徐琳琳

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊(duì)，安徽 池州 247000)

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

勘查區(qū)地處安徽省六安市張店鎮(zhèn)，位于大別山皖西大裂谷風(fēng)景區(qū)的入口。距六安市約30 km。該區(qū)交通便利?？辈閰^(qū)地處金安區(qū)張店鎮(zhèn)境內(nèi)，皖西大裂景區(qū)大門附近，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)以旅游、餐飲為主，目前，皖西大裂谷園區(qū)游客人數(shù)約4萬(wàn)人次/年，經(jīng)濟(jì)收入為300萬(wàn)元人民幣，年遞增5 000人次，帶動(dòng)周邊服務(wù)業(yè)快速發(fā)展。農(nóng)業(yè)以水稻、小麥為主，近年個(gè)私企業(yè)也有較大發(fā)展。

1.2 地形地貌

區(qū)域地形主要是西南、北東地形較高，西北、東南地形稍平緩。西南向最高點(diǎn)位于大樹(shù)尖，高程約為313.0 m左右；北東向最高點(diǎn)位于大潛山一帶，高程約為289.0 m；西北最低點(diǎn)位于輪窯廠一帶，高程約為33.0 m；東南最低點(diǎn)位于石崗一帶，高程為19 m?？辈閰^(qū)地形查區(qū)最高處金竹巖頭海撥253 m，勘查區(qū)相對(duì)高差約100～200 m，地形總體西高東低，南高北低。丘體常形成負(fù)坡向陡崖，洞穴較發(fā)育(砂巖、砂礫巖中含泥巖透鏡體經(jīng)差異風(fēng)化或流水侵蝕形成)，局部切割強(qiáng)烈，形成峽谷景觀。區(qū)域地貌屬江淮丘陵、平原區(qū)。從地貌形態(tài)上主要分為高丘、中低丘、崗地、河漫灘地四種類型?？辈閰^(qū)地貌多為中低丘，西部為高丘。

1.3 區(qū)域水文地質(zhì)條件

本區(qū)地下水的形成和分布受巖性、構(gòu)造、地貌、氣象、水文等多種因素控制和影響，總體可分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水兩種類型。

1.3.1 松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水主要分布于波狀平原和河谷洼地，巖性主要是第四系全新統(tǒng)砂礫層、中粗砂、粉細(xì)砂、亞砂土、亞粘土和上更新統(tǒng)粘性土層。其中分布在河谷洼地為全新統(tǒng)，厚度多為3～10 m。含水層透水性較好，容易接受大氣降水的補(bǔ)給，單井涌水量10～100 m3/d，

水質(zhì)較好，HCO3-Ca·Na型，礦化度小于1 g/L。分布于波狀平原水量貧乏，單井涌水量<10 m3/d。

1.3.2 基巖(紅層)裂隙孔隙水

區(qū)內(nèi)大面積分布，含水巖組主要由侏羅-白堊系(J-K)的礫巖、砂巖、泥巖組成，富水程度貧乏，據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告，單井涌水量<10 m3/d。水質(zhì)類型為HCO3-Na·Ca型，礦化度小于1 g/L。該套地層地下水主要賦存于斷層破碎帶和風(fēng)化帶中，構(gòu)造破碎帶含水較為豐富，附近張店鎮(zhèn)、橫塘崗鄉(xiāng)政府所在地水井(鉆至構(gòu)造破碎帶)單井涌水量100～200 m3/d。風(fēng)化帶含水較構(gòu)造破碎帶貧乏，為當(dāng)居民飲用水的主要水源。

1.3.3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

松散巖類孔隙水直接接受大氣降水入滲補(bǔ)給，其次為地表水灌溉滲漏補(bǔ)給。排泄方式主要有蒸發(fā)、向下游徑流、人工開(kāi)采，下滲補(bǔ)給基巖裂隙水等。本區(qū)地形略有起伏，在同一地貌單元，一般地下水變幅不大。

