宁南热水塘理疗热矿泉水成因分析

孟楠楠 魏赟

摘  要：利用水文地质调查、测绘、取样测试，对热水塘热矿泉水区域地质特征与控水构造、补给、径流条件和热储层等进行了分析。热矿水水源为大气降水，为深循环地温增热和深大断裂导热综合作用，出水温度63℃。热矿水的地质成因模式：大气降水沿裂隙渗入地下，深部地下水沿含水层运移，与深大断裂相遇循环加热，遇F1逆断层阻水，沿断层破碎带向上运移，在低洼处出露成泉。

关键词：地热;成因模式;大气降水;深循环

中图分类号：P314    文献标志码：A

宁南热水塘热矿泉是天然出露的温泉，位于扬子准地台—上扬子台坳—凉山—滇东北陷褶束，水源地位于松新镇东部的三岔河北岸坡脚。热矿水流量约5 721 m3/d～9 400 m3/d，水温60℃ ～63℃。水质类型为HCO3·SO4—Ca型，PH值6.2～6.6。主要含水层为震旦系灯影组白云岩岩溶含水层，厚度约600 m。热矿水偏硅酸含量54.1 mg/L～60.7 mg/L，氟含量3.12 mg/L达到命名浓度标准，命名为含偏硼酸的偏硅酸、氟理疗热矿水。

1 区域地质概况

热水塘热矿泉位于宁南县六铁乡。四川省及凉山地区温泉的总体分布主要受挽近構造体系控制，大都出露在南北向构造和北北西向构造带上，如图1所示。

区内断裂构造主要为黑水河断层、迴龙湾断层，褶皱主要为马路乡向斜、热水塘背斜。黑水河断裂呈近南、北向延展，长达100 km以上，断层面东倾，倾角45°～80°，自南向北有逐渐变陡趋势，属逆冲断裂。西盘主要是峨眉山玄武岩;东盘有下奥陶统-下二叠统等地层，最大断距达千米以上。在水源地内出露分支断层F1逆断层。马路乡向斜位于水源地东部，轴向近南北（340°），走向长约21 km。向斜南段倾伏，东翼被断层破坏。向斜核部为二叠系、泥盆系、志留系，其倾角约（20°～45°），两翼为奥陶系—震旦系，为热矿泉主要控水构造。

寒武系下统大漕河组（∈1d）、沧浪铺组（∈1c）泥质砂岩为相对隔水层，其上覆地层寒武系中统西王庙组（∈2x）泥质粉砂岩为相对隔水层，其上奥陶系下统红石岩组（O1h）粉砂岩、页岩、砂质页岩为相对隔水层。总体盖层厚度大于1 000 m。

震旦系上统灯影组（Zbd）岩溶含水层组为水源地主要含水层。马路乡向斜核部寒武系下统龙王庙组（∈1l）深灰色块状白云质灰岩、白云岩及灰岩透镜体，上部白云质灰岩中局部夹厚5 m～16 m的石膏层，为水源地含水层之一。

区域大断裂黑水河断层切割形成黑水河谷，形成区域最低侵蚀基准面，将宁南县域划分为黑水河东、西侧2个水文地质单元，该区位于黑水河断层东盘。该区地表水和地下水共处于一个水文循环系统中，地表径流和地下径流是水循环的重要环节。

水源地位于马路乡向斜西翼之次级褶皱热水塘背斜核部，补给区位于勘查区东部跑马乡、联合乡一带，经马路乡向斜深循环，经断层破碎带导通，在地势低洼处排泄。

2 热源

水源地位于青藏高原东南缘的横断山系，马路乡向斜西翼，属沉积型地区，区内无现代岩浆岩活动，与溶融热源无关。工作区断裂构造发育，地温场热源为地压地热与深大断裂综合型，热矿水的形成属于地下水深循环热交换，受地热增温及深大断裂导热影响，即含水层在露头区接受大气降水及地表径流补给后，沿着断裂带、层间裂隙、构造裂隙由上而下向深部径流，并吸收围岩温度、断裂应力热源和可溶成分后汇集形成热矿水，在运移过程中受F1逆断层上盘阻水影响，沿断裂带在低地势点热水塘背斜谷底出露。

