化探知識

廣東省從化溫泉熱礦水水化學(xué)與同位素特征

  從化溫泉(又名流溪河溫泉,位于廣東省從化市東北溫泉鎮(zhèn)附近,距廣州75km,中心區(qū)坐標(biāo)為23°39′N,113°38′E,海拔45m~52m。在明清兩代已被利用,以其水質(zhì)好、水溫高和泉景奇特聞名于世。從化溫泉是一種含氡元素及多種元素的蘇打泉,水質(zhì)晶瑩,水溫適宜,礦化度低無色無味,被譽(yù)為嶺南第一溫泉。自1931年由嶺南大學(xué)冼玉清的一篇介紹文章引起了世人關(guān)注,此后便開始了一定規(guī)模的開發(fā)利用。從化溫泉區(qū)原有天然泉眼 9處 ,總流量 19137L / s,水溫 40~63℃①,由于溫泉天然流量無法滿足用水需求,1961年開始在泉眼處圍泉成井,或在泉眼附近打井抽水,開采量逐年增加。到 1984年時,實(shí)際開采井有7眼,開采量達(dá)到1500m3/d,區(qū)內(nèi)溫泉全部斷流①,溫泉區(qū)的天然泉眼已全部為鉆井取代。20世紀(jì)90年代中后期水位下降到地面以下16~2013m,水溫下降 216~13℃[1]。近幾年來由于熱水開采量有所減少,致使地下水位有所恢復(fù)。從化溫泉的形成與演變逐漸引起人們的關(guān)注,前人先后對從化溫泉熱水進(jìn)行了勘察和評價,提出了合理開發(fā)利用與保護(hù)的建議。本文利用樣品測試資料,同時結(jié)合前人資料,分析從化溫泉熱水的水化學(xué)和同位素特征,以及近 30年來從化溫泉水質(zhì)的變化,探討溫泉的補(bǔ)給來源、滯留時間、熱儲溫度等方面的問題。
 
  2.  從化地?zé)豳Y源概述
 
  地?zé)?/a>是指地球內(nèi)部所蘊(yùn)藏的熱能,它來源于地球的熔融巖漿和放射性元素衰變時發(fā)出的熱量。地?zé)豳Y源是在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和地質(zhì)條件下,能夠從地殼內(nèi)科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石熱能量、地?zé)崃黧w熱能量及其伴生的有用組分,它與太陽能、風(fēng)能、生物能、海洋能等統(tǒng)稱為新能源,將太陽能、風(fēng)能、潮汐能與地?zé)崮?/a>加以比較,地?zé)崮?/a>是新能源中最為現(xiàn)實(shí)的能源地?zé)?/a>資源按賦存形式可分4種類型:一是熱水型,即地球淺處(地下100~4500m)所見到的熱水或水蒸汽;二是地壓地?zé)崮?/a>,即在某些大型沉積盆地深處(3~6 km)存在著高溫、高壓流體,其中含有大量甲烷氣體;三是干熱巖地?zé)崮?/a>,由于特殊地質(zhì)構(gòu)造條件造成高溫但少水甚至無水的干熱巖體;四是巖漿熱能,即儲存在高溫(7001 200℃)熔融巖漿體中的巨大熱能;根據(jù)地?zé)崴?/a>的溫度地?zé)?/a>能可分為高溫型(>l50℃)、中溫型(90~150℃)和低溫型(<90℃)三大類,高溫地?zé)豳Y源主要用于地?zé)岚l(fā)電,中、低溫地?zé)豳Y源主要用于地?zé)嶂苯永?/a>。
  從化溫泉位于廣東省從化市東北,地處廣從斷裂帶北東段,泉點(diǎn)沿 NW及 NE向次級斷裂出露,熱水出露于燕山期花崗巖中。溫泉為中低溫、 偏堿性的低礦化水。熱水中的陽離子以K+、Na+、Ca2 +為主,陰離子以HCO-3為主,屬于HCO3-Na及HCO3 - Na·Ca水。熱水中偏硅酸、氟含量較高,同時含有鋰、鍶、鋇、硼酸等微量組分及放射性組分鐳、氡。由D和18O組分表明熱水起源于大氣降水。根據(jù)玉髓溫標(biāo)計算的熱儲溫度為 82114~93152℃。擁有熱泉13個,溫泉地下熱水日自涌量達(dá)10000立方米,每年可供700萬人次享用。從化溫泉是含有氟離子和弱放射性氡以及鈉、鈣、鉀、鎂、二氧化硅等多種對人體有益元素的重碳酸鈉型熱泉,有重要的醫(yī)療價值,被譽(yù)為“嶺南第一泉”,是世界上名泉之一。是全世界除瑞士之外、僅有的一個含有氡元素的溫泉。 3.  地質(zhì)背景  從化溫泉位于粵中坳陷帶恩平—新豐斷裂帶的中段,在NE向的廣(州)從(化)斷裂北東段上盤、佛崗復(fù)式巖體的南東邊緣③。如同廣東省東部 NE向的海豐—大埔斷裂和東江斷裂控制著溫泉的分布一樣,廣從斷裂對從化溫泉的出露起著重要的控制作用[2 ]。溫泉區(qū)位于流溪河中上游溫泉療養(yǎng)院一帶,面積約115km2。該區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,可分為 EW向、NE向、NNW向及NW向四組斷裂。EW向斷裂形成最早,為一壓性斷裂,起到阻水作用;次為NE向斷裂,屬于廣從斷裂帶,規(guī)模較大、切割較深,起到溝通深部熱源的作用;之后生成的是NNW向、NW向斷裂,與 NE向斷裂交錯,沿斷裂附近裂隙發(fā)育,是地下熱礦水的富水地帶和熱異常區(qū),多數(shù)溫泉沿 NW向斷裂出露.
 
