貴州省黔西南州義龍新區(qū)魯屯熱礦水化學(xué)特征及成因分析

曹興民

摘要：本文對貴州省黔西南州義龍新區(qū)魯屯熱礦水概況及區(qū)域地質(zhì)背景進(jìn)行了闡述，根據(jù)熱礦水水質(zhì)分析結(jié)果分析了熱礦水的水化學(xué)特征，從熱儲含水層含水性、導(dǎo)熱構(gòu)造及熱源等方面總結(jié)了魯屯熱礦水的形成條件，研究結(jié)果為該區(qū)域地?zé)豳Y源勘查及開發(fā)利用提供一定的參考及借鑒意義。

關(guān)鍵詞：黔西南州義龍新區(qū)；熱礦水；水化學(xué)特征；成因分析

當(dāng)前，能源短缺和環(huán)境污染已成為制約全球可持續(xù)發(fā)展的重要問題之一[1]，地?zé)豳Y源作為礦產(chǎn)資源的一種，具有清潔、可再生的特點[4]，對于對節(jié)能減排及滿足能源供應(yīng)具有重要的作用。

貴州省是西南巖溶發(fā)育的中心[2-3]，有著豐富的地?zé)豳Y源，有天然溫泉88個[5]，省委、省政府高度重視溫泉產(chǎn)業(yè)發(fā)展，努力打造國“溫泉省”，近年來在政府的主導(dǎo)下加大了對地?zé)豳Y源的勘查及開發(fā)，在地?zé)豳Y源勘查過程中不乏失敗的案例。本文以貴州省黔西南州義龍新區(qū)魯屯區(qū)域為研究對象，分析魯屯熱礦水的區(qū)域地質(zhì)背景條件、水化學(xué)特征及熱礦水成因，為該地區(qū)地?zé)豳Y源的勘查及開發(fā)提供參考和借鑒。

1.熱礦水概況

魯屯地?zé)峋挥谫F州省黔西南州義龍新區(qū)魯屯鎮(zhèn)雷缽井，距魯屯鎮(zhèn)直線距離約15km，行政區(qū)劃屬義龍新區(qū)魯屯鎮(zhèn)所轄。該區(qū)域地?zé)豳Y源勘查自2017年3月開始至2017年10月結(jié)束，地?zé)峋?650m，開孔地層為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組，終孔地層為石炭系上統(tǒng)黃龍組，通過降壓試驗取得實抽最大涌水量603.36m3/d，井口水溫度48.5℃

2.區(qū)域地質(zhì)背景

2.1區(qū)域地層

研究區(qū)位于揚子陸快江南復(fù)合造山帶興義隆起區(qū)興義穹盆構(gòu)造變形區(qū)，研究區(qū)及周邊地帶內(nèi)地表出露地層從新至老分別為第四系（Q）及三疊系中統(tǒng)楊柳井組（T2y）、關(guān)嶺組（T2g）、三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn）、夜郎組（T1y）、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）、二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）、棲霞組（P2q）、石炭系上統(tǒng)馬平組（C2mp）、黃龍組（C2h），地?zé)峋衣陡鲿r代地層、巖性及厚度見表1。

2.2區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域上地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜（圖1），在研究區(qū)及其相鄰地帶形成了一系列南西—北東向構(gòu)造線，其次為北西—南東的褶曲和斷層。軸向北西的褶曲構(gòu)造從北向南依次有大壩背斜、萬屯向斜、頂效向斜。各背斜的核部出露地層均為二疊系，翼部為三疊系。向斜的核部出露地層位三疊系中統(tǒng)，翼部分別為三疊系下統(tǒng)，均為較寬緩褶曲構(gòu)造。

區(qū)域內(nèi)主要斷裂構(gòu)造以北西向、北東向及近東西向斷裂構(gòu)造為主。其中北西向斷裂構(gòu)造有：磨盤山縱向逆斷層、上寨縱向逆斷層；北東向斷裂構(gòu)造有木科正斷層、海馬谷正斷層、上河壩正斷層、大寨正斷層、安龍逆斷層、上阿科正斷層、貴落縱向逆斷層；近東西向斷裂構(gòu)造有戛那正斷層。斷裂構(gòu)造規(guī)模均較大，沿斷裂常形成斷陷谷地。北東向的扭斷裂具有明顯的挽近期活動特征。

3.熱礦水化學(xué)特征

3.1水化學(xué)組分

水樣采集按照“地?zé)崴治鰳悠返牟杉c保存方法”進(jìn)行，送樣至貴州省有色地質(zhì)實驗室進(jìn)行了分析測試，主要分析了地?zé)崴嘘栯x子、陰離子、金屬元素、礦物質(zhì)元素等的含量，地?zé)崴饕Ａ拷M分含量詳見表2。

