陽原縣三馬坊地熱田地下熱水資源地球化學特征

■樊延恩李楊孫陽劉林杰

（1河北省地質調查院 河北 石家莊050081；2河北省地礦局國土資源勘查中心 河北 石家莊053200）

陽原縣三馬坊地熱田地下熱水資源地球化學特征

■樊延恩1李楊2孫陽1劉林杰1

（1河北省地質調查院 河北 石家莊050081；2河北省地礦局國土資源勘查中心 河北 石家莊053200）

首先分析了三馬坊地熱田的地下熱水的水化學特征和同位素組成特征，進而從不同方面對地下熱水質量進行評價，結果表明：三馬坊地熱田地下熱水為Cl·SO4·HCO3－Na型水,多年來水質動態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時，三馬坊地熱田地下熱水基本適宜生活飲用、農田灌溉及養(yǎng)殖，并且具有一定的理療價值,屬于偏硅酸鍶型礦泉水，屬于鍋垢很多、具有軟沉淀物、起泡、非腐蝕性水。

三馬坊地熱田水化學特征質量評價

地熱資源是一種十分寶貴的潔凈的綜合性礦產資源，不僅能用于采暖、發(fā)電，還可作為生活飲用水、飲用礦泉水以及理療熱礦水資源。在當今世界日益關注環(huán)境污染、氣候變暖及節(jié)能減排的新形勢下，地熱資源的綜合開發(fā)利用顯得尤為重要。

三馬坊地熱田位于桑干河西北岸，沿桑干河方向呈北東走向近橢圓形展布，其范圍為：西起西窯頭村東，東到大渡口村西，北西方向越澡洗塘村，南東方向跨大灣臺村，北東－南西方向長約3.20km，北西－南東方向寬約1.35km，總面積約3.40km2。在地熱田內南北兩端相距較遠的J002和J012水井中分別取水樣，根據這2組水質檢測報告進行地下熱水水質分析。

1 地下熱水水化學特征

根據水質檢測報告，地熱水中主要陽離子是鈉，其毫克當量百分數為73.62～75.25%，其次是鈣，毫克當量百分數為13.23～14.62%；陰離子以氯離子、硫酸根和重碳酸氫根為主，其毫克當量百分數分別為37.36～40.03%、33.02～35.99%和26.19～26.50%，因此，地熱水水化學類型為Cl?SO4??HCO3－Na型水。按礦化度分類為“微咸水”；按酸堿度分類為“弱堿性水”，按硬度分類為“微硬水”。

將收集的三馬坊地熱田地熱水的水質資料進行對比，從1990年以來至今的20多年來，地熱水水化學類型均為Cl·SO4·HCO3－Na型水，礦化度介于1.24～1.32g/L之間。由此說明，多年來地熱水化學成分沒有明顯變化，水質動態(tài)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2 地下熱水的同位素組成特征

研究地下熱水的穩(wěn)定同位素組成特征及其放射性同位素特征，對于了解地熱水的來源、形成年代和補給條件等具有重要意義。

在天然降水中，氫的穩(wěn)定同位素氘（代號D）的含量δD和氧穩(wěn)定同位素18O的含量δ18O之間存在線性關系，其關系方程式為δD=8δ180+10，這即是克雷格降水線，它是判斷地下水補給來源的依據。各地天然水中凡未經明顯蒸發(fā)的水樣，氫、氧穩(wěn)定同位素濃度的數據點都會落在克雷格降水線上。經過運移、蒸發(fā)的水，其穩(wěn)定同位素的濃度則將偏離克雷格降水線，一般位于克雷格降水線的右下方。

三馬坊地熱田J002地熱水中δD含量為-93‰，δ180含量為-12‰，T含量為2.4±1.6 T.U，14C年齡為34.407±1.605 ka；J012地熱水中δD含量為-90‰，δ180含量為-12‰，T含量為7.6± 2.0 T.U。對J002和J012地熱水氫、氧穩(wěn)定同位素進行投影，可知，該地熱水的穩(wěn)定同位素組成均落在克雷格降水線的右下方附近，表明該地熱水的補給來源是大氣降水，且該地熱水由于溫度高，徑流距離遠，使熱水與圍巖發(fā)生了同位素交換，產生了“氧漂移”。同時，該地熱水放射性同位素的氚（代號T）含量比較低，而14C年齡比較長，是34407±1605年，說明該地熱水形成年代已久，是經過長周期、深循環(huán)的古水。

3 地下熱水的質量評價

根據三馬坊地熱田地下熱水開發(fā)利用現(xiàn)狀及其規(guī)劃前景，從不同方面對其進行質量評價。

3.1 生活飲用水質量評價

根據J002和J012的水質檢測結果，按照《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）中規(guī)定的要求，采用單項指標對比法，對三馬坊地熱田地下熱水進行生活飲用水質量評價。單項指標對比法是指用某項評價項目的檢測值與水質標準（限值）進行對比，評價其是否滿足標準。參加評價的項目、評價標準及水質評價結果見表1。

表1生活飲用水評價標準及水質檢測結果對比評價表

由對比結果可知，J002和J012地下熱水中的氟化物、礦化度、硫酸鹽、氯化物等4項有超標現(xiàn)象，其超標倍數分別是0.36～0.52倍、0.27～0.32倍、0.14～0.31倍、0.006～0.02倍，屬于輕度超標；另外，J012地下熱水中的鉛超標1.8倍，這可能與剛成井人為污染有關，水中鉛含量有待進一步核實。其它成分均符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）的規(guī)定。鑒于陽原盆地深、淺層地下水中氟化物、礦化度、硫酸鹽、氯化物的天然背景值均較高，對當地來說三馬坊地熱田地下熱水可視為適宜飲用的水。

同樣的道理，按照《飲用天然礦泉水》（GB8537-2008）、《地熱資源地質勘查規(guī)范》（GB/T 11615-2010）中的理療熱礦水水質標準、《漁業(yè)水質標準》（GB11607-89）及《農田灌溉水質標準》（GB5084-92）等國家標準，采用單項指標對比法，對三馬坊地熱田地下熱水依次進行飲用天然礦泉水質量評價、理療熱礦水質量評價、漁業(yè)養(yǎng)殖用水質量評價及農灌用水質量評價，經過對比評價可得出如下結論。

三馬坊地熱水的感官要求指標和污染指標均符合標準；界限指標中的偏硅酸、鍶等含量達到標準規(guī)定的飲用天然礦泉水界限指標限值，屬于偏硅酸鍶型礦泉水。三馬坊地熱水未達到理療熱礦水水質標準，不夠命名濃度，但是該地熱水中的氟和偏硅酸的含量以及溫度具有一定的理療價值。三馬坊地熱水只有氟化物含量超標，超標倍數分別為0.36倍和0.52倍，其它項目均符合標準，基本適宜用于養(yǎng)殖。三馬坊地熱水中僅氯化物超標，且超標倍數很小，分別是0.02倍和0.006倍，基本適宜農田灌溉。

3.2 工業(yè)用水質量評價

根據J002和J012的水質檢測結果，按照《水文地質手冊》中的《一般鍋爐用水水質評價指標》，對三馬坊地熱田地下熱水進行工業(yè)鍋爐用水質量評價，評價內容包括：成垢作用、起泡作用和腐蝕作用。評價指標和評價公式如下。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-116-1

樊延恩（1982～），男，本科，工學學士學位，工程師，研究方向為水文地質環(huán)境地質與第四紀地質。