)粘性土組成，主要由二長花崗巖、黑云母花崗巖風(fēng)化而成。
沖洪積層：區(qū)內(nèi)分布范圍較廣，厚度0.30～5.50 m，呈淺黃、灰褐色，巖性為砂礫卵石，卵石直徑一般3～5 cm，最大18 cm。
1.2 侵入巖
礦區(qū)及外圍分布的侵入巖巖體均屬燕山早期第三階段第一次侵入的中粗粒二長花崗巖和第三次侵入的中細(xì)粒黑云母花崗巖，呈巖基、巖脈狀產(chǎn)出，此外，并見有部分輝綠巖脈、石英斑巖脈等穿插。
二長花崗巖：以淺灰色為主，具中粗粒二長花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物由鉀長石、斜長石、石英及少量黑云母組成，副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、綠簾石等。
黑云母花崗巖：呈淺肉紅色，具中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物由鉀長石、斜長石、石英、黑云母組成，并見少量副礦物磁鐵礦、綠簾石等。
1.3 構(gòu)造
區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，主要為北東向和北西向斷裂，次為南北向和東西向。其中北東向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要的控?zé)針?gòu)造，其形成早于北西向構(gòu)造，前者往往被后者所切割破壞，北西向斷裂為先壓后張，是區(qū)內(nèi)的主要含水構(gòu)造。根據(jù)可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，推測了F1、F22組隱伏斷裂帶。
F1斷裂帶：走向北東46°，傾向北西，傾角較陡。推測F1斷裂帶是該區(qū)控制地下熱水的主要控?zé)針?gòu)造，相當(dāng)區(qū)域上的北東向斷裂帶。
F2斷裂帶：走向北西225°，傾向北東，傾角較陡。該組斷裂晚于F1斷裂帶形成，并兩次切割破壞F1斷裂帶，在構(gòu)造地質(zhì)解釋平面圖上定為F2-1、F2-2。
1.4 水文地質(zhì)概況
該區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均降水量1 527.7 mm。根據(jù)地下水的貯存條件和水力性質(zhì)，將區(qū)內(nèi)地下水分為松散巖類孔隙潛水、風(fēng)化帶孔隙裂隙潛水、基巖裂隙承壓水3種*福建省第一水文地質(zhì)工程隊，1∶5萬福建云霄縣火田—漳浦縣盤陀地?zé)岬刭|(zhì)普報告，1990。。
松散巖類孔隙潛水：含水巖組以第四系沖洪積層為主，地下水貯存于砂礫卵石層的孔隙中，水的補(bǔ)給來源主要接受大氣降水和溪溝地表水的側(cè)向補(bǔ)給，水量中等，單孔涌水量大于150 m3/d。
風(fēng)化帶孔隙裂隙潛水：含水巖組以第四系殘積層和基巖風(fēng)化裂隙為主，地下貯存于砂(礫)質(zhì)粘性土孔隙和基巖風(fēng)化裂隙中，主要接受大氣降水和上部砂礫卵石含水層的補(bǔ)給，水量貧乏，單孔涌水量小于50 m3/d。
基巖裂隙承壓水：主要為構(gòu)造裂隙承壓水，含水巖組為二長花崗巖和黑云母花崗巖的構(gòu)造裂隙帶，地下水貯存于構(gòu)造裂隙帶中。主要接受大氣降水和第四系孔隙潛水、風(fēng)化帶孔隙裂隙潛水的側(cè)向補(bǔ)給，當(dāng)斷裂破碎帶與地表溪溝水有水力聯(lián)系時，還接受地表水的補(bǔ)給，水量較貧乏，單孔涌水量小于100 m3/d。特別是在構(gòu)造復(fù)合部位，由于構(gòu)造破壞作用，巖石比較破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，存在局部富水地帶，如區(qū)內(nèi)2#地?zé)峁芫畣慰子克繛?38.86 m3/d。
2 地?zé)岬刭|(zhì)條件
2.1 地?zé)釁^(qū)邊界條件