  4.水文地質(zhì)背景
 
  北東向的廣州—從化斷裂伴生的一系列北西向斷裂控制著本區(qū)溫泉的出露,屬于斷裂—深循環(huán)型地下熱水,溫泉大多位于流溪河河床及河漫灘上(圖2)。該區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。大氣降雨是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來源,地下水主要以泉、側(cè)向滲流的方式匯入河流排泄,井孔抽水也是一個重要的排泄方式.
 
  11第四系砂礫層; 21侏羅系中上統(tǒng)流紋斑巖; 31侏羅系下統(tǒng)砂礫巖; 41石炭系下統(tǒng)灰?guī)r; 51泥盆系上統(tǒng)砂頁巖; 61燕山期霞石角閃石正長巖; 71燕山期第四期花崗巖; 81燕山期第三期黑云母花崗巖; 91斷裂; 101取樣點(diǎn)及編號
 
  5.  從化溫泉的開發(fā)歷史和現(xiàn)狀
 
  早在中國明朝時期,“百丈飛泉”列為從化縣八景之一。1930年代,溫泉一度興起開發(fā)旅游熱潮。中華人民共和國建國后,溫泉有計劃地進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)建設(shè),特別是80年中華人民共和國代改革開放后的開發(fā)動作較大。從化溫泉早在明清時已列為游覽勝地。明崇禎七年(1634年)《從化縣志》中有“湯泉”和“百丈飛泉”的記載,并將“百丈飛泉”列為從化縣八泉之一。清朝從化知縣孫繩稱溫泉為“枕漱”佳境,適于隱居休養(yǎng)。明清時期,溫泉已聞名遐邇,外地名士常到溫泉游覽。民國期間,從民國21~25年(1933~1936年)在溫泉興起開發(fā)旅游熱,短短數(shù)年,建有各式別墅和房屋37棟。  中華人民共和國建國后,溫泉風(fēng)景區(qū)從50年代起便有計劃地建設(shè),廣東省干部療養(yǎng)院和廣東溫泉賓館都先后建了一批樓宇。地?zé)?/a>也隨之掀起開發(fā)大潮。
 
  6.  地?zé)?a href="http://m.zxkjjt.com/t/資源.html" >資源的開發(fā)利用
 
  從化的地?zé)釋?0°C以下的低溫地?zé)?,由于其溫度適宜,清潔無污,富含多種對人體有益的礦物質(zhì)而用途十分廣泛。從化的低溫地?zé)峥梢栽谝幌路矫孢M(jìn)行開發(fā):
 
  (1) 浴療保健  從化的地?zé)崴?/a>屬于低溫熱礦水,富含鋰,氟、氡、偏硼酸、偏硅酸等多種礦物質(zhì),有一定的醫(yī)療、保健、養(yǎng)生的作用。經(jīng)常用熱礦水進(jìn)行洗浴,對高血壓、冠心病、心血管病、風(fēng)濕病、皮膚病等有一定的療效。熱礦水入室,無疑會大大提高居民的生活質(zhì)量。
 
  (2) 娛樂、旅游  依托溫泉浴療,可以開發(fā)旅游館、嬉水樂園、康樂中心、會議中心、療養(yǎng)中心溫泉飯店、溫泉度假村、高級賓館等一系列娛樂旅游項目。
 
  (3) 種植、養(yǎng)殖  可以依托地?zé)峋?/a>,建造溫泉溫室,種植名優(yōu)花卉,特種蔬菜(供給大的飯店、賓館、酒樓之需)等,也可以用來發(fā)展旅游農(nóng)業(yè)
 
  熱水養(yǎng)殖,可以大大縮短多種水生物的孵化期和生長周期??梢砸劳?a href="http://m.zxkjjt.com/t/地?zé)豳Y源.html" >地?zé)豳Y源發(fā)展高產(chǎn)魚類養(yǎng)殖業(yè)等養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。
 
  為了充分利用資源,創(chuàng)造更多的價值,對地?zé)豳Y源開發(fā)應(yīng)做到一水多用、綜合利用。冬天,條件適合,可以先用熱水直接供暖供暖后的誰用于洗浴保健,洗浴保健后的水經(jīng)處理后用來進(jìn)行種植、養(yǎng)殖或者余熱供暖。
 
  7.  結(jié)語
 
  從化溫泉位于廣從斷裂帶北東段,溫泉區(qū)內(nèi)共發(fā)育EW向、NE向、NNW向及NW向4組斷裂。廣從斷裂對溫泉的形成有著重要的控制作用,而 NW向斷裂控制著溫泉區(qū)泉眼的具體出露位置,是分布和出露于燕山第三期、第四期和第五期花崗巖的溫泉,屬于斷裂-深循環(huán)型地下熱水。
 
  大氣降水滲入地下深處 ,在徑流過程中與圍巖反應(yīng) ,同時被深部熱源加熱 ,沿著斷裂破碎帶上升出露地表[5],上升過程中可能存在與淺部冷水的混合。因此從化溫泉的補(bǔ)給來源充分,熱水的徑流時間較短,深部溫度較高,只要鉆井熱水總開采量不大于天然溫泉的總流量,或者總開采量略大于溫泉流量,但采用采停交替的開采方式,使熱水得到恢復(fù)補(bǔ)充,可以實(shí)現(xiàn)其長期持續(xù)利用。從化溫泉氡含量較高 ,在修建洗浴設(shè)施時應(yīng)注意通風(fēng)條件。