渭南市地下热水水化学形成作用研究

高 会，郝远平

(中国石化集团华北石油局录井公司，陕西 咸阳712000)

在转变经济模式，发展低碳经济的今天，新能源的合理开发利用势在必行。尤其是日本核爆危机带来的深远影响，使能源的安全合理利用迫在眉睫。地下热水就是大自然馈赠给人类安全的低碳能源。近年来渭南地下热水的开发利用规模不断扩大，人们在享受绿色能源带来福祉的同时却出现了一些有碍可持续开发利用地下热水的事实。部分热水井水位不断下降，回复极其缓慢甚至难以回复，有些热水井由于水位下降严重而导致抽水成本过高而封井［1］。在此，笔者在分析地下热水水化学性质的基础上以解决相应的问题，并为渭南地下热水可持续开发利用提供科学的依据。

1 研究区概况

渭南市位于东经 108°50'～110°38'和北纬 34°13'～35°52'之间，地处陕西关中渭河平原东部。研究区内主要水系有渭河、千河，漆水河，石头河等。渭南北界为北部以口镇－关口断裂与蒲城凸起为界，南部以渭河断裂与临蓝凸起相隔，西部以泾河断裂与咸礼凸起相邻。盆地内部断裂构造极其发育，被切割成许多小的断块。该单元依构造进一步可分为三原断阶、固市断凹、二华断阶3个次一级构造单元(图1)。渭南市处于固市凹陷中心，含水层主要为砂岩、为地下热水的赋存提供了良好的条件。由于关中盆地的快速沉积，固市凹陷热储流体来不及象正常沉积环境下那样排出，而是留在空隙中或被排挤到其他含水层中呈滞留状态［2］。

图1 渭南构造分区及取样点分布

2 地下热水水化学特征及其意义

图2 地下热水piper图

盐岩的溶解方程可用下式表示:NaCl=Na++Cl－［4］，图3显示了不同热水样点中Cl－、Na+的相互关系。不难发现，除华阴051外其余热水样点几乎落在了盐岩溶解的线上，而且浓度很高。揭示渭南市中医学校、市政府、渭热一号井处地下热水都经历了程度非常强烈的盐岩溶解。华阴051处的Na+与Cl－浓度更高，落在盐岩溶解线附近，稍有偏离是由于Na+减少的原因。

图3 地下热水Na+与Cl－关系图

华阴051地下热水矿化度为10.54 g/L，在所有地下热水样中矿化度最高，Na+与Cl－浓度都非常高，表示水化学反映程度非常高。但Na+较Cl－浓度有所下降，其原因可以用图4解释。图4中除华阴051外其余地下热水均为发生明显的阳离子交替作用，故而华阴051热水中Na+含量下降而Ca2+含量上升，因此华阴051地下热水存在较大程度的阳离子交替作用，而其他热水未发生明显的阳离子交替吸附作用。

图4 地下热水Ca2+相互关系Na+

此外，基于前人的研究成果［4－6］除富平热水外其余热水赋存环境封闭，富平和泾阳地下热水未测出或含量较少的H2S，而其余热水样井口都测出有明显含量的H2S气体，因此华阴051、渭南市中医学校与市政府处地下热水存在脱硫酸作用。蓝天灞河组地下热水由于埋藏较深，故人为影响因素较少，暂时未出现人为影响的迹象。所以除富平地下热水存在一定程度的混合作用外其余热水未发生或发生程度很小的混合作用。

3 结论

(1)渭南地下热水水化学类型变化较大，所经历的水化学作用亦存在较大差异。

(2)每个热水水样都经历了程度不同的溶滤作用，且为主要水化学作用。此外，华阴051还有非常明显的阳离子交替吸附作用，富平存在一定程度的混合作用。华阴051渭南市中医学校与市政府处地下热水存在脱硫酸作用。

(3)渭南市在开发利用地下热水的同时应当根据地下热水所经历的水化学作用与程度而因地制宜，促进地下热水可持续开发利用。

［1］马致远，余娟.关中盆地地下热水环境同位素分布特征及其水文地质意义，地球科学环境学报，2008.6，396 －401.

［2］陕西省地质调查院.陕西省关中盆地地热资 源调查评价［R］.陕西西安:陕西省环境监测总站，2008.9.

［3］王大纯，张人权，史毅虹等.水文地质学基础［M］.北京:地质出版社，1995:55－62.

［4］马致远，钱会，范基娇.陕西关中地下热水环境同位素研究［J］.徐州:中国矿业大学学报，2006.2，V(1):45 －49.

［5］马致远，王心刚等，陕西关中盆地中部地下热水 H、O同位素交换及其影响因素.地质通报.2008.6 Vol.27，No.6:888 －894.

［6］秦大军，庞忠和，翁修荣等.西安地区地热水和渭北岩溶水同位素特征及相互关系［J］.岩石学报，2005，021(05):1489～1500.