根據(jù)地?zé)崽烊宦额^(泉)和已施工的地?zé)峋{(diào)查，以及20 m淺層測溫成果，結(jié)合可控源音頻大地電磁測深資料，圈定的地?zé)岙惓^(qū)為近似橢圓形，長軸為北西向，面積約141 650 m2。1#～3#地?zé)峁芫徊贾迷贔2-1與F1交叉處上盤，水溫68～78℃。說明該地?zé)釁^(qū)的邊界條件受F1、F2-1、F2-2斷裂帶控制，地?zé)岙惓Ｖ行奈挥贔1與F2-12條斷裂上盤的交會部位(圖1)。
圖1 東山地?zé)崽锼牡刭|(zhì)略圖Fig.1 Hydrogeological map of Dongshan geothermal field
2.2 熱儲特征及其埋藏條件
該區(qū)地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄及熱水的貯存條件、分布規(guī)律受地形(地貌)、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等因素影響。地下熱水主要貯存于基巖裂隙、斷裂帶中，大氣降水是地下熱水的主要補(bǔ)給來源，其次是沖洪積層孔隙水和周邊基巖風(fēng)化裂隙水。熱水變化動態(tài)與該區(qū)氣候條件密切相關(guān)，雨季地表水、地下水通過裂隙、斷裂帶薄弱處補(bǔ)給地下熱水；旱季地下熱水側(cè)向補(bǔ)給地表水、地下水，并排泄到低洼處或溪溝中。北東、北西向斷裂為地下水提供良好貯存空間，構(gòu)成地下熱水導(dǎo)水、富水、儲水構(gòu)造。
該地?zé)崽镂挥谙獪吓?，地形較平坦，據(jù)1∶20萬漳州幅、東山幅區(qū)域水文地質(zhì)資料，該區(qū)有溫泉出露點4處，相距5 m左右，呈北東向展布，實測自流量1.001 L/s，86.49 m3/d，溫泉自流點的地?zé)崴⒘髟谙獪虾秃哟仓小５V區(qū)1#～3#地?zé)峁芫诤谠颇富◢弾r中，揭露2層地下熱水含水層，3個地?zé)峁芫衣兜叵聼崴畬忧闆r(表1)。
第一熱水含水層：含水層頂板埋深36.00～41.60 m，厚度1.00～4.80 m，位于新鮮黑云母花崗巖中，水溫45～50℃。
第二熱水含水層：含水層頂板埋深61.00～79.80 m，厚度7.50～11.50 m，鉆孔揭露該層后地?zé)崴砍隹卓冢疁孛黠@升高，富水性中等，是該區(qū)主要含水層。
2.3 地溫場特征
2.3.1 平面地溫變化特征
根據(jù)淺層鉆孔測溫成果，地?zé)岙惓^(qū)分布范圍約141 650 m3，主軸走向為北西，以2#地?zé)峁芫蚐04井所在位置為地溫最高點，兩側(cè)溫度逐漸降低，東南方向F1斷層下盤和西南方向F2-1斷層下盤地溫較低。
表1 管井揭露地下熱水含水層情況
2.3.2 垂向地溫變化特征
根據(jù)3個地?zé)峁芫疁y溫資料，從上往下水的溫度隨著孔深深度變化而逐漸增加，每相隔10 m增加3～5℃，揭露第一、第二含水層后水溫會明顯升高。采用水溫儀測量結(jié)果，1#地?zé)峁芫? m深處水溫為48.4℃，到85 m深處水溫上升到73.4℃；2#地?zé)峁芫? m深處水溫為41.6℃，到100 m深處水溫達(dá)75.3℃；3#地?zé)峁芫? m深處水溫61.3℃，到85 m深處水溫為72.3℃。
3 地?zé)豳Y源評價
3.1 地?zé)崴疅醿δＰ?/h3>
選擇2#地?zé)峁芫鳛樵搮^(qū)單一的地下熱水開采井，根據(jù)該井抽水試驗資料(表2)，進(jìn)行地?zé)崴砷_采量計算與評價，以保證該區(qū)地?zé)崴L期穩(wěn)定開采。
表2 2#地?zé)峁芫樗囼灣晒?/p>
該區(qū)8個地?zé)峁芫?個地?zé)峁芫叵聼崴砍隹卓?，說明地下存在統(tǒng)一的熱儲層。2#地?zé)峁芫克孔畲?，并且水溫最高，充分說明2#地?zé)峁芫奈恢檬窃搮^(qū)的熱儲中心，可把圈定的地?zé)岙惓^(qū)范圍141 650 m2視為以2#地?zé)峁芫疄橹行牡臒醿ε璧?。由?個地?zé)峁芫嗷ブg的距離為30～60 m，2個以上單井同時抽水，會出現(xiàn)影響半徑相互交叉的干擾現(xiàn)象，造成單井涌水量減少。
3.2 地?zé)崴砷_采量計算與評價
3.2.1 可開采量計算
