廣東省陸河縣地下熱水調(diào)查及開發(fā)建議

王曉娟

廣東省有色礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中心 廣東 廣州 510080

自上世紀(jì)60年代以來，先后有多個(gè)地質(zhì)隊(duì)在陸河縣范圍內(nèi)開展過區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查、地?zé)嵴{(diào)查和物化探工作，對(duì)區(qū)域地層、構(gòu)造、巖漿巖及地下熱水成礦地質(zhì)條件和特征進(jìn)行了一定程度的調(diào)查和研究，提供了一些較為詳細(xì)的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，為工作區(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查工作的開展提供了依據(jù)。以往地?zé)岬刭|(zhì)工作成果，為本次陸河縣地?zé)豳Y源調(diào)查提供了重要的基礎(chǔ)性的地質(zhì)、水文等資料，為本次工作開展提供了重要依據(jù)，但是隨著全縣地?zé)豳Y源在旅游及其它方面的應(yīng)用日益發(fā)展，以往開展的地質(zhì)工作程度總體較低，存在以下問題：

(1)全縣域地下熱水的基礎(chǔ)性水文地質(zhì)數(shù)據(jù)不清；(2)地?zé)岬刭|(zhì)特征研究不夠，未能系統(tǒng)總結(jié)控?zé)針?gòu)造及分布規(guī)律；(3)尚未進(jìn)行完整的全縣域地?zé)釁^(qū)劃；不能滿足當(dāng)?shù)卣槍?duì)地?zé)崽镩_發(fā)利用制定相關(guān)政策的需求。通過對(duì)本次廣東省陸河縣地下熱水調(diào)查，基本查明工作區(qū)內(nèi)地下熱水資源的分布、類型、規(guī)模，正確評(píng)價(jià)該區(qū)地?zé)衢_發(fā)利用價(jià)值，為該區(qū)地?zé)岬目茖W(xué)開發(fā)、合理利用提供重要依據(jù)，為陸河地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

1 地下水條件

1.1 地下水的賦存條件

調(diào)查區(qū)陸河縣位于陰那山脈(蓮花山脈)中段與潮安-陂溝斷裂帶之間，地處亞熱帶低山丘陵山區(qū)，水系發(fā)育，植被繁茂，雨水充沛，地下水補(bǔ)給來源充足。出露地層有松散巖類、層狀巖類、塊狀巖類，以塊狀巖類分布最廣。調(diào)查區(qū)有多期巖漿的侵入，這些構(gòu)造輪廓控制了測(cè)區(qū)水文地質(zhì)單元的基本骨架，構(gòu)造斷裂帶為地下水賦存和熱水的運(yùn)移創(chuàng)造了有利條件。

廣大丘陵山區(qū)表層基巖風(fēng)化強(qiáng)烈，風(fēng)化厚度5-30m，普遍形成風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水及下部脈狀水。區(qū)內(nèi)河谷平原沖洪積層分布不廣，僅零星分布，含水層為薄層狀砂礫、亞砂土，賦存孔隙潛水，局部微承壓。調(diào)查區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，有北東向河田斷裂(F1)，北西向河婆-惠來斷裂(F2)等，前者為該區(qū)主要控?zé)針?gòu)造，后者為主要導(dǎo)水構(gòu)造，賦存較豐富深循環(huán)脈狀熱礦水及淺循環(huán)常溫水。測(cè)區(qū)地形切割強(qiáng)烈，地下水循環(huán)交替條件較好，動(dòng)態(tài)變化大，水化學(xué)類型大部分屬于HCO3·Cl-Na、Cl·HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca型。

工作區(qū)內(nèi)地貌為低山丘陵及階地地貌類型，地下水循環(huán)條件除受地形、巖性控制外，主要受北東向河田斷裂控制。

1.2 地下水類型的劃分及富水性

按巖層含水性的不同，勘查區(qū)內(nèi)賦存的地下水主要類型有松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水，富水性貧乏至中等，地下水由大氣降雨補(bǔ)給為主，各類型地下水之間有緊密聯(lián)系。