基巖裂隙水的補(bǔ)給是通過(guò)松散層滲入補(bǔ)給，沿裂隙進(jìn)行徑流，并以地下徑流方式進(jìn)行排泄。

2 勘查依據(jù)及方法

為查明皖西大裂谷地?zé)豳Y源分布范圍、埋藏深度、厚度、地?zé)豳Y源類型、熱儲(chǔ)特征、地溫特征及地?zé)崃黧w化學(xué)特征等主要的賦存特征，依據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T11615-2010)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，以“安徽省金安區(qū)皖西大裂谷地?zé)豳Y源預(yù)可行性勘查實(shí)施方案”設(shè)計(jì)具體進(jìn)行，在皖西大裂谷規(guī)劃區(qū)進(jìn)行地面大地電磁法(MT)、音頻大地電磁法和超低頻電磁波探測(cè)法(BD)的地球物理勘查工作。在打水找井階段在物探的基礎(chǔ)上，施工了3個(gè)鉆孔，孔深分別為501.35 m(ZK01)、551.20 m(ZK02)、1 800.54 m(ZK03)，其中ZK01、ZK02水溫不高，水量很小，為冷水井，最終將ZK01、ZK02封閉。主要以ZK03地?zé)峋鳛楹笃谠u(píng)價(jià)和開(kāi)采利用的基礎(chǔ)，對(duì)研究區(qū)地?zé)豳Y源的形成地質(zhì)條件、地?zé)崃黧w的特征進(jìn)行了深入評(píng)價(jià)研究。

3 研究區(qū)地?zé)豳Y源賦存特征分析

3.1 地?zé)豳Y源類型

根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB11615-2010)規(guī)定，25℃～90℃為地?zé)豳Y源溫度(t)分級(jí)中的低溫地?zé)豳Y源。其中25≤t≤40為溫水，40≤t≤60為溫?zé)崴?0≤t≤90為熱水。結(jié)合本區(qū)地?zé)峋疁y(cè)溫資料及抽水試驗(yàn)資料，熱儲(chǔ)及地?zé)崃黧w一般40.5℃，該區(qū)蘊(yùn)藏有低溫地?zé)豳Y源，屬溫?zé)崴?。鉆孔揭示，地?zé)豳Y源埋藏深度小于1 000 m，屬經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源。物探及鉆孔驗(yàn)證，該地?zé)釋俪练e巖型，但地?zé)岷畬臃植际軜?gòu)造控制，熱水呈帶狀分布。綜前所述，研究區(qū)為低溫溫?zé)崴畮畹責(zé)崽?。地?zé)峥辈轭愋蛯佗?2型。

3.2 熱儲(chǔ)層特征

研究區(qū)位大別山北麓，是大別山地與合肥盆地過(guò)渡地帶，大別山區(qū)地?zé)豳Y源屬隆起山地型，出露溫泉較多，出露的溫泉大多受斷裂控制，熱儲(chǔ)呈帶狀展布，地?zé)豳Y源多分布于深斷裂帶及兩側(cè)的次一級(jí)構(gòu)造帶上。查區(qū)及附近無(wú)大的斷層通過(guò)，物探推測(cè)的兩條斷層規(guī)模較小，難以溝通深部熱源，在查區(qū)形成地?zé)岙惓５目赡苄孕?。查區(qū)也屬合肥盆地的一部分，從沉積盆地型地?zé)豳Y源來(lái)看，六安地區(qū)“紅層”中至今還沒(méi)發(fā)現(xiàn)有層狀地?zé)岙惓^(qū)，形成層狀地?zé)岙惓５目赡苄砸残　?/p>

熱源主要是大地自然增溫形成的地下熱水。地球內(nèi)部所蘊(yùn)藏的巨大熱能，在溫度差的的驅(qū)動(dòng)下向地表流動(dòng)、散失。本區(qū)巖石富水性較弱，地下水主要賦存在斷層破碎帶中，地下水作為熱量的載體呈帶狀分布。根據(jù)物探及鉆探資料，斷層埋深925 m左右，厚度約52 m。