該區(qū)地?zé)崴_采量小，現(xiàn)有7個管井的地下熱水涌出孔口，一個泉點在自然流水，通過對7個自涌管井和1個泉點自然涌水量的統(tǒng)計，把自然涌水量作為允許開采量的一部分，區(qū)內(nèi)地?zé)崽锏責(zé)崴匀挥克繛?63.88 m3/d，根據(jù)1#～3#、S01地?zé)峁芫?、溫泉自然涌水量統(tǒng)計結(jié)果(表3)。
表3 地?zé)峁芫?、溫泉自然涌水量統(tǒng)計
2#地?zé)峁芫樗囼灥淖畲蠼瞪钪挥?3.20 m，未能達(dá)到單井最大涌水量，根據(jù)水文地質(zhì)手冊相關(guān)規(guī)范要求，采用抽水試驗最大水位降深的1.5倍，計算2#地?zé)峁芫淖畲笥克?85.34 m3/d。
3.2.2 可開采量綜合評價
(1)采用統(tǒng)計法計算出區(qū)內(nèi)7個地?zé)峁芫诘淖粤髁亢?個泉點的自流量總計為363.38 m3/d，與2#地?zé)峁芫樗囼灲瞪?3.20 m時的涌水量338.86 m3/d基本一致，2#地?zé)峁芫畬嶋H抽水量338 m3/d為該區(qū)控制的可開采量，水溫78℃。
(2)采用預(yù)測最大降深法計算2#地?zé)峁芫唤瞪?9.80 m的涌水量485 m3/d，為該區(qū)推斷的可開采量，水溫78℃。
3.2.3 地?zé)豳Y源開發(fā)利用評價
(1)該區(qū)地?zé)峋删疃纫话阍?00 m左右，為最經(jīng)濟(jì)的。該區(qū)地下熱水溫度70℃左右，屬低溫地?zé)豳Y源熱水，適用于采暖、理療、洗浴、溫室等方面。該區(qū)2#地?zé)峁芫畣挝划a(chǎn)量達(dá)24.5 m3/d·m，為較適宜的開采區(qū)。
(2)地?zé)豳Y源是一種綠色能源，該區(qū)地?zé)崽飳僦械蜏氐責(zé)崽?，CO2、H2S等氣體排放量少，不會對大氣造成污染。地下熱水中氟離子含量較高，地下熱水的長期排放對周邊的水體和土壤會產(chǎn)生一定影響。該區(qū)地下熱水適宜開采量500 m3/d左右，過量開采地下熱水，會使區(qū)域地下水位下降，也會使周圍的地表水、生產(chǎn)和生活污水補(bǔ)給地下熱水含水層，污染地下熱水水質(zhì)，因此，要避免過量開采。
4 地?zé)崴|(zhì)評價及水化學(xué)特征
4.1 地?zé)崴|(zhì)評價
依據(jù)有關(guān)理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[1]，漳浦東山地?zé)釡厝擅麨榉?、硅水，達(dá)到理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(表4)。依據(jù)生活飲用水衛(wèi)生有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評價[2]，漳浦東山地?zé)釡厝x子含量10.99～12.85 mg/L，超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氟離子含量1 mg/L，不能作為生活飲用水。同樣，因氟離子含量超標(biāo)不能滿足漁業(yè)用水水質(zhì)要求。
表4 理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及評價
地?zé)崃黧w中因含有氯根、硫酸根、游離二氧化碳和硫化氫等組分而對金屬有一定的腐蝕作用。根據(jù)文獻(xiàn)[1]標(biāo)準(zhǔn)，3個地?zé)峁芫責(zé)崴畃H值為7.40～7.56，通過計算腐蝕系數(shù)Kk<0，并且Kk+0.0503Ca2+<0，為非腐蝕性水?？蓞⒄展I(yè)用鍋垢總量(Ho)來衡量地下熱水的結(jié)垢性，通過計算3個地?zé)峁芫責(zé)崴伖缚偭?Ho)=172.74～200.81 mg/L，評價為鍋垢較少的水。
4.2 地?zé)崴瘜W(xué)組分
根據(jù)水質(zhì)分析成果，該區(qū)地下熱水水質(zhì)類型為HCO3-·SO42-1-Na+型，偏硅酸含量112.52～117.3 mg/L(SiO2含量86.55～90.23 mg/L)，氟離子含量10.99～12.85 mg/L。pH值7.40～7.56，為中性水；總硬度35.45～37.83 mg/L，為軟水；溶解性總固體622.0～683.9 mg/L，為淡水。含有銅、鉛、鋅、鋁、鍶、鋰、銫、鋇等微量元素。放射性元素鐳(226Ra)含量<0.05 Bq/L、氡(Rn)含量0.25～0.87 Bq/L、總α放射性含量0.05～0.16 Bq/L、總β放射性含量0.26～0.45 Bq/L。