(1)松散巖類孔隙水

主要分布在山間凹地、河流兩岸及河床中，主要為一套粘土質(zhì)砂、砂礫、礫石土層。廣泛分布于第四系河谷地帶各巖層全風(fēng)化巖帶，含水層主要為巖層全風(fēng)化層、沖積砂和砂礫石層，厚度3～10m，水位埋深約0～3m，富水程度一般為中等，局部地段達(dá)豐富等級(jí)。水力性質(zhì)主要屬潛水，局部為承壓水。水化學(xué)類型主要為HCO3·Cl-Na·Ca型，礦化度小于0.3g/L。

(2)層狀巖類裂隙水

分布于蓮花山較高海拔地區(qū)的上三疊-下侏羅統(tǒng)千枚巖、千枚狀板巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖等，枯季地下徑流模數(shù)小于6L/s·km2，富水性貧乏，局部中等。地下水的補(bǔ)給來源主要有大氣降水補(bǔ)給、地表水下滲補(bǔ)給和地下水層的越流補(bǔ)給。水化學(xué)類型為HCO3·Cl-Na、Cl·HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca型，礦化度小于0.3g/L。

(3)塊狀巖類裂隙水

大面積分布于調(diào)查區(qū)內(nèi)，為區(qū)內(nèi)主要的地下水類型，賦存于燕山第三期粗粒黑云母花崗巖以及稍后期或后期侵入的輝長巖、石英斑巖、輝綠巖脈的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中，屬塊狀裂隙水。風(fēng)化層厚度一般為5～25m，含水層無明確界線，埋深和厚度很不穩(wěn)定，其透水性主要取決于裂隙發(fā)育程度、巖石風(fēng)化程度和含泥量，枯季地下徑流模數(shù)小于6L/s·km2，富水程度貧乏；在破碎帶、構(gòu)造蝕變帶和構(gòu)造節(jié)理中的含水層呈帶狀展布，枯季地下徑流模數(shù)小于12L/s·km2，富水性貧乏-中等，局部具有承壓性；在斷裂帶及構(gòu)造裂隙發(fā)育地帶，枯季地下徑流模數(shù)6-12L/s·km2，富水性中等，并形成熱礦水。水化學(xué)類型為HCO3- Ca·Mg、HCO3-Ca·Na、HCO3-Ca、HCO3-Na型，礦化度小于0.3g/L。

1.3 地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件

調(diào)查區(qū)內(nèi)地表呈現(xiàn)北西高，中部低，南東略高的凹型地貌，整個(gè)儲(chǔ)水構(gòu)造是殼型北東向斷裂帶，構(gòu)造裂隙切割深度大，裂隙連通性較好。當(dāng)大氣降水或地表水通過包氣帶補(bǔ)給含水層而成為地下水后，地下水就會(huì)在重力作用下由水位高處向水位低處流動(dòng)，形成徑流，最后在地形低洼處排出地表或直接排入地表水體，或遇到阻水構(gòu)造帶沿裂隙上升形成泉，如此反復(fù)循環(huán)。調(diào)查區(qū)內(nèi)地下水的排泄同樣依循地下水排泄的一般規(guī)律運(yùn)行，即直接通過泉、河流、蒸發(fā)，人工排泄等方式進(jìn)行，地下水主要以泉或濕地形式存在。

1.4 地下水動(dòng)態(tài)變化特征

根據(jù)調(diào)查區(qū)以往水文地質(zhì)調(diào)查成果資料和本次野外調(diào)查區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙水(潛水-微承壓水)埋藏淺，地下水水位變化主要與氣候(降雨、蒸發(fā)量)、地表水體水位升降和地下水開發(fā)利用有關(guān)。一般來說，基巖裂隙水水位受季節(jié)影響最明顯，豐水期，降雨豐富，地下水接受大量補(bǔ)給而水位上升；枯水期，由于降雨補(bǔ)給減少，地下水以泉、溪流形式排泄出地表，水位降低。一般而言，從山地-丘陵-平原的豐枯期水位變幅由大到小，此外，在區(qū)內(nèi)地下水開采較為集中的地段，開采期地下水位劇減，開采終止后，地下水接受降雨或地表水的補(bǔ)給開始回升，趨于穩(wěn)定。總體上，本區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化較小，僅局部塊段變幅略大。

