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(海南省地質(zhì)調(diào)查院，海南 海口 570206)

三亞海坡是海南島南部沿海地區(qū)旅游業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，地?zé)豳Y源較為豐富[1-3]。海坡位于EW向九所-陵水深大斷裂帶的南端，九所-陵水?dāng)嗔褞呛Ｄ蠉u大地構(gòu)造南北分野的界線，其切割深度達(dá)到地幔，形成了深部熱源儲(chǔ)存和運(yùn)移的通道。在第三紀(jì)上新世晚期，海南島南部地殼下降，海侵?jǐn)U大，三亞崖城-海坡-藤橋沿線地區(qū)接受沉積，形成了今天的盆地——三亞臺(tái)緣拗陷帶[4-5]。在經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿作用，加之與地?zé)岙惓噙B，使得該區(qū)具有蘊(yùn)藏地?zé)豳Y源的有利地質(zhì)條件，形成了沉積盆地型地?zé)豳Y源。通過近幾十年的水文地質(zhì)勘查工作，已查明在海坡沉積型盆地內(nèi)存在一個(gè)長(zhǎng)約8km，寬約0.5 km，面積約為3.65 km2的NE向展布的地?zé)崽?。在現(xiàn)有的水文地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，進(jìn)一步較為系統(tǒng)地做了地?zé)崽锏耐凰鼗瘜W(xué)分析以及熱能潛力評(píng)估，為今后海坡地區(qū)溫泉旅游開發(fā)利用提供新的理論依據(jù)。

1 地?zé)崽锏刭|(zhì)背景及水化學(xué)特征

海坡地?zé)崽镏饕植荚贓W向九所-陵水深大斷裂帶的南端，從圖1所示可以看出，區(qū)域上穿越交匯著次一級(jí)的NE向高峰斷層、NW向抱道斷層和落馬咋斷層、NS向豪刁斷層，且顯示多期活動(dòng)跡象，形成一定規(guī)模的斷裂破碎帶，它們?yōu)闊岬V水的形成提供了有利的導(dǎo)水通道和儲(chǔ)水空間。工作區(qū)內(nèi)分布F2和F11兩條構(gòu)造破碎帶，鉆孔資料揭露顯示，分布于F2、F11破碎帶附近的鉆孔出水水溫溫度分別高達(dá)44.5℃和42℃，可以推測(cè)為工作區(qū)內(nèi)的主要控?zé)針?gòu)造破碎帶。據(jù)該地?zé)崽镢@孔揭露資料，上覆地層主要為第四系煙墩組和新近系望樓港組，基底為三疊紀(jì)花崗巖，主要鉆孔揭露出水水溫為38℃～44.5℃，熱礦水主要賦存于花崗巖裂隙破碎帶中，屬中低溫Ⅱ-3型地?zé)崽铩?/p>

該地?zé)崽镏袩岬V水的主要化學(xué)成分及溫度、pH值、礦化度等列于表1，地下水體系的水化學(xué)特征通常與其所處的特定地球化學(xué)環(huán)境有關(guān)。地下水在補(bǔ)給、徑流及循環(huán)過程中，往往不同程度地帶入和溶解周圍巖石中的礦物質(zhì)，海坡地?zé)崽锏膶?dǎo)水儲(chǔ)熱地層巖石為三疊紀(jì)富含Na+、Cl-的花崗巖，根據(jù)舒卡列夫分類法，分別對(duì)海坡主要鉆孔進(jìn)行熱礦水化學(xué)類型命名，熱礦水化學(xué)類型主要為49-A型水，即礦化度不大于1.5 g/L的Cl--Na+型水。綜上所述，該地?zé)崽锏闹饕瘜W(xué)特征屬于Cl--Na+型熱礦水。

表1 海坡主要鉆孔熱礦水的主要化學(xué)成分特征

資料來源：本文及海南省地質(zhì)調(diào)查院(2017)、三亞水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查院(2003)

A1：高峰斷裂 A2：抱道斷裂 A3：落馬咋斷裂 A4：豪吊斷裂F2、F11：工作區(qū)內(nèi)推測(cè)控?zé)針?gòu)造破碎帶

圖1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及工作區(qū)熱礦水循環(huán)模式簡(jiǎn)圖

2 熱水體系潛在溫度和循環(huán)深度

根據(jù)地?zé)崃黧w在熱儲(chǔ)溫度下，與礦物達(dá)到了化學(xué)平衡，且在運(yùn)移、徑流過程中溫度降低時(shí)，這個(gè)平衡仍然保持的原理。可選擇如下兩種地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算方法估算熱儲(chǔ)溫度[6-9]：

(1)

(2)

同時(shí)，熱儲(chǔ)深度計(jì)算公式為：

(3)

式中：h為熱儲(chǔ)深度；t1為用地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算的熱儲(chǔ)溫度；t0為補(bǔ)給來源水溫度；△t為地?zé)崽锏販靥荻取?/p>

根據(jù)補(bǔ)給來源水樣測(cè)試結(jié)果，水溫取多次測(cè)試平均值為25℃。根據(jù)地?zé)崽飪?nèi)不同深度熱礦水的測(cè)溫資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果1，得出地溫梯度(△t)平均值約為5℃/100m。

