◇吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所 高 鶴 王思維 姜峰

通過對伊-舒斷陷盆地的地熱地質(zhì)背景條件、地熱流體水化學基本特征的初步分析，地熱流體中具有多種有益于人體的礦物成分及微量元素等，依據(jù)《地熱地質(zhì)資源勘查規(guī)范》對地熱流體的水質(zhì)進行了評價，伊-舒斷陷盆地的地熱流體為含偏硅酸的氟型理療熱礦水。并詳細的描述了地熱流體的特點及理療熱礦水各種化學成分的理療作用。

地熱資源是一種清潔、可直接利用、可再生的環(huán)保型能源，其優(yōu)點是無煙、無廢渣粉塵、減少碳排放等。被廣泛應用于發(fā)電、供暖、醫(yī)療保健、種植、養(yǎng)殖、旅游度假等諸多方面，與其他礦產(chǎn)資源及其他可再生能源相比，在開發(fā)利用方面具有明顯的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢。其開發(fā)利用越來越受到世界各國的高度重視，同時符合將地熱能發(fā)展作為提升生態(tài)文明，推動生態(tài)革命的中國地熱發(fā)展的總思路，地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃也為地熱能開發(fā)提供基本依據(jù)[2]。

1 研究區(qū)地熱地質(zhì)條件

伊-舒斷陷盆地大體走向為北東向40°-50°，由伊通至烏拉街，夾持在大黑山和吉林哈達嶺之間，地貌類型為低凹的山間盆地。從構造上來說，伊-舒斷陷盆地是中國東部最大郯-廬斷裂帶北段的一部分，主體是在海西期褶皺的基底上發(fā)育起來新生代含油氣的斷陷盆地，南北長約160km，東西寬約10-20km，面積約為2400km2。伊-舒斷陷盆地南北兩條邊界斷裂是控制盆地發(fā)育的主控斷裂，北支斷裂是依蘭-伊通巖石圈斷裂的一部分，主要控制著盆地的形成和演化。該斷裂為一走滑斷裂，線性特征明顯，延伸平直，斷裂面陡立。在盆地中部斷裂面較寬處，表現(xiàn)為斷面直立或傾向南東的正斷層，在較窄處該斷裂表現(xiàn)為逆斷層，傾向北西。南支斷裂帶主體為一延伸斷裂，在其延伸過程中具有平移性質(zhì)，它是在拉張應力作用下，對盆地底部原先存在斷裂的追蹤和利用的結果。該斷裂的走向總體上呈NE方向，局部地段走向變化較大，該斷裂傾向北西，傾角多為30°-60°，該斷裂向南為東遼河斷裂所截，向北為第二松花江斷裂切斷（圖1）。

圖1 伊-舒斷陷盆地區(qū)域構造圖

伊-舒盆地南北兩條邊界斷裂經(jīng)過漫長地質(zhì)活動，二條斷裂逐漸下切，斷裂發(fā)育深度穿透莫霍面達上地幔，具體表現(xiàn)為沿斷裂帶發(fā)育有一系列的火山噴發(fā)活動。根據(jù)有關資料伊舒盆地莫霍面埋藏深度約為35-36km，位于莫霍面以下的上地幔層壓力約為21萬個大氣壓，溫度為400℃-3000℃，物質(zhì)處于塑性狀態(tài)，又稱為“軟流層”。伊-舒盆地南北二側的活動性深大斷裂形成了地下深部地幔熱源與上部熱儲的熱力通道，溝通了古近系地層和上地幔之間的熱力聯(lián)系，為盆地內(nèi)地熱資源的形成提供了必要的熱源基礎[1]。

根據(jù)以往地熱地質(zhì)勘查資料顯示，區(qū)內(nèi)地層由老至新依次為古近系古新統(tǒng)奢嶺組、永吉組；古近系始新統(tǒng)萬昌組、齊家組；新近系中新統(tǒng)岔路河組；第四系中更新統(tǒng)荒山組和第四系全新統(tǒng)沖積層，熱儲主要賦存于新近系中新統(tǒng)岔路河組、古近系始新統(tǒng)齊家組和萬昌組中。

2 地熱流體化學基本特征

地熱流體在溫度、壓力等物理條件下，經(jīng)過與周圍巖石長期相互作用，溶解巖石中各類物質(zhì)，從而形成特殊的化學成分。地熱流體和普通地下水一樣具有溶濾作用、混合作用和陽離子交替吸附作用，不過地下熱水的這些作用是在深循環(huán)和高溫、高壓等特殊地質(zhì)環(huán)境中進行的，所以它的化學成分不同于普通的地下水。

區(qū)內(nèi)熱儲層處在相對封閉的地質(zhì)環(huán)境中，根據(jù)表1可以看出pH值8.34-8.57，地熱流體呈堿性，陽離子以鈉離子為主，陰離子以重碳酸根離子為主，水化學類型為重碳酸鈉型。