本區(qū)地下熱水出露形成的溫泉溫度不高，只達(dá)到中低溫溫泉的標(biāo)準(zhǔn)，溫泉水主要水化學(xué)類型為HCO3-Na型，少量為HCO3-Na·Ca型。從熱水孔豐、枯水期取樣分析結(jié)果看，總體上地?zé)崃黧w化學(xué)組分動(dòng)態(tài)變化不大，較穩(wěn)定。

2 取得的主要成果

2.1 基本查明區(qū)內(nèi)地?zé)崴牡刭|(zhì)條件

勘查區(qū)內(nèi)賦存的地下水主要類型有松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水，富水性貧乏至中等，地下水由大氣降雨補(bǔ)給為主。北東向河田斷裂(F1)為該區(qū)主要控?zé)針?gòu)造，北西向河婆-惠來斷裂(F2)主要導(dǎo)水構(gòu)造等，賦存較豐富深循環(huán)脈狀熱礦水及淺循環(huán)常溫水。陸河縣地?zé)崽锍雎?揭露)的地?zé)崃黧w溫度多在37～60℃，屬低溫地?zé)豳Y源。溫泉出露點(diǎn)主要沿北東向河田活動(dòng)斷裂帶分布，尤其是更多出露于主斷裂與次級(jí)構(gòu)造復(fù)合部位，熱礦水的賦存量與構(gòu)造裂隙發(fā)育的強(qiáng)弱有關(guān)，地?zé)嶂行闹饕植荚跀嗔褞У慕粎R部位。

2.2 新發(fā)現(xiàn)5處地?zé)岙惓^(qū)

通過調(diào)查、勘探和測(cè)試，在區(qū)內(nèi)圈出了熱水坑(Ⅰ)、湯排(Ⅱ)、黃金坑(Ⅲ)、竹圍(Ⅳ)、馬石仔(Ⅴ)、上護(hù)(Ⅵ)、田心(Ⅶ)、湯仔寨(Ⅷ)、河口中學(xué)(Ⅸ)、下三林場(chǎng)(Ⅹ)、乙字坑(Ⅺ)等5處溫泉及6處地?zé)岙惓^(qū)，其中新發(fā)現(xiàn)了竹圍(Ⅳ)、馬石仔(Ⅴ)等5處地?zé)岙惓^(qū)，有待進(jìn)一步開展勘查工作。

圖1 陸河縣城區(qū)熱異常驗(yàn)證對(duì)比圖

2.3 遙感解譯成功圈定地?zé)岙惓０袇^(qū)

利用遙感影像，解譯出較大型斷裂構(gòu)造2條，次級(jí)斷裂構(gòu)造100多條；利用ASTER、Landsat數(shù)據(jù)反演工作區(qū)地表溫度，并結(jié)合遙感解譯構(gòu)造、地形地貌和已知溫泉點(diǎn)數(shù)據(jù)，成功圈定了四個(gè)地?zé)岙惓０袇^(qū)。并通過綜合對(duì)比分析，將地?zé)崽锇袇^(qū)及地?zé)岙惓^(qū)分為A、B、C三個(gè)級(jí)別，分別對(duì)應(yīng)重點(diǎn)靶區(qū)、次重點(diǎn)靶區(qū)及一般靶區(qū)，選出A類地?zé)峥辈榘袇^(qū)1個(gè)、B類地?zé)峥辈榘袇^(qū)1個(gè)、C類地?zé)峥辈榘袇^(qū)2個(gè)。其中新田鎮(zhèn)湯仔寨—田心地?zé)岙惓０袇^(qū)確定為重點(diǎn)靶區(qū)。

