峨眉山高1井热矿水成矿模式及水质成因分析

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1、峨眉山高1井热矿水成矿模式及水质成因分析　　摘要：峨眉山高1井位于峨眉山市高桥镇。热矿水含水岩层埋深1600m左右，属于地压型地热资源，水化学类型为Cl-Na型水，Cl-、Na+浓度高，与区域水化学类型有明显的差异。该文分析了岩性、构造等热储藏条件，论述了热矿水成矿模式，并估算了补给区大气降水入渗补给量及高1井径流水资源量。在此基础上分析了高1井热矿水Cl-、Na+高浓度成因。　　关键词：热矿水成矿模式水质成因　　中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0133-03　　1热储藏条件及特征　　高1井构造上

2、地处扬子准地台峨眉山断拱之峨边穹断束北段，位于二峨山背斜北西翼，龙池向斜南东翼近核部，并紧邻北西方向的龙池逆断层和峨眉山逆断层，处于龙池逆断层下盘（图1）。根据含水性，高1井揭露岩层自上而下可分为3段：上部含水岩组、中部隔水岩组和下部含水岩组。上部含水岩组为三叠系中统雷口坡组（T2l）及下统嘉陵江组（T1j）以灰岩为主的含水岩层。中部隔水岩组为三叠系下统飞仙关组（T1f）砂、泥岩、二叠系上统沙湾组（P3s）泥岩及峨眉山玄武岩（P3β）构成的隔水岩组。下部含水岩组为二叠系中统茅口组（P2m）灰岩及下统栖霞组（P1q）灰岩为主的含水岩层（图2）。6　

3、　高1井热矿水含水层为上述下部含水岩组，埋深1415～1886m。该岩组地下水顺层径流至高桥地区深部，受地压增温作用形成热矿水。该地区常温层温度17℃左右，地温梯度约为2.8℃/100m，因此在深度1600m左右可形成62℃左右的热水。中部隔水岩组为热矿水提供了盖层圈闭作用，阻隔上、下部含水岩组越流补给，起到保温作用。　　2热矿水补给、径流、排泄条件　　（1）补给条件。　　热矿水补给区位于高1井南东至以南二峨山一带出露的下部含水岩组――茅口组和栖霞组区域，构造上处于二峨山背斜北西翼近核部，二峨山逆断层上盘（见图2）。背斜核部岩层发育平行于褶皱轴向

4、的纵张裂隙，且灰岩岩溶裂隙发育，有利于大气降水垂直入渗。　　垂直补给公式：Q=F?α?X/365（1）　　式（1）中，Q为日平均降水入渗补给量（m3/d）；F为降水入渗的面积（m2）；α为年平均降水入渗系数；X为年平均降水量（m）。　　补给区取二峨山背斜北西翼出露的茅口组和栖霞组范围（见图1），其围绕高1井呈环形分布，面积约41km2，高程850～1909m，故F取4.1×107m2。根据1∶20万水文地质区域资料，峨眉山地区碳酸盐岩裂隙岩溶水径流模数为12.54L/s?km2，山区年平均降水量为1958.8mm，推算出该区域降水入渗系数为0.2

5、02。经计算，补给区垂直降水入渗补给量约为4.4×104m3/d，因此补给量是非常充足的，能够满足高1井远程补给的径流水资源量。　　（2）径流条件。6　　补给区大气降水入渗后，沿层间裂隙及岩溶裂隙往高桥方向做顺层径流。因补给区围绕高桥呈环状分布，南东及南方向的岩层倾向均大致指向高桥方向，故高1井正好处于下部含水岩组地下水顺层径流的汇集部位。地下水接受大气降水补给后，沿层间裂隙往深部作顺层径流。大部分地下水通过隐伏断裂排泄到临江河或上部含水岩组，小部分继续往深部径流至高1井深部。在龙池逆断层相对阻水作用下，地下水在此形成富集。　　按下式估算高1井热

6、矿水径流补给资源量：　　Q=K?I?B?M（2）　　式（2）中，Q为地下水径流量（m3/d）；K为渗透系数（m/d）；I为地下水水力坡度；B为计算断面的宽度（m）；M为承压含水层的厚度（m）。　　抽水试验降深263.5m，出水量为1209.5m3/d，按裘布依公式计算承压完整井影响半径为299m，渗透系数为0.013m/d。按抽水试验确定（2）式K取0.013。　　I按含水顶板高程差以最大水头差计算：　　I=（H补-H井）/L（3）　　式（3）中，H补为补给区含水顶板最低高程；H井为高1井含水顶板高程；L为补给区至高1井径流长度。B近似取抽水影响

7、半径形成的半圆长度，M为下部含水岩组厚度。式（2）计算得，Q=1315m3/d。　　通过（2）式计算得到高1井热矿水径流补给资源量约为16315m3/d，略大于抽水试验出水量。说明在极限降深情况下，水资源量能够满足抽水试验确定的出水量。进而推测，长期取水情况下，在不考虑开采中激发补给增量的条件下，下部含水岩组地下水仍可以处于稳定径流状态，高1井热矿水能够实现持续开采。　　（3）排泄条件。　　高1井附近无天然泉点分布，地下水在此区域排泄条件较差。深部地下水径流至高1井深部邻近区域，在上部隔水岩组和龙池逆断层及峨眉山逆断层阻水作用下，在此形成富集，并

8、处于半封闭构造空间，径流趋于缓慢状态。地下水径流至高桥地区前，补给区入渗的大部分地下水应通过隐伏断裂排泄至临江河或上部含水岩组，补给区地