表1 地熱流體化學組分成果表

3 地熱流體的特點

3.1 礦化度較高

地熱流體水化學成分的成因是地熱水與周圍巖石發(fā)生溶濾作用、混合作用和陽離子交替吸附作用的結果。水與巖石間的溶濾作用使得陽離子為Ca2+、Na+、Mg2+和 陰離子HCO－、SO2－、Cl－溶解與水中，當混合作用發(fā)生時，不同層位地熱流體中的Ca2+、Mg2+離 子與SO2－離 子沉淀析出，形成以HCO－和 Na+為主的地熱流體，而受陽離子交替吸附作用的影響的地熱流體以Na 型水為主，Na+離子毫克當量百分比98.37%-98.69%。

3.2 氟與偏硅酸含量較高

地熱流體中氟離子的來源可能是地熱水溶解了部分螢石礦物，其次可能是溶解了其它富氟的粘土礦物所致。地熱水中偏硅酸含量常隨水溫的升高而增大，是地熱水重要的溫標性組分，地熱流體中偏硅酸來自地熱水對硅酸鹽或石英類礦物等硅質(zhì)物質(zhì)的溶解所致。區(qū)內(nèi)地熱流體普遍富含偏硅酸，且表現(xiàn)出隨溫度增高而含量隨之增加的趨勢。

4 理療熱礦水評價及作用

使用溫泉養(yǎng)生的文化在中國歷史悠久，古代秦始皇為了療傷而修建“驪山湯”，也就此開展了溫泉養(yǎng)生的先河。屈原在《離騷》中寫到“浴蘭湯兮沐芳”，這也是反應的利用溫泉來養(yǎng)生、療疾。古代著名藥物學家、醫(yī)學家李時珍在《本草綱目》中將溫泉細分為熱泉、冷泉、甘泉、苦泉，并說明了溫泉可以治療病癥及方法。

4.1 地熱流體水質(zhì)評價

由表2可以看出氟離子含量為9.09-9.53mg/l，偏硅酸含量為36.47-39.45mg/l，由此可見地熱流體氟、偏硅酸含量等化學特征及溫度較高的物理特征區(qū)別于區(qū)內(nèi)分布的其它地下水。綜上所述，伊-舒斷陷盆地熱田地熱流體屬于堿性，低-中等礦化度，水化學類型為重碳酸鈉型，為含偏硅酸的氟型理療熱礦水。

表2 理療熱礦水水質(zhì)評價表

依據(jù)《地熱地質(zhì)資源勘查規(guī)范》（GB／T11615-2010）附錄E理療熱礦水水質(zhì)標準，根據(jù)地熱流體水質(zhì)檢測結果進行了初步評價。評價結果為伊舒001井[3]和 伊舒002井[4]地熱流體為含偏硅酸的氟型理療熱礦水。

4.2 地熱流體的理療作用

溫泉理療的功效主要分為三方面，一是依靠溫泉本身的溫度，二是在溫泉流動時所產(chǎn)生的機械沖擊作用，三是溫泉中所含的各種礦物成分。前兩方面為物理作用，而第三方面則是地熱水獨特的化學作用。

物理作用：利用地熱水的溫度可以擴張血管、改善血壓、促進體內(nèi)血液的循環(huán)、加速新陳代謝、使神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性降低、使人體的肌肉和關節(jié)放松，從而達到消除人體疲勞的效果。流動的熱水對人的身體可以起到按摩的作用，對于長時間使用電腦等產(chǎn)生的肩膀僵硬、久站產(chǎn)生的腰酸腿痛具有一定的舒緩作用。

化學作用：地熱水與普通地下水的理療作用不同點在于地熱水中所含的礦物成分，地熱水可以通過兩種形式對人體產(chǎn)生作用，第一種是通過離子和化學成分進入體內(nèi)所達到的理療作用、第二種是化學物質(zhì)通過附著于人體表面而產(chǎn)生對皮膚的刺激作用。

4.3 不同化學成分地熱水的理療作用

具有理療價值的地熱水是指水中所含的礦物成分、微量元素、氣體成分等達到或者超過規(guī)范要求的地熱水。礦物成分含量不同的地熱水所具有的醫(yī)療價值也不同，不同類型地熱水的理療功能敘述如下。

（1）鋰。鋰可以調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)活動，是有效的鎮(zhèn)定劑，能使人鎮(zhèn)靜、安神、控制神經(jīng)紊亂，鋰可置換替代鈉，預防心血管等疾病。還可以改善人體的造血功能、提高人體的免疫力等。區(qū)內(nèi)熱流體中鋰離子含量為0.061-0.36mg/l。