2.4 物探測(cè)試為鉆孔布設(shè)提供了較好的數(shù)據(jù)支撐

通過對(duì)新田鎮(zhèn)湯仔寨—田心地?zé)岙惓Ｖ攸c(diǎn)靶區(qū)開展電法(可控源音頻大地電磁測(cè)深和電阻率聯(lián)合剖面測(cè)量)等物探方法，推測(cè)2條斷層，并對(duì)斷層走向、產(chǎn)狀及富水性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并結(jié)合調(diào)查、遙感進(jìn)行綜合分析，選定了2個(gè)位置施工水文地質(zhì)孔，均成功建成自流熱水井。

2.5 對(duì)陸河縣地?zé)豳Y源進(jìn)行了初步計(jì)算評(píng)價(jià)

采用等熱儲(chǔ)法、熱流量法、泉(井)流量法、排泄量法等，計(jì)算了陸河縣地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量、可采熱量、地?zé)崃黧w儲(chǔ)存量、地?zé)崃黧w可采量。評(píng)價(jià)結(jié)果，陸河縣地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量1.06×1015 kJ、可采熱量15794.66kW、地?zé)崃黧w儲(chǔ)存量9.53×107m3、地?zé)崃黧w可采量4176342.26 m3/a。

2.6 鉆探驗(yàn)證成果豐富

通過鉆孔，不僅驗(yàn)證了遙感和物探工作的可行性和必要性。同時(shí)，通過2個(gè)鉆孔的巖芯均發(fā)現(xiàn)前期工作中推測(cè)的次級(jí)斷裂，其次級(jí)斷裂的走向與傾角基本一致；鉆孔均見熱水，且孔口呈熱水自溢現(xiàn)象，抽水試驗(yàn)和地溫測(cè)試試驗(yàn)可判定前期靶區(qū)內(nèi)的推測(cè)斷裂均為控?zé)帷?dǎo)水型。

2.7 分析了區(qū)內(nèi)地?zé)嵯到y(tǒng)的成因模式

分析研究認(rèn)為，熱儲(chǔ)的形成及地?zé)崽锏姆植寂c斷裂構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)，本區(qū)地?zé)崽锓植贾饕躈E河田斷裂構(gòu)造控制，斷裂帶及其次級(jí)斷層或巖體破碎、張性節(jié)理裂隙為地?zé)崃黧w的儲(chǔ)存和運(yùn)移提供了空間和通道，大部分地?zé)崽镅厣畲髷嗔褞С示€狀分布，主要出露(揭露)于河田斷裂軸線及其附近以及斷裂交匯部位；地?zé)崽锏姆植寂c侵入巖體也有著明顯的相關(guān)關(guān)系，在區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)地?zé)崽镏校植加诔雎兜膸r漿巖體中部及邊緣、后期入侵的巖脈附近或巖體與圍巖的接觸帶上。

2.8 基本查明了地?zé)崃黧w化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)地?zé)崃黧w的水化學(xué)類型均為HCO3-Na型，以中-弱堿性淡水為主，局部為微咸水、弱酸性水。偏硅酸含量在86.85-141.13mg/L之間，均達(dá)到天然礦泉水界限標(biāo)準(zhǔn)；但按地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，毒理指標(biāo)氟化物和一般化學(xué)指標(biāo)硫化氫含量普遍超標(biāo)，氟化物含量在1.39-8.58mg/L之間，硫化氫含量在0.03-0.42mg/L之間。

2.9 利用地球化學(xué)溫標(biāo)估算了熱儲(chǔ)溫度

對(duì)地?zé)岙惓^(qū)的溫泉和熱水井利用地球化學(xué)溫標(biāo)來估算其熱儲(chǔ)溫度，采用二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)、鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)和鉀鈉地?zé)釡貥?biāo)三種類型的溫標(biāo)公式進(jìn)行計(jì)算，取其平均值作為熱儲(chǔ)溫度。