4.3 地?zé)崴瘜W(xué)組分動態(tài)變化
2001年施工ZK1(S06)地?zé)峁芫畷r*平和漳霞水文工程服務(wù)隊，漳浦縣石榴鎮(zhèn)東山村地?zé)岬V區(qū)地質(zhì)普查報告，2001。，曾采集了一個水質(zhì)化學(xué)分析樣，分析結(jié)果水質(zhì)化學(xué)類型為HCO3-·SO42-1-Na+型，可溶性SiO2100 mg/L，氟離子含量10.00 mg/L，pH值7.35，礦化度833.95 mg/L。經(jīng)過對比，地?zé)峄瘜W(xué)組分比較穩(wěn)定，十幾年來沒有明顯變化。
5 地?zé)岢梢蚍治?/h2>
該區(qū)地處我國主要地?zé)岙惓|南沿海分布帶的中部，地?zé)岙惓ｏ@示較明顯，水熱交替強(qiáng)烈，熱儲呈帶狀分布，受斷裂構(gòu)造控制，地?zé)崽镆?guī)模較小。地下熱水以上升泉群形式出露地表。屬中低溫地?zé)崽铫?2型，是福建省中低溫地?zé)豳Y源熱水分布區(qū)之一。其形成受自然條件、構(gòu)造條件、巖漿活動條件等共同作用影響。
(1)該區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均降水量1 527.7 mm，為地下熱水的補(bǔ)給、深部循環(huán)提供了較豐富的補(bǔ)給水源。由于區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，第四系覆蓋下的基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，有利于大氣降水滲入補(bǔ)給，為地下熱水形成提供了地質(zhì)構(gòu)造條件和水文地質(zhì)條件。
(2)該區(qū)基底巖石為燕山早期二長花崗巖及黑云母花崗巖，地?zé)岙惓^(qū)分布主軸走向為北西向，異常中心點地下溫度最高，兩側(cè)溫度逐漸降低，垂向上則從上往下地?zé)釡囟戎饾u增加。說明地?zé)崴臒嵩磥碜詭r漿活動，并受北東向?qū)針?gòu)造和北西向?qū)畼?gòu)造共同影響和控制。
(3)熱水化學(xué)成分主要受地下熱水補(bǔ)給、循環(huán)逕流途徑、貯存的巖性介質(zhì)的化學(xué)成分所制約，地?zé)崴?jīng)深部長距離逕流濃縮與溶解巖石中礦物質(zhì)進(jìn)行滲流、熔蝕、運(yùn)移、富集共同作用所致。該區(qū)基底花崗巖含有豐富的礦物質(zhì)，巖石破碎蝕變作用強(qiáng)烈，地下水在下滲過程中對經(jīng)過的地層(巖層)進(jìn)行淋濾滲透作用并受熱，在深部循環(huán)過程中受高溫高壓等因素的影響并產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，在上升過程中對經(jīng)過的巖層進(jìn)行溶解并受到其它水體的滲入混合而形成該區(qū)獨特的理療熱礦水。
6 結(jié)論
(1)漳浦縣東山地?zé)崽飳儆谥械蜏氐責(zé)崽铫?2類型，熱儲呈帶狀，受構(gòu)造斷裂控制，地下熱水貯存于北東向F1斷裂與北西向斷裂F2-1、F2-2的交會部位，地?zé)崽镆?guī)模較小，地表地?zé)岙惓^(qū)面積141 650 m2。
(2)通過抽水試驗和計算，確定漳浦縣東山地?zé)崽锏叵聼崴刂频目砷_采量338 m3/d，水溫78℃，確定推斷的可開采量485 m3/d，水溫78℃。
(3)東山地?zé)崽锏叵聼崴|(zhì)類型為HCO3-·SO42-1-Na+型，溶解性總固體622.0～683.9 mg/L，總硬度35.45～37.83 mg/L，pH值7.40～7.56。偏硅酸含量112.52～117.3 mg/L，氟離子含量10.99～12.85 mg/L，可命名為氟水、硅水，達(dá)到理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