3.3 地溫場(chǎng)特征

地溫反映地球內(nèi)部熱能的變化程度，一個(gè)地區(qū)的地溫狀態(tài)是在地質(zhì)歷史時(shí)期一定的地質(zhì)構(gòu)造條件下綜合作用的反映。據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)理論，基底的起伏和構(gòu)造形態(tài)對(duì)地溫場(chǎng)的影響是區(qū)域性的，對(duì)地殼淺部地溫起主導(dǎo)作用，地層結(jié)構(gòu)和巖性特征對(duì)局部地區(qū)的地溫場(chǎng)有一定的影響，大別山區(qū)有多處溫泉出露，說(shuō)明這一地區(qū)基底具有形成淺層地?zé)岙惓５谋尘皸l件。

3.3.1 淺部地溫場(chǎng)

施工的鉆孔大多進(jìn)行過(guò)測(cè)溫工作但均單次測(cè)量，同一鉆孔沒(méi)有進(jìn)行過(guò)不同季節(jié)的多次測(cè)溫工作，就現(xiàn)有資料準(zhǔn)確判定恒溫帶深度較難，且山區(qū)受地形影響，不同位置恒溫帶深度差異較大。根據(jù)ZK03測(cè)溫資料，大致確定恒溫帶深度在21 m，對(duì)應(yīng)的溫度為21.7℃，地?zé)嵩鰷芈蕿?.92℃/100m。

3.3.2 熱儲(chǔ)溫度的推算

在一定溫度條件下，地?zé)崃黧w與圍巖間達(dá)到動(dòng)態(tài)化學(xué)平衡，在隨后熱流體溫度降低時(shí)，這一平衡仍予保持。因此，利用各種地球化學(xué)溫標(biāo)可推算熱儲(chǔ)層的基礎(chǔ)溫度，以預(yù)測(cè)地?zé)崽锏臐摿Α?/p>

采用ZK03孔地?zé)崃黧w測(cè)試資料，分別用二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)和鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)法計(jì)算熱儲(chǔ)層溫度。

3.3.3 二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)

熱儲(chǔ)基本上處于未采區(qū)，熱水中的SiO2在其到達(dá)取樣點(diǎn)時(shí)沒(méi)有蒸汽損失，可選用無(wú)蒸氣損失的石英溫標(biāo)，其公式為：

(1)

式中：C為SiO2含量，熱水水溫為40.5℃，其H2SiO3含量為41.77 mg/L，按SiO2/H2SiO3的分子量比值換算SiO2含量：

因此，熱儲(chǔ)的溫度為：

3.3.4 鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)法

反映不太深處熱儲(chǔ)層中的熱動(dòng)力平衡條件，適用中低溫地?zé)崽?，采用的公式?/p>

(2)

式中：C2為水中鉀的濃度，單位為mg/L，取3.02；C3為水中鎂的濃度，單位為mg/L，取0.11。

計(jì)算結(jié)果為t=93.39℃。

研究區(qū)屬低溫地?zé)崽?，通過(guò)鉀鈉地?zé)釡貥?biāo)法和二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)法計(jì)算，其熱儲(chǔ)基礎(chǔ)溫度為82℃左右。

3.4 地?zé)崃黧w化學(xué)特征

3.4.1 地?zé)崃黧w化學(xué)組份特征

本次勘查評(píng)價(jià)中投入了專門的鉆探成井工作，并利用其地?zé)峋畬?duì)構(gòu)造破碎帶熱水進(jìn)行取樣測(cè)試，同時(shí)由國(guó)家計(jì)量認(rèn)證的水質(zhì)測(cè)試單位采集一批地表淺層水質(zhì)全分析樣，測(cè)試結(jié)果可信度高。

(1)常量元素

偏硅酸含量為41.77毫克/升以及HCO3-、SO42-、Cl-、CO32、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、 H2SiO3等常見(jiàn)離子，總重量百分含量>10-2。其中CO32、Mg2+、K+含量較低，一般小于10 mg/L，地?zé)峋孔罡叩姆謩e是SO42-、Na+，HCO32-含量一般190 mg/L以上，地?zé)峋|(zhì)類型為SO4·HCO3-Na 型水，地表民井水質(zhì)類型以HCO3·Cl-Ca·Mg型為主。