（2）鍶。鍶是人體骨骼和牙齒的組成成分，血管的功能和構造也與鍶密不可分。鍶可以減少人體對鈉的吸收，促進鈉的排泄。能夠促進骨骼發(fā)育，骨骼愈合程度也可以通過觀察鍶的聚集度作為標準。區(qū)內(nèi)熱流體中鍶離子含量為0.064-0.79mg/l。

（3）偏硅酸。偏硅酸是人體必需的一種微量元素，偏硅酸對心腦血管疾病、關節(jié)炎等具有一定的預防效果，對骨骼的生長、皮膚的健康度等有促進作用，還能增加人體軟骨等結締組織的彈性，有利于骨骼鈣化和預防骨質(zhì)疏松。他也是天然的美容物質(zhì)，偏硅酸對于增加皮膚的彈性和保持彈性纖維組織的完整性都具有良好的作用。所以偏硅酸具有較高的醫(yī)療保健作用，區(qū)內(nèi)地熱流體中偏硅酸含量為36.47-39.02 mg/L。

（4）氟。氟是自然界最活潑的鹵族元素，是人體中必需的元素之一，高濃度氟的地熱水養(yǎng)生和保健的功能要遠遠優(yōu)于硫泉，氟除了能殺菌和消毒外，對關節(jié)炎、高血壓、風濕病、偏癱等都有良好理療效果，而且還具有滋陰養(yǎng)顏、安神解乏的功效，區(qū)內(nèi)地熱流體氟的濃度為8.60-9.52mg/L。

（6）溴。溴是人體重要的微量元素，多出現(xiàn)在血和垂體前葉。它是構成生命組織重要的物質(zhì)之一，能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并有鎮(zhèn)靜作用。區(qū)內(nèi)熱流體中溴離子含量為0.0058-0.94mg/l。

（7）碘。碘是生命體必須的元素，它能促進生物氧化、控制蛋白質(zhì)的合成與分解、促進糖和脂肪的代謝、促進維生素的吸收與利用、增強酶的活性從而促進生長發(fā)育。區(qū)內(nèi)熱流體中碘離子含量為0.036-0.23mg/l。

（8）偏硼酸。偏硼酸具有殺菌和消炎的作用，常用于治療各類皮膚病上。區(qū)內(nèi)熱流體中碘離子含量為0.42mg/l。

溫泉是一種自然療法，由于既能悠閑游玩，又能健身治病，所以現(xiàn)在的人們越來越青睞于溫泉療養(yǎng)。浴療時化學物質(zhì)附著在皮膚表面，調(diào)節(jié)皮膚酸堿度；促進人體新陳代謝，加速氧化還原作用；改善心血管疾病，浴療時通過血管擴張從而降低血壓，對血液循環(huán)機能不良、動脈硬化等均有防治功能；刺激神經(jīng)組織，可以治療神經(jīng)機能障礙，促進神經(jīng)再生，對于神經(jīng)炎、肌肉癱瘓均具有一定的療效；治療慢性關節(jié)炎，可以通過改善關節(jié)軟骨的代謝從而消除疼痛恢復關節(jié)能力，對預防風濕性關節(jié)炎也有一定療效[5]。雖然溫泉有治療疾病的作用，但是高血壓、心臟病患者，部分皮膚病患者、孕婦、飲酒、術后等不宜進行溫泉浴療。

5 結束語

伊-舒斷陷盆地是我省主要地熱異常區(qū)和開發(fā)利用先導區(qū)。其中有多家企業(yè)已經(jīng)開發(fā)利用地熱多年。經(jīng)過多年的勘查、研究及水質(zhì)分析，伊-舒斷陷盆地不僅蘊含豐富的地熱資源，而且其地熱流體中含有多種對人體有益的微量元素和礦物質(zhì)，具有較好的理療作用。

（1）伊-舒斷陷盆地屬于中國東部最大郯-廬斷裂帶北段的一部分，是伊-舒斷陷盆地南北二側的活動性深大斷裂構成了地下深部地幔熱源與上部熱儲的熱力通道，溝通了古近系地層和上地幔之間的熱力聯(lián)系。

（2）從水質(zhì)檢測結果來看，區(qū)內(nèi)地熱水是以溶濾作用為主，混合作用和陽離子交替吸附作用為輔的堿性、氟偏硅酸、低-中等礦化、重碳酸鈉型水。

（3）伊-舒斷陷盆地內(nèi)地熱水的鋰、鍶、偏硅酸、氟、碳酸鹽等含量均比較高，其中氟、偏硅酸達到理療熱礦水界限指標，但是由于氟離子濃度超過飲用天然礦泉水界限指標，因此，不宜作為飲用天然礦泉水直接飲用。

（4）由于區(qū)內(nèi)的地熱水的水溫較高和水中各離子的含量較為豐富，具有很好的療養(yǎng)作用，所以區(qū)內(nèi)的溫泉具有良好的開發(fā)利用價值。