淺談水質分析在地熱水勘查中的幾點應用

陳玨薇

摘 要：近年來，地熱是一個熱門的話題，尋找地熱水的勘查技術手段甚多，但功能各異。根據水質分析數據，簡要介紹了水質分析在掌握地熱水水化學組分特征、理療熱礦水評價、組分比值分析、深部熱儲溫度估算等方面所發揮的作用，以期為今后地熱水勘查開發、研究提供技術指導。

關鍵詞：地熱水；水質分析；比值分析；熱儲

中圖分類號：P314.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.160

地熱資源作為一種清潔可再生能源，可用于供暖、種植、養殖、洗浴、理療和發電等多個方面，開發利用前景廣闊。在地熱水勘查過程中，技術手段甚多，比如水文地質調查、地球物理勘探、水質分析等。其中，水質分析是重要的技術手段之一，它對掌握地熱水水化學類型、解釋地熱水成因、預測深部熱儲溫度等有非常重要的作用。本文根據江西省境內某地熱田鉆孔水質分析數據，從水化學組分特征、理療熱礦水評價、深部熱儲溫度估算等方面入手進行應用分析，以便為今后選擇地熱水勘查方法提供參考。

1 數據來源

本文水質分析數據取自江西省贛西北地區某地熱田鉆孔自流地熱水，取樣日期為2014-07-09，進行了“全+微量+H2S+放射性”分析。其中“全+微量+H2S”分析數據來自國土資源部南昌礦產資源監督檢測中心（證書編號：2009002722G），放射性分析數據來自江西省核工業地質局測試研究中心（證書編號：2010140127F），測試質量有保證。

2 水質分析結果

該鉆孔自流地熱水水質分析結果如表1所示。

3 水質分析應用

3.1 水化學組分特征

由本地熱田鉆孔自流地熱水水質分析結果可知，地熱田水化學組分陽離子以Na+為主，陰離子以HCO3-為主，屬HCO3-Na型水；pH值為9.05，呈弱堿性；礦化度為240.29 mg/L，為淡水；F-含量為8.00 mg/L，H2SiO3含量為118.94 mg/L，Rn含量為136.00 Bq/L，均達到了理療熱礦水命名濃度（“氟水”“硅水”“氡水”），屬于復合型熱礦水。另外，地熱水中還含有Li、Sr等微量元素。

3.2 理療熱礦水評價

遵循《地熱資源地質勘查規范（GB/T 11615—2010）》附錄E——理療熱礦泉水水質標準，本鉆孔自流地熱水中氟離子、偏硅酸和氡濃度含量均達到了命名礦水濃度，可分別命名為“氟水”“硅水”“氡水”（理療熱礦水水質標準：氟達到命名礦水質量濃度為2 mg/L，偏硅酸達到命名礦水質量濃度為50 mg/L，氡達到命名礦水質量濃度為129.5 Bq/L）。

3.3 組分比值分析

熱水中的F、Cl具有重要意義，F含量作為判斷熱水形成機制和熱水活動范圍的標志元素，用來追索熱水上升通道位置。Cl/F比值高，表明熱水系統是高溫的。本鉆孔自流地熱水中Cl/F為0.655，而鉆孔自流水溫為83 ℃，屬低溫地熱資源。

3.4 深部熱儲溫度估算

依照水質分析結果，利用地球化學溫標來估算深部熱儲溫度，從而預測地熱田潛力。此次選擇二氧化硅溫標估算熱儲溫度，鉆孔自流地熱水水溫為83 ℃，仍為低溫地熱水資源，不存在蒸汽損失，采用無蒸汽損失的二氧化硅地熱溫標。熱儲溫度的計算公式是：

式（1）中：T為熱儲溫度，℃；SiO2為地熱水中SiO2的含量，mg/L。

本鉆孔自流地熱水中，SiO2含量為91.50 mg/L，估算該地熱田深部熱儲溫度為132.29 ℃。鉆孔揭露地熱水溫度為83 ℃，說明地熱田地熱水可能來自深部比較熱的環境中，它在由熱水向地表上升的過程中，受到淺層冷水的稀釋作用，從而使熱水溫度降低。理論上，地熱田在深部可能找到溫度更高的地熱水。

4 結束語

綜上所述，水質分析數據對掌握地熱水的水化學類型、理療熱礦水評價、組分比值分析、深部熱儲溫度和分析地熱水成因等具有重要作用。它在地熱水勘查過程中是一種必不可少且極其關鍵的技術方法。

參考文獻

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