地?zé)岬厍蚧瘜W(xué)在地?zé)豳Y源勘查開發(fā)利用中的意義內(nèi)容提要地?zé)岬厍蚧瘜W(xué)組分的來源溫泉療養(yǎng)作用地?zé)衢_發(fā)利用的環(huán)境保護(hù)地?zé)岬厍蚧瘜W(xué)在勘查中的作用一、化學(xué)組分的來源熱傳導(dǎo)花崗巖類碳酸鹽巖沉積盆地型日本櫻島氣體溫度下降，SO2和水發(fā)生作用生成硫化氫。SO2+3H2=H2S+2H2O所以一般在溫泉涌出地區(qū)，因HCl、HF、及SO2極易溶解于水或消失，變成了H2S及CO2為主成分的氣體。此外，當(dāng)氣體溫度繼續(xù)下降，氣體中的SO2和H2S發(fā)生作用，析出硫磺。SO2+2H2S→3S+2H2O

對(duì)流型地?zé)豳Y源巖漿氣體中的氯化物進(jìn)入并停留在熱儲(chǔ)層中，而儲(chǔ)層中的水不斷被加熱揮發(fā)，如此周而復(fù)始，就形成了氯化鈉型水。另一個(gè)特點(diǎn)是可溶SiO2含量高，多數(shù)都超過200mg/L，有的還含砷和硼。

當(dāng)熱儲(chǔ)層遠(yuǎn)離熱源形成HCO3-Na型泉和碳酸泉當(dāng)巖漿房上部存在熱儲(chǔ)層：日本栗駒地區(qū)礦水化成分形成示意圖

當(dāng)這種類型的地?zé)崃黧w以泉的形式岀露地表時(shí)，由于溫度和壓力下降，水中的硅硫析出形成硅華、硫華和明礬石。當(dāng)溫度更低時(shí)，形成鈣析出，形成鈣華。當(dāng)這種類型地?zé)崃黧w在想地表運(yùn)移過程中，發(fā)生水熱蝕變，形成水熱蝕變礦物，如高嶺石、綠泥石、沸石等。張伯倫試驗(yàn)結(jié)果一覽表氬氮的比值可判斷CO2、H2S是否是生物化學(xué)〔有機(jī)物〕成因空氣中的氬氮比為0.018。公式α=［Ar〔氣體〕×100］/［N2〔氣體〕×1.18］當(dāng)溫泉起源于大氣降水：α=1當(dāng)有生物起源的氮混入：α＜1熱傳導(dǎo)碳酸鹽巖花崗巖類沉積盆地型花崗巖類多為HCO3-Na型、HCO3-SO4-Na型和SO4-Na型。在沿海地區(qū)，有的為Cl-Na型水。

特點(diǎn)：1〕氟高。2〕含氡。氡是鐳衰變時(shí)產(chǎn)生的一種射氣或α。鐳在不同巖石中的含量決定了氡的產(chǎn)量。3〕在溫度相同或相近時(shí)，花崗巖的熱水中的可溶SiO2的含量比碳酸鹽巖的熱水高。巖石中的鐳含量表氡濃度的計(jì)量單位1馬?！埠铡常?升氣體或液體，由α射線在電離室產(chǎn)生30億分之一安培的電流。1居里：1克純鐳產(chǎn)生的鐳射氣量，居里分毫居里〔10-3Ci〕、微居里〔10-6Ci〕、毫微居里〔10-9Ci〕、微微居里〔10-12Ci〕。1埃曼=10-10居里1貝克勒爾=27微微居里〔27×10-12Ci〕1馬赫=3.64埃曼=3.64×10-10居里1埃曼=3.7貝克勒爾碳酸鹽巖水化學(xué)類型：HCO3-Na、HCO3-Ca、HCO3-NaCa、HCO3.SO4-NaCa、SO4.HCO3-CaNa型水。共同特點(diǎn)：鍶含量普遍偏高。當(dāng)碳酸鹽巖熱儲(chǔ)氟含量及可溶SiO2含量明顯偏高時(shí)，說明花崗巖熱儲(chǔ)內(nèi)的熱水補(bǔ)給了碳酸鹽巖熱儲(chǔ)。當(dāng)碳酸鹽巖與花崗巖作為基底分布在沉積盆地時(shí)，其化學(xué)特征與沉積盆地的化學(xué)特征相同。

在水溫相同或相近的情況下，產(chǎn)自碳酸鹽巖熱水的可溶SiO2含量低于產(chǎn)自花崗巖熱水的含量

。碳酸鹽巖碳酸鹽巖及花崗巖礦水F、SiO2比照表沉積盆地型沉積盆地型礦水系指有巨厚的中、新生代沉積物堆積的盆地或平原地區(qū)，在地質(zhì)構(gòu)造上被稱為沉降區(qū)、坳陷、凹陷等。在坳陷中往往形成次一級(jí)隆起、凸起，這些隆起或凸起，地溫梯度大于3℃/100m，最高可達(dá)11℃/100m，是尋找礦水的最正確地區(qū)。由盆地邊緣到盆地中心，從上到下，水化學(xué)類型由重碳酸鹽或硫酸鹽逐漸過渡為氯化鈉型，礦化度逐漸增加。