作者在野外勘查工作過程以及本文編寫過程曾得到閩東南地質(zhì)大隊副總工程師黃金生高級工程師的悉心指導(dǎo)和幫助，在此深表謝意！
1 GB/T 11615-2010 地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范.
2 GB 5749-2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn).
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梁偉志
(福建省閩東南地質(zhì)大隊，泉州，362021)
1 地?zé)岬刭|(zhì)背景
1.1 地層
區(qū)內(nèi)分布第四系沖洪積層、殘積層和人工填土。
人工填土：區(qū)內(nèi)分布較廣，厚度0.30～3.40 m，呈褐黃色，成分較雜，主要由粉質(zhì)粘土組成，含少量碎石。
殘積砂(礫)質(zhì)粘性土：區(qū)內(nèi)分布范圍廣，厚度大小不一，一般為1.30～15 m，最厚可達(dá)17.0 m，呈灰黃色、褐黃色，巖性為砂質(zhì)粘性土或礫質(zhì)粘性土組成，主要由二長花崗巖、黑云母花崗巖風(fēng)化而成。
沖洪積層：區(qū)內(nèi)分布范圍較廣，厚度0.30～5.50 m，呈淺黃、灰褐色，巖性為砂礫卵石，卵石直徑一般3～5 cm，最大18 cm。
1.2 侵入巖
礦區(qū)及外圍分布的侵入巖巖體均屬燕山早期第三階段第一次侵入的中粗粒二長花崗巖和第三次侵入的中細(xì)粒黑云母花崗巖，呈巖基、巖脈狀產(chǎn)出，此外，并見有部分輝綠巖脈、石英斑巖脈等穿插。
二長花崗巖：以淺灰色為主，具中粗粒二長花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物由鉀長石、斜長石、石英及少量黑云母組成，副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、綠簾石等。
黑云母花崗巖：呈淺肉紅色，具中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物由鉀長石、斜長石、石英、黑云母組成，并見少量副礦物磁鐵礦、綠簾石等。
1.3 構(gòu)造
區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，主要為北東向和北西向斷裂，次為南北向和東西向。其中北東向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要的控?zé)針?gòu)造，其形成早于北西向構(gòu)造，前者往往被后者所切割破壞，北西向斷裂為先壓后張，是區(qū)內(nèi)的主要含水構(gòu)造。根據(jù)可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，推測了F1、F22組隱伏斷裂帶。
F1斷裂帶：走向北東46°，傾向北西，傾角較陡。推測F1斷裂帶是該區(qū)控制地下熱水的主要控?zé)針?gòu)造，相當(dāng)區(qū)域上的北東向斷裂帶。
F2斷裂帶：走向北西225°，傾向北東，傾角較陡。該組斷裂晚于F1斷裂帶形成，并兩次切割破壞F1斷裂帶，在構(gòu)造地質(zhì)解釋平面圖上定為F2-1、F2-2。
1.4 水文地質(zhì)概況
該區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均降水量1 527.7 mm。根據(jù)地下水的貯存條件和水力性質(zhì)，將區(qū)內(nèi)地下水分為松散巖類孔隙潛水、風(fēng)化帶孔隙裂隙潛水、基巖裂隙承壓水3種*福建省第一水文地質(zhì)工程隊，1∶5萬福建云霄縣火田—漳浦縣盤陀地?zé)岬刭|(zhì)普報告，1990。。
松散巖類孔隙潛水：含水巖組以第四系沖洪積層為主，地下水貯存于砂礫卵石層的孔隙中，水的補(bǔ)給來源主要接受大氣降水和溪溝地表水的側(cè)向補(bǔ)給，水量中等，單孔涌水量大于150 m3/d。
風(fēng)化帶孔隙裂隙潛水：含水巖組以第四系殘積層和基巖風(fēng)化裂隙為主，地下貯存于砂(礫)質(zhì)粘性土孔隙和基巖風(fēng)化裂隙中，主要接受大氣降水和上部砂礫卵石含水層的補(bǔ)給，水量貧乏，單孔涌水量小于50 m3/d。