3.2水化學(xué)特征

通過降壓試驗及水樣的測試結(jié)果，熱礦水井口水溫48.5℃，為溫?zé)崴籶H值7.52，為弱堿性水；水化學(xué)類型為HCO3--Ca·Na型水。水中F-含量為0.43mg/L、Na+含量為38.13mg/L、總硬度（以CaCO3計）182mg/L均超出國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，不適宜作為生活飲用水；按照理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)微量元素偏硅酸含量31.70mg/L達(dá)到礦水濃度。

4.形成原因分析

4.1熱儲含水層含水性分析

區(qū)內(nèi)二疊系中統(tǒng)棲霞、茅口組（P2q+m）至石炭系上統(tǒng)馬平組、黃龍組（C2mp+h）熱儲含水層有一定的厚度、封閉良好。其上覆地層碎屑巖厚度大、穩(wěn)定連續(xù)（見表3，圖2），具有很好的隔水、保溫作用。在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的作用下，地層巖石往往較為破碎，構(gòu)造裂隙發(fā)育，特別是在北東向多組斷裂帶交匯區(qū)，易形成具有一定含水性的帶狀儲水空間，具有一定含水性。因此，二疊系中統(tǒng)棲霞、茅口組（P2q+m）至石炭系上統(tǒng)馬平組、黃龍組（C2mp+h）含水條件較好。

4.2導(dǎo)熱構(gòu)造

義龍新區(qū)的挽近期斷裂構(gòu)造活動頻繁，以北東向的活動斷裂組成的頂效—古理—屯腳活動斷裂帶為主，區(qū)內(nèi)發(fā)育的分支斷裂為上河壩斷層，挽近期的活動使其處于長期的熱力活動范圍內(nèi)，這些構(gòu)造形成了義龍新區(qū)境內(nèi)的地下熱源活動通道和場所，極有利于境內(nèi)的地下熱水資源的形成，其中分支上河壩斷層是區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)熱構(gòu)造。

同時結(jié)合物探資料分析，上河壩斷層發(fā)育深度大于2500m，斷層帶800m～1800m內(nèi)均呈現(xiàn)低阻，具有一定的含水性，是區(qū)內(nèi)發(fā)育較深的斷裂構(gòu)造，是地?zé)崃黧w的主要導(dǎo)熱通道，使得區(qū)內(nèi)具備一定的地?zé)崃黧w儲存和運移條件。

4.3熱源

研究區(qū)無巖漿侵入活動和火山活動跡象，區(qū)域地溫梯度在2.0℃/100m～2.5℃/100m，屬于中低地溫梯度背景區(qū)。該地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)簡單，主要為碳酸鹽巖與碎屑巖互層，導(dǎo)熱能力強(qiáng)。發(fā)育深大的頂效—古理—屯腳斷層深切，是區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)熱通道。在頂效—古理—屯腳深大斷裂作用下，熱流體在一定的深度范圍內(nèi)有對流形式存在，熱傳遞以傳導(dǎo)和對流形式同時出現(xiàn)（見圖2），與深大斷裂相伴生的斷裂，溝通了深部地層與熱儲層的水力聯(lián)系，造成熱能儲存和運移的空間及通道，使深部高溫?zé)崴谙鄬^淺部位集中，又由于隔熱保溫層厚度的差異及平面上分布的特點形成了本區(qū)的地?zé)岙惓！?/p>

綜合以上分析，認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)地?zé)岵痪邘r漿熱源和放射性熱源條件。主要是靠正常的區(qū)域大地?zé)崃髁縼砉岷途S持熱源。

5.結(jié)論

（1）熱礦水井口溫度48.5℃，為低溫地?zé)豳Y源中的溫?zé)崴?。按照理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)偏硅酸含量31.70mg/L達(dá)到礦水濃度，具有一定的理療價值和較大的市場開發(fā)前景。

（2）研究區(qū)內(nèi)熱礦水儲存于二疊系中統(tǒng)棲霞、茅口組（P2q+m）至石炭系上統(tǒng)馬平組、黃龍組（C2mp+h）熱儲層與上河壩斷層結(jié)合部位，上河壩斷層是熱礦水的主要導(dǎo)熱通道。研究區(qū)內(nèi)地?zé)嶂饕强空５膮^(qū)域大地?zé)崃髁縼砉岷途S持熱源。

參考文獻(xiàn)：

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