(2)微量元素

主要為Br、Sr 、F、B、Rb、Li、I、Al、Fe等?？傊亓堪俜趾?10-2，其中F含量25.95 mg/L，含量相對(duì)較高，其它元素含量均<1 mg/L。

(3)超微量組分

Cu、Cd、Se、 Pb、 Zn、 Mn 、Ni、 Ag 、Hg 、Ti等，總重量百分含量<10-5，本地?zé)崽镆陨显睾烤艿汀?/p>

(4)特殊元素

特殊元素主要為放射性元素，本次ZK03取樣送江西省核工業(yè)地質(zhì)局測(cè)試中心檢測(cè)，具體測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表1。

從表1可以看出放射性元素含量及強(qiáng)度均很低，接近地表水體水平，為弱放射性水，說(shuō)明熱水交替循環(huán)強(qiáng)烈。

表1 放射性元素檢測(cè)一覽表

(5)其它組分及物理性質(zhì)

溶解性總固體含量0.572 g/L，為淡水；pH值為6.8～8.62，為弱酸性—弱減性水；總硬度<110 mg/L(以CaCO3計(jì))為極軟水；色度<5，渾濁度<1，無(wú)色無(wú)味。

圖1 地?zé)崴腄與δO18關(guān)系圖

3.4.2 同位素化學(xué)與地?zé)崽锍梢蚍治?/p>

穩(wěn)定同位素氘(D)與氧(18O)在地下水的循環(huán)歷程中，由于同位素的分餾作用，使輕重同位素發(fā)生分異。利用地下水重同位素與輕同位素含量的比值與標(biāo)準(zhǔn)平均海水(SMOW)的比值相比較,分別求出D與18O的千分偏差值δD和δ18O，根據(jù)其分布情況，研究地下水的起源與演化。大量研究表明，大氣降水和地下水之間δD和δ18O的分布具有明顯的差異，本次勘查ZK03取樣測(cè)試結(jié)果δD平均為-62‰，而δ18O平均為-9.2‰。樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)位于克雷格降水線的附近(下方)(圖1)，說(shuō)明該地?zé)峋疅崴春驼舭l(fā)濃縮環(huán)境有一定關(guān)系，地?zé)崴纯赡苡泄沤邓煞?。另外，該區(qū)大氣降水可能會(huì)從地形高處，沿?cái)嗔褞е猩钛h(huán)至此，被ZK03孔揭露到了，熱水上升過(guò)程中沿途會(huì)有部分冷水摻入，故不排除有現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給的可能性。

4 結(jié)語(yǔ)

在充分收集研究區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)水文地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、分析測(cè)試、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等工作，基本查明研究區(qū)內(nèi)地?zé)崽锏貙?、巖性、導(dǎo)熱構(gòu)造，熱儲(chǔ)的分布、埋藏條件；掌握了區(qū)域地?zé)豳Y源的主要類型、熱儲(chǔ)特征、地?zé)崃黧w溫度、流量和化學(xué)組分等基本賦存特征，結(jié)果顯示研究區(qū)具有良好的成熱地質(zhì)背景條件，初步認(rèn)定該地?zé)崽餅榈蜏責(zé)崴畮畹責(zé)崽铮瑪鄬悠饘?dǎo)熱導(dǎo)水作用，呈帶狀，屬低溫地?zé)崽?，勘查類型為?2型，熱儲(chǔ)埋蔵深度小于1 000 m，開(kāi)采非常經(jīng)濟(jì)；同時(shí)地?zé)崴缓幸嬗谌梭w保健的化學(xué)組份，水溫、氟、偏硅酸分別達(dá)到有醫(yī)療價(jià)值的濃度，其中氟達(dá)到礦水濃度，為氟水理療熱礦水，可以作為理療熱礦水開(kāi)發(fā)利用。該地?zé)崽锞哂泻芎玫拈_(kāi)發(fā)利用前景，研究結(jié)論為下一步勘查與開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)景規(guī)劃的制定提供了科學(xué)依據(jù)。