2.10 對(duì)地?zé)崃黧w質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)

利用調(diào)查和收集的19件地?zé)崃黧w的水質(zhì)分析成果，對(duì)地?zé)崃黧w進(jìn)行了水質(zhì)分類評(píng)價(jià)、理療熱礦水評(píng)價(jià)、飲用天然礦泉水評(píng)價(jià)、生活飲用水評(píng)價(jià)、農(nóng)業(yè)灌溉用水平價(jià)、漁業(yè)用水評(píng)價(jià)、腐蝕性評(píng)價(jià)等。水質(zhì)分類評(píng)價(jià)以Ⅴ類水為主，局部為Ⅳ類水，超標(biāo)項(xiàng)主要有pH值、硫化氫、氟化物和砷；均為命名硅水、命名氟水的理療熱礦水；不適用于生活飲用、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)用水等；均為非腐蝕性水。

2.11 基本查明區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

調(diào)查基本了解了區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀，地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度較低，目前只有2處溫泉在開發(fā)利用，有1處正在開發(fā)建設(shè)，主要以溫泉旅游療養(yǎng)為主。全縣地下熱水開采量約292000 m3/a，僅占可采總量4176342.26 m3/a的7.0%，開發(fā)潛力較大。

2.12 提出了地?zé)豳Y源規(guī)劃建議

本區(qū)地?zé)豳Y源成因類型屬于隆起山地對(duì)流型板內(nèi)深循環(huán)亞型，根據(jù)地?zé)崃黧w溫度與水化學(xué)特征兩方面，地?zé)豳Y源主要適宜發(fā)展以溫泉為主題的集醫(yī)療、健身、娛樂、旅游等綜合項(xiàng)目。

開展了地?zé)崴牡刭|(zhì)調(diào)查、專項(xiàng)水文地質(zhì)測(cè)量、遙感解譯、物探(可控源音頻大地電磁測(cè)深和電阻率聯(lián)合剖面測(cè)量)、鉆孔驗(yàn)證、地?zé)崃黧w化學(xué)分析、地下熱水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、室內(nèi)資料整理和綜合研究等工作，完成了設(shè)計(jì)實(shí)物工作量，取得了豐富的一手?jǐn)?shù)據(jù)資料，地?zé)豳Y源計(jì)算和評(píng)價(jià)成果可直接為陸河縣制定地?zé)豳Y源(地?zé)崮?開發(fā)利用規(guī)劃與地?zé)岘h(huán)境保護(hù)方案、地?zé)豳Y源開發(fā)利用實(shí)施方案等提供地質(zhì)科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

3 存在問題及建議

由于靶區(qū)內(nèi)地表覆蓋嚴(yán)重，植被茂密，水流自然露頭較少，因此本次靶區(qū)內(nèi)勘察的水文點(diǎn)、線距離較大，水文地質(zhì)調(diào)查控制程度較低。

受工作時(shí)間限制，地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)未進(jìn)行一個(gè)水文年甚至更長長期的觀察。

本次遙感構(gòu)造解譯主要采用Landsat和高分一號(hào)光學(xué)數(shù)據(jù)，在森林覆蓋率達(dá)70%以上的地區(qū)開展遙感解譯工作十分困難，主要體現(xiàn)在斷裂構(gòu)造遙感影像特征不明顯、野外驗(yàn)證困難等。

建議對(duì)新發(fā)現(xiàn)的部分地?zé)岙惓^(qū)進(jìn)一步開展勘探工作，提高區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源勘查精度。

建議編制陸河縣地?zé)豳Y源勘查開發(fā)利用和保護(hù)規(guī)劃，通過加強(qiáng)地?zé)豳Y源勘查和合理利用，同時(shí)加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，以提高地?zé)豳Y源保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的能力，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。