云南省腾冲县地热温泉的特性与开发利用

2013-03-15冯春红

水资源保护 2013年5期

冯春红

(云南省水文水资源局保山分局,云南保山 678000)

1 研究区基本概况

1.1 地理位置

腾冲县地处云南省西部边陲,位于东经98°46′～99°05′,北纬 24°38′～25°52′之间,东以高黎贡山山脊与隆阳区交界,南以龙川江与龙陵县相望,西南与梁河、盈江两县毗邻,正西和西北与缅甸接壤,东西最大横跨距69 km,南北最大纵距137 km,国境线长148.075 1 km,国土面积5 686.8 km2。腾冲县是古“西南丝绸之路”通向东南亚和南亚的枢纽,是著名的侨乡和省级历史文化名城。

1.2 地形地貌

腾冲县地处高黎贡山横断山脉南端偏西部位,是伊洛瓦底江最东的支流源头所在地。境内地形地貌复杂,北高南低,东高西低,呈马蹄形山坝相间盆地,龙川江、大盈江、槟榔江3大主要河流均发源于腾冲县,高山、平川、河谷参差错落,境内最高点为高黎贡山大脑子山峰,海拔为3 780.2 m,最低点为南部新华乡的速庆江边,海拔930 m,高差2 850.2 m。火山地貌为腾冲县的一大特点,有明显的火山锥20多个,主要分布在腾冲县中部,突出的有打鹰山、马鞍山、老龟坡、来凤山等,其中打鹰山相对高度达645 m。

1.3 气候

腾冲县位于西南季风气候区,由于受印度洋暖湿气流的影响,加上地形地貌复杂,气温、降水、日照的地区分布和垂直分布差异明显,形成典型的立体气候,具有明显的低纬度山地季风气候特点,一年四季不明显,大致可分为干湿两季,其中5—10月为雨季,其余月份为干季。腾冲县多年平均降水量1 520 mm,多年平均蒸发量1 601 mm,相对湿度79%,多年平均气温14.8℃,最冷的1月平均气温为7.5℃,最热的8月平均气温为19.8℃,年最高气温30.5℃,年最低气温-4.2℃,无霜期234 d,平均风速1.6 m/s,多西南风。

表1 腾冲县地热地质分布特性

1.4 流域水系

腾冲县境内的河流均属伊洛瓦底江流域,分属大盈江和瑞丽江2大水系,河流流向多为自北向南。大盈江发源于猴桥镇五台山和狼牙山一带,源地高程3 595 m,源头段称大岔河,中段称槟榔江,下游称大盈江。大盈江在腾冲境内的面积为2 118.9 km2,河长54.6 km。瑞丽江发源于明光乡中河头山,源地高程3 263 m,上游称明光河,在固东附近段称磨龙河,与西沙河汇合后称龙江(大江),在曲石乡两江口与龙江(小江)汇合后称为龙川江,下游称瑞丽江。龙川江在腾冲境内的面积为3 567.9 km2,河长190.2 km。

1.5 地质构造

腾冲县位于青、藏、滇、缅、印尼巨型“歹”字型构造体系的西支中段弧形构造带,以高黎贡山—三台山弧形构造带、腾冲—梁河弧形构造带和槟榔江弧形构造带为骨架,发育有泸水—瑞丽大断裂、大盈江断裂、固永—梁河东部断裂带和高黎贡山构造带、古永—盈江旧城构造带。“歹”字型构造体系在上古生代开始发育,在侏罗、白垩纪强烈的燕山运动时期定型,继已形成的泸水—瑞丽大断裂以西,再次发育了龙川江断裂带,并伴有大量的花岗岩类侵入及热力、动力变质作用。

2 地热显示

腾冲县的地热显示类型复杂,水热活动强烈,具有独特的地质现象和强大的地热资源潜力,故有“地热之乡”之称[1]。腾冲县的地热显示主要以温泉占大多数,部分出露以高温沸泉、热泉和喷泉形式存在。另外还有地热蒸汽、喷汽孔和冒汽地面、毒汽孔、低温碳酸泉出露。温泉出水区内泉华种类齐全,普遍发育。

从腾冲县地质构造来看,腾冲县区域内的水热活动显示与岩浆侵入、火山活动、变质岩带的分布以及近期活动断裂系统关系密切,其空间展布明显与区域构造带相吻合,主要包括7个地热异常区、8个地热田,见表1[2]。

3 温泉分布

现已查明腾冲县境内自然出露地热温泉(群)64处,平均88.9 km2范围内分布有1个温泉(群),全县约73%的乡镇分布有温泉[2]。从腾冲县的地形来看,大体可分为东、中、西3个南北走向的泉群带,这种带状分布是由区域构造方向和地貌条件所决定的。东带泉群沿龙川江两岸分布,出露于龙川江及其支流河谷中,分布有地热温泉18处。中带泉群出露于龙川江上游和大盈江及其支流河谷,分布有地热温泉19处。西带泉群多集中于槟榔江上游古永河谷和大盈江上游缅箐河河谷,分布有地热温泉27处。

