承天氡泉地热矿水资源综合评价*

秦海燕

(浙江省第十一地质大队，浙江 温州 325006)

1 引言

泰顺承天氡泉地处雅阳镇承天大峡谷底部的“会甲溪”。1973年，浙江省水文地质大队发现该泉氡浓度达55.5Bq/L(15埃曼)，故将其命名为“氡泉”[1]。此后，白求恩医科大学预防医学院温泉考察组[2]对其进行科考，发现不仅水含氡，而且还含有丰富的锂、锶等微量元素及偏硅酸等活性离子，对风湿病、关节炎、银屑病、神经性皮炎等多种疾病有显著的治疗效果。从二十世纪七十年代开始，泰顺县人民政府对承天氡泉进行开发利用，先后建起疗养院、招待所，1997年7月列为省级自然保护区。2008年至2010年，有关部门对氡泉泉眼进行改造，通过3个蓄水池对泉水进行蓄水，测得泉水温度为49～50℃，流量600t/d。本文收了改造后的承天氡泉地热矿水水质测试资料和相关的野外地质工作的基础上，根据相关的规范和标准对承天氡泉地热矿水进行综合评价，为更好的开发利用氡泉，促进当地旅游业的发展提供科学依据。

2 地热流体质量评价

改造后的承天氡泉地热矿水水质测试结果表明[3]:该地热矿水为无色、无味、无臭的透明液体，pH值7.7～8.04，井口水温49～50℃，流量600t/d。常量组分:溶解性总固体为300～628.9 mg/L(平均值为383.67mg/L);偏硅酸浓度45.5～117.0mg/L(平均值为74.2mg/L);氟浓度为10～20mg/L(平均值为10.1mg/L)。微量元素:锂浓度为0.13 ～0.2mg/L(平均值为 1.08mg/L);锶浓度为0.10 ～0.15mg/L(平均值为0.13mg/L);其它微量元素均未超过相关限值。放射性元素氡为47.8～59.2Bq/L;其它如 226Ra(镭)，总 α，总 β 均较低，其中:226Ra ＜ 0.05Bq/L、总 α0.02Bq/L、总 β 0.1lBq/L。水中的污染指标及微生物:挥发性酚＜0.002mg/L、氰化 ＜0.0lmg/L、亚硝酸盐 ＜0.002 mg/L;大肠菌群0个/mL、细菌群落15cuf/ml。水的库尔洛夫表示式为:

水化学类型为HCO3－Na型。

按照《天然矿泉水地质勘探规范》[4]GB/T13727－92 和《地热资源地质勘查规范》[5]GB 11615－89中关于医疗热矿水水质标准要求进行了评价，评价结果见表1。

从表1可以看出:偏硅酸和F已达到硅水、氟水标准，锂已达到饮用天然矿泉水的标准;锶接近或达到饮用天然矿泉水的标准。井口水温为49～50℃，属于低温地热资源的温热水级。氡浓度47.8～59.2 Bq/L虽未达到命名矿水浓度，但已具有医疗价值及矿水的浓度。

综上所述:承天温泉水温约50℃，氡含量已达到矿水浓度标准，偏硅酸、氟均已达到命名矿水浓度，故可称作含氡的硅、氟复合型温泉。泉水中不仅含有氡，而且含有丰富的偏硅酸、氟氡、锂、锶等多种对人体健康有益的微量元素，且无污染。多年的应用证明:该氡泉浴疗对增强心脏肌能、血压系统、神经系统、内心泌系统有着特别的疗效，常浴氡泉，还有助于治疗高血压、心脏病、胃病、糖尿病、脊椎骨突出、风湿性关节炎和皮肤病等。显然该温泉适宜作为旅游、医用浴疗用水。

表1 地热流体质量评价表(单位mg/L)

3 承天氡泉资源量评价

3.1 地热田边界的确定

地热田范围就是地下水的补给范围，地下水补给范围一般可以通过阻水构造来控制[6]。阻水构造主要有两种:(1)压性、压扭性断裂构造或平移断层可以起阻水作用。(2)侵入岩形成的岩墙和岩脉阻水作用，这些侵入岩体可起到阻水或回水作用，从而使温泉出露地表。根据上述原理，泰顺氡泉地热田范围大致可圈定为:以泉眼为中心，下游以安山玢岩岩脉和F1排岭断裂为界;上游F11断裂为界;北侧、东北侧以钾长花岗岩、钾长花岗斑岩所在山体的分水岭为界;西南侧以f2崩头断裂为界;面积约22.8km2。出露的岩性以燕山晚期花岗岩和上侏罗统西山头组二段(J3x2)流纹质玻屑或晶屑玻屑凝灰岩见图1。