基巖裂隙承壓水：主要為構(gòu)造裂隙承壓水，含水巖組為二長花崗巖和黑云母花崗巖的構(gòu)造裂隙帶，地下水貯存于構(gòu)造裂隙帶中。主要接受大氣降水和第四系孔隙潛水、風(fēng)化帶孔隙裂隙潛水的側(cè)向補(bǔ)給，當(dāng)斷裂破碎帶與地表溪溝水有水力聯(lián)系時，還接受地表水的補(bǔ)給，水量較貧乏，單孔涌水量小于100 m3/d。特別是在構(gòu)造復(fù)合部位，由于構(gòu)造破壞作用，巖石比較破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，存在局部富水地帶，如區(qū)內(nèi)2#地?zé)峁芫畣慰子克繛?38.86 m3/d。
2 地?zé)岬刭|(zhì)條件
2.1 地?zé)釁^(qū)邊界條件
根據(jù)地?zé)崽烊宦额^(泉)和已施工的地?zé)峋{(diào)查，以及20 m淺層測溫成果，結(jié)合可控源音頻大地電磁測深資料，圈定的地?zé)岙惓^(qū)為近似橢圓形，長軸為北西向，面積約141 650 m2。1#～3#地?zé)峁芫徊贾迷贔2-1與F1交叉處上盤，水溫68～78℃。說明該地?zé)釁^(qū)的邊界條件受F1、F2-1、F2-2斷裂帶控制，地?zé)岙惓Ｖ行奈挥贔1與F2-12條斷裂上盤的交會部位(圖1)。
圖1 東山地?zé)崽锼牡刭|(zhì)略圖Fig.1 Hydrogeological map of Dongshan geothermal field
2.2 熱儲特征及其埋藏條件
該區(qū)地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄及熱水的貯存條件、分布規(guī)律受地形(地貌)、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等因素影響。地下熱水主要貯存于基巖裂隙、斷裂帶中，大氣降水是地下熱水的主要補(bǔ)給來源，其次是沖洪積層孔隙水和周邊基巖風(fēng)化裂隙水。熱水變化動態(tài)與該區(qū)氣候條件密切相關(guān)，雨季地表水、地下水通過裂隙、斷裂帶薄弱處補(bǔ)給地下熱水；旱季地下熱水側(cè)向補(bǔ)給地表水、地下水，并排泄到低洼處或溪溝中。北東、北西向斷裂為地下水提供良好貯存空間，構(gòu)成地下熱水導(dǎo)水、富水、儲水構(gòu)造。
該地?zé)崽镂挥谙獪吓?，地形較平坦，據(jù)1∶20萬漳州幅、東山幅區(qū)域水文地質(zhì)資料，該區(qū)有溫泉出露點4處，相距5 m左右，呈北東向展布，實測自流量1.001 L/s，86.49 m3/d，溫泉自流點的地?zé)崴⒘髟谙獪虾秃哟仓小５V區(qū)1#～3#地?zé)峁芫诤谠颇富◢弾r中，揭露2層地下熱水含水層，3個地?zé)峁芫衣兜叵聼崴畬忧闆r(表1)。
第一熱水含水層：含水層頂板埋深36.00～41.60 m，厚度1.00～4.80 m，位于新鮮黑云母花崗巖中，水溫45～50℃。
第二熱水含水層：含水層頂板埋深61.00～79.80 m，厚度7.50～11.50 m，鉆孔揭露該層后地?zé)崴砍隹卓冢疁孛黠@升高，富水性中等，是該區(qū)主要含水層。
2.3 地溫場特征
2.3.1 平面地溫變化特征
根據(jù)淺層鉆孔測溫成果，地?zé)岙惓^(qū)分布范圍約141 650 m3，主軸走向為北西，以2#地?zé)峁芫蚐04井所在位置為地溫最高點，兩側(cè)溫度逐漸降低，東南方向F1斷層下盤和西南方向F2-1斷層下盤地溫較低。
表1 管井揭露地下熱水含水層情況
2.3.2 垂向地溫變化特征
根據(jù)3個地?zé)峁芫疁y溫資料，從上往下水的溫度隨著孔深深度變化而逐漸增加，每相隔10 m增加3～5℃，揭露第一、第二含水層后水溫會明顯升高。采用水溫儀測量結(jié)果，1#地?zé)峁芫? m深處水溫為48.4℃，到85 m深處水溫上升到73.4℃；2#地?zé)峁芫? m深處水溫為41.6℃，到100 m深處水溫達(dá)75.3℃；3#地?zé)峁芫? m深處水溫61.3℃，到85 m深處水溫為72.3℃。
3 地?zé)豳Y源評價
3.1 地?zé)崴疅醿δＰ?/h3>
選擇2#地?zé)峁芫鳛樵搮^(qū)單一的地下熱水開采井，根據(jù)該井抽水試驗資料(表2)，進(jìn)行地?zé)崴砷_采量計算與評價，以保證該區(qū)地?zé)崴L期穩(wěn)定開采。
表2 2#地?zé)峁芫樗囼灣晒?/p>
該區(qū)8個地?zé)峁芫?個地?zé)峁芫叵聼崴砍隹卓?，說明地下存在統(tǒng)一的熱儲層。2#地?zé)峁芫克孔畲?，并且水溫最高，充分說明2#地?zé)峁芫奈恢檬窃搮^(qū)的熱儲中心，可把圈定的地?zé)岙惓^(qū)范圍141 650 m2視為以2#地?zé)峁芫疄橹行牡臒醿ε璧?。由?個地?zé)峁芫嗷ブg的距離為30～60 m，2個以上單井同時抽水，會出現(xiàn)影響半徑相互交叉的干擾現(xiàn)象，造成單井涌水量減少。
