广东省从化温泉热矿水水化学与同位素特征

  从化温泉（又名流溪河温泉，位于广东省从化市东北温泉镇附近，距广州75km，中心区坐标为23°39′N，113°38′E，海拔45m~52m。在明清两代已被利用，以其水质好、水温高和泉景奇特闻名于世。从化温泉是一种含氡元素及多种元素的苏打泉，水质晶莹，水温适宜，矿化度低无色无味，被誉为岭南第一温泉。自1931年由岭南大学冼玉清的一篇介绍文章引起了世人关注，此后便开始了一定规模的开发利用。从化温泉区原有天然泉眼 9处 ,总流量 19137L / s，水温 40～63℃①，由于温泉天然流量无法满足用水需求，1961年开始在泉眼处围泉成井，或在泉眼附近打井抽水，开采量逐年增加。到 1984年时,实际开采井有7眼，开采量达到1500m3/d，区内温泉全部断流①,温泉区的天然泉眼已全部为钻井取代。20世纪90年代中后期水位下降到地面以下16～2013m，水温下降 216～13℃[1]。近几年来由于热水开采量有所减少，致使地下水位有所恢复。从化温泉的形成与演变逐渐引起人们的关注，前人先后对从化温泉热水进行了勘察和评价，提出了合理开发利用与保护的建议。本文利用样品测试资料，同时结合前人资料，分析从化温泉热水的水化学和同位素特征，以及近 30年来从化温泉水质的变化，探讨温泉的补给来源、滞留时间、热储温度等方面的问题。

 

  2.  从化地热资源概述

 

  地热是指地球内部所蕴藏的热能，它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分，它与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源，将太阳能、风能、潮汐能与地热能加以比较，地热能是新能源中最为现实的能源。地热资源按赋存形式可分4种类型：一是热水型，即地球浅处(地下100～4500m)所见到的热水或水蒸汽；二是地压地热能，即在某些大型沉积盆地深处(3～6 km)存在着高温、高压流体，其中含有大量甲烷气体；三是干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体；四是岩浆热能，即储存在高温(7001 200℃)熔融岩浆体中的巨大热能；根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要用于地热直接利用。

 

  从化温泉位于广东省从化市东北，地处广从断裂带北东段，泉点沿 NW及 NE向次级断裂出露，热水出露于燕山期花岗岩中。温泉为中低温、 偏碱性的低矿化水。热水中的阳离子以K+、Na+、Ca2 +为主,阴离子以HCO-3为主,属于HCO3-Na及HCO3 - Na·Ca水。热水中偏硅酸、氟含量较高,同时含有锂、锶、钡、硼酸等微量组分及放射性组分镭、氡。由D和18O组分表明热水起源于大气降水。根据玉髓温标计算的热储温度为 82114～93152℃。拥有热泉13个，温泉地下热水日自涌量达10000立方米，每年可供700万人次享用。从化温泉是含有氟离子和弱放射性氡以及钠、钙、钾、镁、二氧化硅等多种对人体有益元素的重碳酸钠型热泉，有重要的医疗价值，被誉为“岭南第一泉”，是世界上名泉之一。是全世界除瑞士之外、仅有的一个含有氡元素的温泉。 3.  地质背景  从化温泉位于粤中坳陷带恩平—新丰断裂带的中段，在NE向的广(州)从(化)断裂北东段上盘、佛岗复式岩体的南东边缘③。如同广东省东部 NE向的海丰—大埔断裂和东江断裂控制着温泉的分布一样，广从断裂对从化温泉的出露起着重要的控制作用[2 ]。温泉区位于流溪河中上游温泉疗养院一带，面积约115km2。该区断裂构造发育，可分为 EW向、NE向、NNW向及NW向四组断裂。EW向断裂形成最早，为一压性断裂，起到阻水作用；次为NE向断裂，属于广从断裂带，规模较大、切割较深，起到沟通深部热源的作用；之后生成的是NNW向、NW向断裂，与 NE向断裂交错，沿断裂附近裂隙发育，是地下热矿水的富水地带和热异常区，多数温泉沿 NW向断裂出露.

 

  4.水文地质背景

 

  北东向的广州—从化断裂伴生的一系列北西向断裂控制着本区温泉的出露，属于断裂—深循环型地下热水，温泉大多位于流溪河河床及河漫滩上(图2)。该区地下水类型主要有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。大气降雨是本区地下水的主要补给来源，地下水主要以泉、侧向渗流的方式汇入河流排泄，井孔抽水也是一个重要的排泄方式.