4 热源分析

腾冲县地处“歹”字型构造体系和三江经向构造体系的复合部位,应力集中,为构造强化区。晚近和近代的地壳运动剧烈,在大盈江断裂带表现更甚。活动性主干断裂沟通深部热源,热流体沿导热断裂系统上升。同时,第四纪以来火山活动频繁,从深部携带出巨大流体,成为地热的内在条件。

腾冲县地热的热源基本上有3种类型,分别是岩浆余热型、放射性元素衰变型和断裂深循环型,并以岩浆余热型为主。岩浆余热型热源主要分布在高黎贡山以西地区,晚近期岩浆活动和火山喷发强烈,推测地壳较浅处存在岩浆上涌现象。热水化学组分中某些象征性离子,如高浓度的Cl、CO2、F、Na、SiO2等,也证实热源与岩浆热扩散有关[3]。该类型温泉主要分布于腾冲—梁河地热带,从低温碳酸泉到高温泉,特别是中高温—高温泉多属此种类型。放射性元素衰变型热源主要在龙川江隐伏断裂南端上云—芒棒一带,水中铀、镭、氡离子富集。由于放射性元素衰变产生强大的热量,致使地下水温升高,个别温泉成为弱—中等放射性水。断裂深循环型热源主要分布于怒江南北向构造水热活动带,古生界与中生界碳酸盐岩层广布,厚度巨大,岩浆侵入和火山活动远不及西部强烈,地下水主要通过断裂系统进行深部循环加热而得,以低—中温为主,但水量较大,矿化度低,与一般淡水化学类型差异小,多属碳酸盐型水。

5 地热温泉水资源特性

5.1 水量

腾冲县境内现已查明的64处地热温泉(群)，全部为自然出露,总出水量为209.3 L/s,即1.81万m3/d,660.7万m3/a。

地热温泉(群)出水量超过15 L/s的温泉有2处,占温泉总数的3.1%。最大的是界头镇大塘村中寨里澡塘温泉,共实测出水点4个,总出水量为16.7 L/s,折合日出水量为1 610 m3,年出水量达59.76万m3。出水量10～14.9 L/s的温泉有4处,占温泉总数的6.3%,其出水量共33.1 L/s,占温泉总出水量的15.8%。出水量为5～9.9 L/s的温泉共有7处,占温泉总数的10.9%,其出水量共51.9 L/s,占温泉总出水量的24.8%。出水量1～4.9 L/s的温泉共有28处,占温泉总数的43.8%,其出水量共65.5 L/s,占温泉总出水量的31.3%。出水量0.5～0.9 L/s以下的有14处,占温泉总数的21.9%,其出水量共9.7 L/s,占温泉总出水量的4.6%。出水量0.5 L/s以下的有7处,占温泉总数的14.1%,其出水量共1.9 L/s,占温泉总出水量的0.9%。

5.2 水温

腾冲县境内地热温泉水温大于90℃的温泉共有4处。水温最高的是滩滇镇腊幸竹园温泉和清水乡朗蒲村热海温泉群的蛤蟆嘴出水点,实测水温达98℃;其次是荷花乡朗蒲村热水塘温泉山庄,实测水温达95℃;新华乡太和村硝塘村民小组太和澡堂,实测水温92℃。水温低于34℃的温泉共有5处。水温最低是的猴桥镇胆扎社区小街生菌田澡塘,实测水温28℃。根据GB/T 11615—2010《地热资源地质勘查规范》[4],水温大于等于25℃的泉水可统称为温泉,大于等于34℃的温泉为理疗热矿水。

5.3 水化学类型

地下热水在长期地质发展过程中,受地质结构、岩性、地下水运动、热源体和热力等条件影响,进行强烈的溶滤、浓缩及阳离子交替吸附作用,形成了独特的化学成分。腾冲县区内地热温泉分布广泛,水化学类型复杂,主要有:HCO3-Na、HCO3-CaMg、HCO3-Ca、HCO3·CO3-Na、HCO3-Ca·Na·Mg、HCO3·SO4-Na、HCO3·SO4-Na·Ca、CO3·SO4-Na等类型。区内以HCO3-Na型水最多,主要分布于怒江以西的花岗岩、变质岩的中高温—高温热水带,矿化度为0.1～0.7g/L。HCO3-CaMg型、HCO3-Ca型水主要分布于怒江低—中温热水带之碳酸盐类分布区,HCO3·CO3-Na型、HCO3·Ca·Na·Mg型水集中分布于腾冲-梁河弧形构造热水带的高温中心,矿化度为1.0～2.5g/L,出露于燕山期花岗岩和上第三系花岗质砂砾岩中。HCO3·SO4-Na型、HCO3·SO4-Na·Ca型、CO3·SO4-Na型水多见于高黎贡山区和西部变质岩带,其矿化度小于0.5 g/L。

根据云南省水环境监测中心保山分中心2011年12月对腾冲县境内10处温泉水样的水质检测结果显示,所检测的温泉均有医疗价值,其中,8个水样中氟的质量浓度超过2 mg/L,达到命名矿水的标准。界头镇硝塘河边澡塘、界头镇大塘温泉的温泉水样符合GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》[5],其他温泉水样中主要是氟化物、NH3-N、TDS等指标超标,见表2。