3.2 地?zé)崴砷_采量計算與評價
3.2.1 可開采量計算
該區(qū)地?zé)崴_采量小，現(xiàn)有7個管井的地下熱水涌出孔口，一個泉點在自然流水，通過對7個自涌管井和1個泉點自然涌水量的統(tǒng)計，把自然涌水量作為允許開采量的一部分，區(qū)內(nèi)地?zé)崽锏責(zé)崴匀挥克繛?63.88 m3/d，根據(jù)1#～3#、S01地?zé)峁芫?、溫泉自然涌水量統(tǒng)計結(jié)果(表3)。
表3 地?zé)峁芫?、溫泉自然涌水量統(tǒng)計
2#地?zé)峁芫樗囼灥淖畲蠼瞪钪挥?3.20 m，未能達(dá)到單井最大涌水量，根據(jù)水文地質(zhì)手冊相關(guān)規(guī)范要求，采用抽水試驗最大水位降深的1.5倍，計算2#地?zé)峁芫淖畲笥克?85.34 m3/d。
3.2.2 可開采量綜合評價
(1)采用統(tǒng)計法計算出區(qū)內(nèi)7個地?zé)峁芫诘淖粤髁亢?個泉點的自流量總計為363.38 m3/d，與2#地?zé)峁芫樗囼灲瞪?3.20 m時的涌水量338.86 m3/d基本一致，2#地?zé)峁芫畬嶋H抽水量338 m3/d為該區(qū)控制的可開采量，水溫78℃。
(2)采用預(yù)測最大降深法計算2#地?zé)峁芫唤瞪?9.80 m的涌水量485 m3/d，為該區(qū)推斷的可開采量，水溫78℃。
3.2.3 地?zé)豳Y源開發(fā)利用評價
(1)該區(qū)地?zé)峋删疃纫话阍?00 m左右，為最經(jīng)濟(jì)的。該區(qū)地下熱水溫度70℃左右，屬低溫地?zé)豳Y源熱水，適用于采暖、理療、洗浴、溫室等方面。該區(qū)2#地?zé)峁芫畣挝划a(chǎn)量達(dá)24.5 m3/d·m，為較適宜的開采區(qū)。
(2)地?zé)豳Y源是一種綠色能源，該區(qū)地?zé)崽飳僦械蜏氐責(zé)崽?，CO2、H2S等氣體排放量少，不會對大氣造成污染。地下熱水中氟離子含量較高，地下熱水的長期排放對周邊的水體和土壤會產(chǎn)生一定影響。該區(qū)地下熱水適宜開采量500 m3/d左右，過量開采地下熱水，會使區(qū)域地下水位下降，也會使周圍的地表水、生產(chǎn)和生活污水補(bǔ)給地下熱水含水層，污染地下熱水水質(zhì)，因此，要避免過量開采。
4 地?zé)崴|(zhì)評價及水化學(xué)特征
4.1 地?zé)崴|(zhì)評價
依據(jù)有關(guān)理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[1]，漳浦東山地?zé)釡厝擅麨榉?、硅水，達(dá)到理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(表4)。依據(jù)生活飲用水衛(wèi)生有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評價[2]，漳浦東山地?zé)釡厝x子含量10.99～12.85 mg/L，超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氟離子含量1 mg/L，不能作為生活飲用水。同樣，因氟離子含量超標(biāo)不能滿足漁業(yè)用水水質(zhì)要求。
表4 理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及評價
地?zé)崃黧w中因含有氯根、硫酸根、游離二氧化碳和硫化氫等組分而對金屬有一定的腐蝕作用。根據(jù)文獻(xiàn)[1]標(biāo)準(zhǔn)，3個地?zé)峁芫責(zé)崴畃H值為7.40～7.56，通過計算腐蝕系數(shù)Kk<0，并且Kk+0.0503Ca2+<0，為非腐蝕性水?？蓞⒄展I(yè)用鍋垢總量(Ho)來衡量地下熱水的結(jié)垢性，通過計算3個地?zé)峁芫責(zé)崴伖缚偭?Ho)=172.74～200.81 mg/L，評價為鍋垢較少的水。
4.2 地?zé)崴瘜W(xué)組分
根據(jù)水質(zhì)分析成果，該區(qū)地下熱水水質(zhì)類型為HCO3-·SO42-1-Na+型，偏硅酸含量112.52～117.3 mg/L(SiO2含量86.55～90.23 mg/L)，氟離子含量10.99～12.85 mg/L。pH值7.40～7.56，為中性水；總硬度35.45～37.83 mg/L，為軟水；溶解性總固體622.0～683.9 mg/L，為淡水。含有銅、鉛、鋅、鋁、鍶、鋰、銫、鋇等微量元素。放射性元素鐳(226Ra)含量<0.05 Bq/L、氡(Rn)含量0.25～0.87 Bq/L、總α放射性含量0.05～0.16 Bq/L、總β放射性含量0.26～0.45 Bq/L。