图1 承天氡泉地热田水文地质图

3.2 温泉形成模式

承天温泉是在相对较高的区域热背景下(地热梯度为3.03℃ ～3.3℃/l00m，大地热流值 ＞75mw/m2)，来自承天 (f1)大断裂南北两侧部分大气降水和会甲溪上游部分流水沿裂隙发育的高渗透率岩石渗入地下，通过风化裂隙构造、断裂裂隙构造网络向北东向、南西向运动，在北西向承天 (f1)大断裂中的断层破碎带中汇集，循环到断裂破碎带后，沿构造断裂向深处循环并进入深大断裂导热的良好通道，且被迫向山前及下游运移。热量是在正常地温场围岩环境中，由地下水从围岩 (热储岩层钾长花岗岩)中“收集”而来，水温随地下水循环深度增加而升高，并在3000多米深处达到120℃以上;在山前较浅处，因有近源低温水的混合而使水温有所降低，形成中低温承压水层。并在运移、深循环过程中经长时期的水岩相互作用，溶滤了岩体及周围岩石中的铝硅酸盐矿物、微量元素及镭衰变产物氡，形成矿水。进入深大断裂的地热矿水以承压热水的形式继续运动，在会甲溪断裂与北东向断裂裂隙交汇处，岩石破碎、地形低洼、且有英安玢岩岩脉阻挡，地热矿水运动受阻后形成回流，沿所形成的高渗透带上涌形成氡泉 (见图2)。故承天温泉属深循环对流型地热资源类型的低温水热系统。

3.3 地热资源量评价

承天温泉属自流稳定型温泉，故可以采用自然放热量推算法对承天温泉进行地热资源量计算。计算公式如下:

式中:Q为温泉放热量，Kcal/s;qv为温泉流量，L/s;C为温泉水的比热，Kcal/kg.℃，C≈1;ρ为温泉水密度，kg/L，ρ≈1;t1为温泉水温度，℃;t0为非热异常区恒温层温度，℃，取17.7℃。

表2 承天温泉放热量计算结果

计算结果见表2，承天温泉放热量为229.112 kcal/s，每小时放热量为82.48kcal/h，按“地热资源评价方法”地热田规模分级，承天温泉属小型地热田。

4 地热可开采量计算与评价

前人对承天氡泉“单泉”的地下水动态做过大量工作，确定承天温泉属自流型稳定性温泉，其流量动态比较衡定。根据全国资源委“关于地热资源勘查报告审批中的几个问题”中地热可采资源量计算与储量级别的确定原则和《天然矿泉水地质勘探规范》中对允许开采量的确定，凡单泉依据泉水流量一个水文年动态观测资料得日最小流量，可作为允许开采量[7]。2010年4月、7月、11月采用自然水位恢复法测定其最小流量为600m3/d，故承天温泉的允许开采量为600m3/d。

5 结论

泰顺承天氡泉地处雅阳镇承天大峡谷底部的“会甲溪”，温泉水温约50℃，氡含量已达到矿水浓度标准，偏硅酸、氟均已达到命名矿水浓度，为含氡的硅、氟复合型温泉。泉水中不仅含有氡，而且含有丰富的偏硅酸、氟氡、锂、锶等多种对人体健康有益的微量元素，适宜作为旅游、医用浴疗用水。承天温泉属深循环对流型地热资源类型的低温水热系统，放热量为229.112kcal/s，每小时放热量为82.48kcal/h，属小型地热田，允许开采量为600m3/d。

[1]浙江省地质矿产研究所.浙江省泰顺县雅阳镇承天地热资源综合评价报告[R].1998.

[2]白求恩医科大学预防医学院温泉考察组.关于浙江省泰顺县“承天氡泉”医疗作用的考察报告[C].1994:5.

[3]秦海燕.泰顺县氡泉自然保护区地质遗迹调查与评价报告[R].温州:浙江省第十一地质大队，2011.

[4]国家技术监督局.GB/T13727－92天然矿泉水地质勘探规范[S].1992.

[5]国家矿产储量管理局、地矿部地矿环境管理司.GB1615－89中华人民共和国国家标准，地热资源地质勘查规范[S].1989.

[6]北京大学地质学系地热研究室.地热系统—原理和典型地热系统分析[M].北京:地质出版社，1986:35－46.

[7]周训，周海燕，方斌，等.浅析开采条件下地下热水资源的演变[J].地质通报2006，25(4):482－486.