阳原县三马坊地热田地下热水资源地球化学特征

■樊延恩李杨孙阳刘林杰

（1河北省地质调查院 河北 石家庄050081；2河北省地矿局国土资源勘查中心 河北 石家庄053200）

阳原县三马坊地热田地下热水资源地球化学特征

■樊延恩1李杨2孙阳1刘林杰1

（1河北省地质调查院 河北 石家庄050081；2河北省地矿局国土资源勘查中心 河北 石家庄053200）

首先分析了三马坊地热田的地下热水的水化学特征和同位素组成特征，进而从不同方面对地下热水质量进行评价，结果表明：三马坊地热田地下热水为Cl·SO4·HCO3－Na型水,多年来水质动态处于稳定状态，同时，三马坊地热田地下热水基本适宜生活饮用、农田灌溉及养殖，并且具有一定的理疗价值,属于偏硅酸锶型矿泉水，属于锅垢很多、具有软沉淀物、起泡、非腐蚀性水。

三马坊地热田水化学特征质量评价

地热资源是一种十分宝贵的洁净的综合性矿产资源，不仅能用于采暖、发电，还可作为生活饮用水、饮用矿泉水以及理疗热矿水资源。在当今世界日益关注环境污染、气候变暖及节能减排的新形势下，地热资源的综合开发利用显得尤为重要。

三马坊地热田位于桑干河西北岸，沿桑干河方向呈北东走向近椭圆形展布，其范围为：西起西窑头村东，东到大渡口村西，北西方向越澡洗塘村，南东方向跨大湾台村，北东－南西方向长约3.20km，北西－南东方向宽约1.35km，总面积约3.40km2。在地热田内南北两端相距较远的J002和J012水井中分别取水样，根据这2组水质检测报告进行地下热水水质分析。

1 地下热水水化学特征

根据水质检测报告，地热水中主要阳离子是钠，其毫克当量百分数为73.62～75.25%，其次是钙，毫克当量百分数为13.23～14.62%；阴离子以氯离子、硫酸根和重碳酸氢根为主，其毫克当量百分数分别为37.36～40.03%、33.02～35.99%和26.19～26.50%，因此，地热水水化学类型为Cl?SO4??HCO3－Na型水。按矿化度分类为“微咸水”；按酸碱度分类为“弱碱性水”，按硬度分类为“微硬水”。

将收集的三马坊地热田地热水的水质资料进行对比，从1990年以来至今的20多年来，地热水水化学类型均为Cl·SO4·HCO3－Na型水，矿化度介于1.24～1.32g/L之间。由此说明，多年来地热水化学成分没有明显变化，水质动态基本处于稳定状态。

2 地下热水的同位素组成特征

研究地下热水的稳定同位素组成特征及其放射性同位素特征，对于了解地热水的来源、形成年代和补给条件等具有重要意义。

在天然降水中，氢的稳定同位素氘（代号D）的含量δD和氧稳定同位素18O的含量δ18O之间存在线性关系，其关系方程式为δD=8δ180+10，这即是克雷格降水线，它是判断地下水补给来源的依据。各地天然水中凡未经明显蒸发的水样，氢、氧稳定同位素浓度的数据点都会落在克雷格降水线上。经过运移、蒸发的水，其稳定同位素的浓度则将偏离克雷格降水线，一般位于克雷格降水线的右下方。

三马坊地热田J002地热水中δD含量为-93‰，δ180含量为-12‰，T含量为2.4±1.6 T.U，14C年龄为34.407±1.605 ka；J012地热水中δD含量为-90‰，δ180含量为-12‰，T含量为7.6± 2.0 T.U。对J002和J012地热水氢、氧稳定同位素进行投影，可知，该地热水的稳定同位素组成均落在克雷格降水线的右下方附近，表明该地热水的补给来源是大气降水，且该地热水由于温度高，径流距离远，使热水与围岩发生了同位素交换，产生了“氧漂移”。同时，该地热水放射性同位素的氚（代号T）含量比较低，而14C年龄比较长，是34407±1605年，说明该地热水形成年代已久，是经过长周期、深循环的古水。

3 地下热水的质量评价

根据三马坊地热田地下热水开发利用现状及其规划前景，从不同方面对其进行质量评价。

3.1 生活饮用水质量评价

根据J002和J012的水质检测结果，按照《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定的要求，采用单项指标对比法，对三马坊地热田地下热水进行生活饮用水质量评价。单项指标对比法是指用某项评价项目的检测值与水质标准（限值）进行对比，评价其是否满足标准。参加评价的项目、评价标准及水质评价结果见表1。

表1生活饮用水评价标准及水质检测结果对比评价表

由对比结果可知，J002和J012地下热水中的氟化物、矿化度、硫酸盐、氯化物等4项有超标现象，其超标倍数分别是0.36～0.52倍、0.27～0.32倍、0.14～0.31倍、0.006～0.02倍，属于轻度超标；另外，J012地下热水中的铅超标1.8倍，这可能与刚成井人为污染有关，水中铅含量有待进一步核实。其它成分均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的规定。鉴于阳原盆地深、浅层地下水中氟化物、矿化度、硫酸盐、氯化物的天然背景值均较高，对当地来说三马坊地热田地下热水可视为适宜饮用的水。

同样的道理，按照《饮用天然矿泉水》（GB8537-2008）、《地热资源地质勘查规范》（GB/T 11615-2010）中的理疗热矿水水质标准、《渔业水质标准》（GB11607-89）及《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）等国家标准，采用单项指标对比法，对三马坊地热田地下热水依次进行饮用天然矿泉水质量评价、理疗热矿水质量评价、渔业养殖用水质量评价及农灌用水质量评价，经过对比评价可得出如下结论。

三马坊地热水的感官要求指标和污染指标均符合标准；界限指标中的偏硅酸、锶等含量达到标准规定的饮用天然矿泉水界限指标限值，属于偏硅酸锶型矿泉水。三马坊地热水未达到理疗热矿水水质标准，不够命名浓度，但是该地热水中的氟和偏硅酸的含量以及温度具有一定的理疗价值。三马坊地热水只有氟化物含量超标，超标倍数分别为0.36倍和0.52倍，其它项目均符合标准，基本适宜用于养殖。三马坊地热水中仅氯化物超标，且超标倍数很小，分别是0.02倍和0.006倍，基本适宜农田灌溉。

3.2 工业用水质量评价

根据J002和J012的水质检测结果，按照《水文地质手册》中的《一般锅炉用水水质评价指标》，对三马坊地热田地下热水进行工业锅炉用水质量评价，评价内容包括：成垢作用、起泡作用和腐蚀作用。评价指标和评价公式如下。

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-116-1

樊延恩（1982～），男，本科，工学学士学位，工程师，研究方向为水文地质环境地质与第四纪地质。