 

  11第四系砂砾层; 21侏罗系中上统流纹斑岩; 31侏罗系下统砂砾岩; 41石炭系下统灰岩; 51泥盆系上统砂页岩; 61燕山期霞石角闪石正长岩; 71燕山期第四期花岗岩; 81燕山期第三期黑云母花岗岩; 91断裂; 101取样点及编号

 

  5.  从化温泉的开发历史和现状

 

  早在中国明朝时期，“百丈飞泉”列为从化县八景之一。１９30年代，温泉一度兴起开发旅游热潮。中华人民共和国建国后，温泉有计划地进行大规模的开发建设，特别是80年中华人民共和国代改革开放后的开发动作较大。从化温泉早在明清时已列为游览胜地。明崇祯七年（1634年）《从化县志》中有“汤泉”和“百丈飞泉”的记载，并将“百丈飞泉”列为从化县八泉之一。清朝从化知县孙绳称温泉为“枕漱”佳境，适于隐居休养。明清时期，温泉已闻名遐迩，外地名士常到温泉游览。民国期间，从民国21~25年（1933~1936年）在温泉兴起开发旅游热，短短数年，建有各式别墅和房屋37栋。  中华人民共和国建国后，温泉风景区从50年代起便有计划地建设，广东省干部疗养院和广东温泉宾馆都先后建了一批楼宇。地热也随之掀起开发大潮。

 

  从化温泉区原有天然泉眼9处，流量19137L / s,水温40～63℃① ,由于温泉天然流量无法满足用水需求，1961年开始在泉眼处围泉成井，或在泉眼附近打井抽水，开采量逐年增加。到1984年时，实际开采井有7眼。

 

  6.  地热资源的开发利用

 

  从化的地热属90°C以下的低温地热，由于其温度适宜，清洁无污，富含多种对人体有益的矿物质而用途十分广泛。从化的低温地热可以在一下方面进行开发：

 

  （1） 浴疗保健  从化的地热水属于低温热矿水，富含锂，氟、氡、偏硼酸、偏硅酸等多种矿物质，有一定的医疗、保健、养生的作用。经常用热矿水进行洗浴，对高血压、冠心病、心血管病、风湿病、皮肤病等有一定的疗效。热矿水入室，无疑会大大提高居民的生活质量。

 

  （2） 娱乐、旅游  依托温泉浴疗，可以开发旅游馆、嬉水乐园、康乐中心、会议中心、疗养中心温泉饭店、温泉度假村、高级宾馆等一系列娱乐旅游项目。

 

  （3） 种植、养殖  可以依托地热井，建造温泉温室，种植名优花卉，特种蔬菜（供给大的饭店、宾馆、酒楼之需）等，也可以用来发展旅游农业。

 

  热水养殖，可以大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。可以依托地热资源发展高产鱼类养殖业等养殖产业。

 

  （4） 余热供暖  用于洗浴、娱乐等方面的地热水在使用后，热水温度依然很高，仍含有大量的热能，如果能有效地加以利用，就会带来巨大的经济效益和社会效益。

 

  为了充分利用资源，创造更多的价值，对地热资源开发应做到一水多用、综合利用。冬天，条件适合，可以先用热水直接供暖，供暖后的谁用于洗浴保健，洗浴保健后的水经处理后用来进行种植、养殖或者余热供暖。

 

  7.  结语

 

  从化温泉位于广从断裂带北东段,温泉区内共发育EW向、NE向、NNW向及NW向4组断裂。广从断裂对温泉的形成有着重要的控制作用，而 NW向断裂控制着温泉区泉眼的具体出露位置，是分布和出露于燕山第三期、第四期和第五期花岗岩的温泉,属于断裂-深循环型地下热水。

 

  大气降水渗入地下深处 ,在径流过程中与围岩反应 ,同时被深部热源加热 ,沿着断裂破碎带上升出露地表[5],上升过程中可能存在与浅部冷水的混合。因此从化温泉的补给来源充分，热水的径流时间较短，深部温度较高，只要钻井热水总开采量不大于天然温泉的总流量，或者总开采量略大于温泉流量，但采用采停交替的开采方式，使热水得到恢复补充，可以实现其长期持续利用。从化温泉氡含量较高 ,在修建洗浴设施时应注意通风条件。