马路乡向斜转折端埋深约+900 m，上覆地层厚度约2 100 m，其余地区覆盖层厚度约1 000 m，四川南部地区地温梯度约2 ℃/100m，地层增温约20°～42°。热水塘地区平均气温约19.3 ℃，热水塘泉出水温度63℃，地热增温对水温升高起一定作用。该区域构造密集、断裂发育，地质结构基本上属于开放式结构，储热条件不好，因此热源应属地压地热与深大断裂导热综合影响，且断裂导热为主。热水塘理疗热矿泉出露于活动性断裂黑水河分支F1断层端点，活动性断裂应力集中，构造释放热成为热水的补给加热源之一，使温度增高。

3 水源分析

热矿泉水补给区在“马路乡向斜”东冀，跑马乡、联合乡一带分布的寒武系下统龙王庙组（∈1l）白云岩、泥质灰岩层;奥陶统-下二叠统以及深部震旦系上统灯影组（Zbd）灰至灰白色厚层状白云岩露头区，地层厚度大于1 000 m（图2）。补给来源主要为大气降雨沿层面裂隙入渗补给，沿向斜东翼向深部运移。热矿泉水水温较高，水量较大，流量与降水量之间存在明显的滞后效应，说明热矿泉水是经远源补给、深循环的地下水。根据水源地内地表水采样分析结果可知，水源地内地表水与热矿泉水水质差异较大，热矿水受地表水影响小。

4 构造分析

马路乡向斜东翼补给区标高约+2 450m，西翼排泄区热水塘河谷标高约+1 300 m，较大的高程差为地下水提供了热能及重力势能。岩溶裂隙、层面裂隙和断裂带的节理裂隙构成了热矿水的径流通道，这些热矿水沿裂隙一直作深循环径流和赋存，其径流途径较长，循环深度大。震旦系上统灯影组（Zbd）岩溶含水层组为区域主要含水层，马路乡向斜深部含水层组形成了稳定的地下水运移通道。F1断层断裂带形成导水通道。地下热水主要接受远距离降雨补给，沿断裂带、岩溶裂隙带、层面裂隙连通下渗，形成地下热水径流，呈封闭式纵向径流运动，向深部循环，并吸收围岩温度和可溶盐类后，汇集形成热矿水。沿断层破碎带上升，在低势点排泄（图2）。

5 水质分析

热水塘理疗热矿泉水经多次检测，其感官性状为清澈透明，色度为0度，浑浊度为0 NTU，无味。热水塘理疗热矿泉水水温（自然出露）60 ℃～63 ℃，按温度分级应属于低温地热资源中的热水，适合采暖、理疗、洗浴、温室。热水塘理疗热矿水中放射性元素含量总α：0.64 Bq/L～1.0 Bq/L，折合为1.7×10-11 g/L;总β：1.23 Bq/L～β：1.5 Bq/L。其放射性属弱放射性水。

热水塘理疗热矿泉水水质类型按舒卡列夫分类方法为“8-B”型，即：矿化度处于1.5 g/L～10 g/L的SO4·HCO3-Ca型，pH值6.24～6.66，属于中性水，溶解性总固体2.13 g/L～2.19 g/L，为弱渗透低矿化泉水。热矿水偏硅酸含量54.1 mg/L～60.7 mg/L，氟含量3.12 mg/L达到命名浓度标准，命名为含偏硼酸的偏硅酸、氟理疗热矿水。

6 结论

6.1 热水塘热矿泉成因

熱矿泉属远源补给、深循环的热矿水。水源自“马路乡向斜”东冀的寒武系下统龙王庙组（∈1l）、震旦系上统灯影组（Zbd）补给;沿断裂带、岩溶裂隙带、层面裂隙连通下渗，形成地下热水径流，呈封闭式纵向径流运动，向深部循环，并吸收围岩温度和可溶盐类后，汇集形成热矿水，遇F1逆断层上盘隔水，热矿水沿断裂带上升，在热水塘背斜谷F1断层端低势点出露成泉。

6.2 热水塘理疗热矿泉水开发优势

6.2.1 水温优势

出水口经管道输水20 km至宁南县城，采用保温性管材，出口温降约10°，出口水温约50°。温泉洗浴最佳温度38°～43°，热水塘理疗热矿泉水具有极大的温度优势。

6.2.2 水量优势

允许开采量4 577.12 m3/d，可满足大规模开发利用。按照每人0.5 t/d需水量，后期开发可满足近万人温泉洗浴。对带动地方旅游、经济发展有促进作用。

6.2.3 矿化度优势

热水塘理疗热矿泉矿化度2.13 g/L～2.1 g/L，低于硫酸镁的饱和浓度，结晶堵塞输水管道的可能性小。

6.2.4 水质优势

热水塘理疗热矿泉富含偏硅酸、氟，理疗保健作用大。

参考文献

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