4.3 地?zé)崴瘜W(xué)組分動態(tài)變化
2001年施工ZK1(S06)地?zé)峁芫畷r*平和漳霞水文工程服務(wù)隊，漳浦縣石榴鎮(zhèn)東山村地?zé)岬V區(qū)地質(zhì)普查報告，2001。，曾采集了一個水質(zhì)化學(xué)分析樣，分析結(jié)果水質(zhì)化學(xué)類型為HCO3-·SO42-1-Na+型，可溶性SiO2100 mg/L，氟離子含量10.00 mg/L，pH值7.35，礦化度833.95 mg/L。經(jīng)過對比，地?zé)峄瘜W(xué)組分比較穩(wěn)定，十幾年來沒有明顯變化。
5 地?zé)岢梢蚍治?/h2>
該區(qū)地處我國主要地?zé)岙惓|南沿海分布帶的中部，地?zé)岙惓ｏ@示較明顯，水熱交替強(qiáng)烈，熱儲呈帶狀分布，受斷裂構(gòu)造控制，地?zé)崽镆?guī)模較小。地下熱水以上升泉群形式出露地表。屬中低溫地?zé)崽铫?2型，是福建省中低溫地?zé)豳Y源熱水分布區(qū)之一。其形成受自然條件、構(gòu)造條件、巖漿活動條件等共同作用影響。
(1)該區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均降水量1 527.7 mm，為地下熱水的補(bǔ)給、深部循環(huán)提供了較豐富的補(bǔ)給水源。由于區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，第四系覆蓋下的基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，有利于大氣降水滲入補(bǔ)給，為地下熱水形成提供了地質(zhì)構(gòu)造條件和水文地質(zhì)條件。
(2)該區(qū)基底巖石為燕山早期二長花崗巖及黑云母花崗巖，地?zé)岙惓^(qū)分布主軸走向為北西向，異常中心點地下溫度最高，兩側(cè)溫度逐漸降低，垂向上則從上往下地?zé)釡囟戎饾u增加。說明地?zé)崴臒嵩磥碜詭r漿活動，并受北東向?qū)針?gòu)造和北西向?qū)畼?gòu)造共同影響和控制。
(3)熱水化學(xué)成分主要受地下熱水補(bǔ)給、循環(huán)逕流途徑、貯存的巖性介質(zhì)的化學(xué)成分所制約，地?zé)崴?jīng)深部長距離逕流濃縮與溶解巖石中礦物質(zhì)進(jìn)行滲流、熔蝕、運(yùn)移、富集共同作用所致。該區(qū)基底花崗巖含有豐富的礦物質(zhì)，巖石破碎蝕變作用強(qiáng)烈，地下水在下滲過程中對經(jīng)過的地層(巖層)進(jìn)行淋濾滲透作用并受熱，在深部循環(huán)過程中受高溫高壓等因素的影響并產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，在上升過程中對經(jīng)過的巖層進(jìn)行溶解并受到其它水體的滲入混合而形成該區(qū)獨特的理療熱礦水。
6 結(jié)論
(1)漳浦縣東山地?zé)崽飳儆谥械蜏氐責(zé)崽铫?2類型，熱儲呈帶狀，受構(gòu)造斷裂控制，地下熱水貯存于北東向F1斷裂與北西向斷裂F2-1、F2-2的交會部位，地?zé)崽镆?guī)模較小，地表地?zé)岙惓^(qū)面積141 650 m2。
(2)通過抽水試驗和計算，確定漳浦縣東山地?zé)崽锏叵聼崴刂频目砷_采量338 m3/d，水溫78℃，確定推斷的可開采量485 m3/d，水溫78℃。
(3)東山地?zé)崽锏叵聼崴|(zhì)類型為HCO3-·SO42-1-Na+型，溶解性總固體622.0～683.9 mg/L，總硬度35.45～37.83 mg/L，pH值7.40～7.56。偏硅酸含量112.52～117.3 mg/L，氟離子含量10.99～12.85 mg/L，可命名為氟水、硅水，達(dá)到理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
作者在野外勘查工作過程以及本文編寫過程曾得到閩東南地質(zhì)大隊副總工程師黃金生高級工程師的悉心指導(dǎo)和幫助，在此深表謝意！
1 GB/T 11615-2010 地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范.
2 GB 5749-2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn).
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