京津冀地區(qū)基巖熱儲(chǔ)水化學(xué)圖

二、地?zé)岬厍蚧瘜W(xué)在地?zé)豳Y源勘查中的作用

氣體泉華水熱蝕變礦物氣體氣體主要工程有氮、汞、氡、二氧化碳等。He來源于上地?；驇r漿房，He的出現(xiàn)反映該地區(qū)的斷裂深度到達(dá)了上地幔，而且通道仍然存在。氦與Rn、CO2以及其它其體組合，可進(jìn)行如下地?zé)岬刭|(zhì)判斷：1.1He與Hg、He與As異常，說明地下有高溫?zé)醿?chǔ)；1.2He與CO2異常，說明深部有熱儲(chǔ)存在；1.3CO2與Rn異常，有斷裂帶存在；1.4Rn和Ar異常，說明基巖埋藏較淺。礦水氣體含氦一覽表泉華地?zé)崃黧w在向上運(yùn)移至地表或近地表處，由于溫度、壓力下降，熱流體內(nèi)的硅、鈣、硫從熱流體中析出沉淀，形成硅華、鈣華、硫華，這些沉淀物反映當(dāng)時(shí)熱流體在深處的溫度。硅華＞150℃鈣華＜150℃硫華＞100℃〔或當(dāng)?shù)胤悬c(diǎn)〕水熱蝕變礦物在地?zé)帷矞厝硡^(qū)，地?zé)崃黧w上升至地表時(shí)，和巖石相互作用而形成新的礦物，反映當(dāng)時(shí)地?zé)釁^(qū)的地溫狀況。高嶺石＜150℃綠泥石150℃濁沸石100~200℃懷臘開沸石＞200℃對(duì)蝕變同位素年齡進(jìn)行測(cè)定，越年輕越有前景。三、溫泉的療養(yǎng)作用從地下自然涌出或人工鉆孔取得的地下水，含有1克/升以上的可溶性固體成分，一定的特殊的氣體成分與一定的微量元素，或具有34℃以上的溫度，可供醫(yī)療與衛(wèi)生保健應(yīng)用者，稱為醫(yī)療礦泉。中國(guó)醫(yī)療礦泉水劃分標(biāo)準(zhǔn)A類〔氣體成分泉〕B類〔活性離子成分泉〕C類〔鹽類成分泉，總固體成分>1g/L〕氡水：氡>3nCi/L碳酸水：碳酸氣>1g/L硫化氫水：總S量>2mg/L

鐵水：鐵離子>10mg/L碘水：碘離子>5mg/L

溴水：溴離子>25mg/L

砷水：砷離子>0.7mg/L

硅酸水：硅酸>50mg/L

重碳酸鹽水硫酸鹽水氯化物水成分劃分〔根據(jù)陽離子含量超過25mg/L當(dāng)量%可分鈉水、鈣水、鎂水〕中國(guó)醫(yī)療礦泉水劃分標(biāo)準(zhǔn)冷泉25℃微溫泉26~33℃溫泉34~37℃高熱泉43℃酸性泉2~4弱酸性泉4~6中性泉6~7.5弱堿性泉7.5~8.5堿性泉8.5~10低滲泉可溶性固體1~8g/L酸堿度中等滲泉可溶性固體8~10g/L高滲泉可溶性固體在10g/L以上溫度劃分滲透壓劃分中國(guó)醫(yī)療礦泉分類修訂方案〔1981年〕日本醫(yī)療礦泉水標(biāo)準(zhǔn)定義：從地下涌出的溫水、礦水、水蒸氣及其它氣體〔以碳?xì)浠衔餅橹鞯奶烊粴饫狻?，?dāng)水中化學(xué)成分到達(dá)表中所規(guī)定的一項(xiàng)指標(biāo)者即稱為溫泉；如泉水溫大于25℃，化學(xué)組分未到達(dá)表中規(guī)定；或水中有一項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)到達(dá)表中規(guī)定而水溫小于25℃者均稱溫泉，人工揭露的地下水到達(dá)上述要求者也稱為溫泉。日本醫(yī)療礦泉水標(biāo)準(zhǔn)中日標(biāo)準(zhǔn)氡的單位換算日本規(guī)定的氡標(biāo)準(zhǔn)＞5.5馬海/公升5.5馬海=20埃曼=20×10-10居里=74貝克勒爾中國(guó)規(guī)定氡標(biāo)準(zhǔn)＞3nCi/l3毫微居里=30埃曼=8.24馬海=111貝克勒爾醫(yī)療礦水對(duì)健康的作用醫(yī)療礦水規(guī)定的化學(xué)組分本身就是藥物名稱，如中碳酸鈉〔又名碳酸氫鈉、小蘇打〕、氯化鈉、硫酸鈉〔芒硝〕、硫酸鈉〔石膏〕、硫酸鎂、硫酸鐵、硫酸鋁〔明礬〕、硫磺〔硫化氫〕、碘、溴化鋰、砷〔雄黃〕、偏硅酸〔三硅酸鎂、中藥麥飯石、云母中的主要成分就是硅〕對(duì)于氡有兩種觀點(diǎn)：一種人認(rèn)為是致癌物質(zhì)。日本對(duì)鳥取縣氡泉附近洗浴和飲用居民調(diào)查的發(fā)現(xiàn)，癌癥死亡率更低，沒有發(fā)現(xiàn)先天畸形和白血病患者。四、地?zé)衢_發(fā)利用中的環(huán)境保護(hù)地?zé)崴杏械娜芙庑钥偣腆w含量過高〔10g/l以上〕，有的含有某種化學(xué)組分，〔如氟、砷等〕超過排放標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)嶂员环Q為清潔能源，在國(guó)外，如法國(guó)和日本將供暖、發(fā)電后的地?zé)崴炕毓嗟降叵?。如果超過排放標(biāo)準(zhǔn)還進(jìn)行排放，必然會(huì)造成環(huán)境污染。我國(guó)氟中毒的人口超過五千萬〔1986年統(tǒng)計(jì)〕，輕者患氟斑牙，重者患氟骨癥，造成短壽。飲用適量含氟〔0.5mg/l±〕水，對(duì)健康有益。長(zhǎng)期飲用含氟量大于1mg/l的水，對(duì)健康有害，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?〔GB8978-1996