結(jié)合表1的結(jié)果并依據(jù)(1)、(2)和(3)式計(jì)算得出海坡地區(qū)地?zé)崽锔鱾€(gè)鉆孔的熱儲(chǔ)溫度和熱儲(chǔ)深度綜合列于表2。由此可得，利用Mg/K和SiO2兩種不同地?zé)釡貥?biāo)所計(jì)算結(jié)果基本一致，表明該地?zé)崽锏乃瘜W(xué)體系處于近似平衡狀態(tài)，其熱儲(chǔ)溫度范圍在73.6℃～104.28℃，熱儲(chǔ)深度大致在972～1 585.6 m。據(jù)此推測(cè)該地?zé)崽锏臐撛跓崮茏罡邷囟仍?00℃左右，熱水循環(huán)最大深度在1 580 m左右。

3 同位素示蹤判別水源及其成因

對(duì)海坡地?zé)崽锊煌@孔進(jìn)行抽水試驗(yàn)，選取其中2個(gè)鉆孔進(jìn)行水樣采集，并送往相關(guān)測(cè)試單位進(jìn)行檢測(cè)分析，鉆孔水樣的同位素分析結(jié)果列于表3，與海南島大氣降雨線關(guān)系圖見圖2。

表2 海坡地?zé)崽锏臒醿?chǔ)溫度和熱儲(chǔ)深度估算

表3 海坡熱礦水的2H、18O同位素組成

測(cè)試單位：國土資源部巖溶地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)督檢測(cè)中心

通過表3和圖2可知，海坡地?zé)崽飪?nèi)熱礦水的2H、18O穩(wěn)定同位素沿著海南島大氣降雨線及其附近分布，且偏離量較小，這說明了海坡沉積盆地型熱礦水與大氣降雨有密切的親緣性，起源于大氣降雨。利用2H、18O穩(wěn)定同位素計(jì)算熱礦水補(bǔ)給高程，確定其主要補(bǔ)給區(qū)域，計(jì)算公式如下：

H=H0+(D-D1)/g

(4)

式中：H為地下水補(bǔ)給高程，單位為m；H0為參考高程，單位為m；D為補(bǔ)給水的δD，單位為‰(SMOW)；D1為參考水樣的δD，單位為‰(SMOW)；g為δD隨高程遞減的梯度，單位為‰(SMOW)/100m，我國西南地區(qū)g為-2.5‰/100m。計(jì)算結(jié)果見表4。

由計(jì)算結(jié)果可知，勘查區(qū)地?zé)崽?區(qū))地?zé)崃黧w補(bǔ)給高程為498.3～557.2 m。根據(jù)周邊地形地勢(shì)、水文地質(zhì)條件等綜合判斷，地?zé)崽锏責(zé)崃黧w主要補(bǔ)給區(qū)域位于海坡地區(qū)北部約38 km外的抱龍采伐場(chǎng)-紅坡嶺一帶，九所-陵水深大斷裂帶橫穿該區(qū)域。補(bǔ)給區(qū)山高坡陡，大氣降水形成地表徑流進(jìn)入河流或通過斷層破碎帶、裂隙發(fā)育帶入滲形成地下水，在向深部徑流循環(huán)過程中經(jīng)圍巖加熱形成熱水，然后沿裂隙或破碎帶徑流排泄進(jìn)入海坡沉積盆地，賦存于新近系地層及破碎帶巖石中。

圖2 熱礦水δD、δ18O穩(wěn)定同位素與海南島大氣降雨線關(guān)系圖

表4 地?zé)崃黧w補(bǔ)給高程計(jì)算表

4 結(jié)語

通過上述分析，對(duì)三亞海坡地?zé)崽餆岬V水得出以下結(jié)論：

(1)工作區(qū)區(qū)域上主要受EW向九所-陵水深大斷裂帶、NE向高峰斷層、NW向抱道斷層和落馬咋斷層、NS向豪刁斷層等斷裂的控制，工作區(qū)內(nèi)主要受F2、F11控?zé)針?gòu)造破碎帶的控制，它們?yōu)楹Ｆ聼岬V水的形成提供了有利的儲(chǔ)熱導(dǎo)水通道和儲(chǔ)水空間，熱礦水主要賦存于花崗巖裂隙破碎帶中，屬中低溫Ⅱ-3型地?zé)崽?，地?zé)崽锏闹饕瘜W(xué)特征屬于Cl--Na+型熱礦水。

(2)利用Mg/K和SiO2兩種不同地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算，海坡地?zé)崽锏臒醿?chǔ)溫度范圍在73.6～104.28℃，熱儲(chǔ)深度大致在972～1 585.6 m。據(jù)此推測(cè)該地?zé)崽锏臐撛跓崮茏罡邷囟仍?00℃左右，熱水循環(huán)最大深度在1 580 m左右。

(3)海坡地?zé)崽飪?nèi)熱礦水的2H、18O穩(wěn)定同位素沿著海南島大氣降雨線及其附近分布，且偏離量較小，說明了海坡沉積盆地型熱礦水與大氣降雨有密切的親緣性，起源于大氣降雨。通過2H、18O同位素計(jì)算公式得出地?zé)崽锏責(zé)崃黧w補(bǔ)給高程為498.3～557.2 m，地?zé)崽锏責(zé)崃黧w主要補(bǔ)給區(qū)域位于海坡地區(qū)北部約38 km外的抱龍采伐場(chǎng)-紅坡嶺一帶，九所-陵水深大斷裂帶橫穿該區(qū)域，與海坡地?zé)崽餆岬V水的區(qū)域循環(huán)模式起源一致。