伊-舒断陷盆地地热水的特点及其理疗作用

2023-01-12吉林省水文地质调查所王思维姜峰

内江科技 2022年12期

◇吉林省水文地质调查所高鹤王思维姜峰

通过对伊-舒断陷盆地的地热地质背景条件、地热流体水化学基本特征的初步分析，地热流体中具有多种有益于人体的矿物成分及微量元素等，依据《地热地质资源勘查规范》对地热流体的水质进行了评价，伊-舒断陷盆地的地热流体为含偏硅酸的氟型理疗热矿水。并详细的描述了地热流体的特点及理疗热矿水各种化学成分的理疗作用。

地热资源是一种清洁、可直接利用、可再生的环保型能源，其优点是无烟、无废渣粉尘、减少碳排放等。被广泛应用于发电、供暖、医疗保健、种植、养殖、旅游度假等诸多方面，与其他矿产资源及其他可再生能源相比，在开发利用方面具有明显的节能环保优势。其开发利用越来越受到世界各国的高度重视，同时符合将地热能发展作为提升生态文明，推动生态革命的中国地热发展的总思路，地热能开发利用“十三五”规划也为地热能开发提供基本依据[2]。

1 研究区地热地质条件

伊-舒断陷盆地大体走向为北东向40°-50°，由伊通至乌拉街，夹持在大黑山和吉林哈达岭之间，地貌类型为低凹的山间盆地。从构造上来说，伊-舒断陷盆地是中国东部最大郯-庐断裂带北段的一部分，主体是在海西期褶皱的基底上发育起来新生代含油气的断陷盆地，南北长约160km，东西宽约10-20km，面积约为2400km2。伊-舒断陷盆地南北两条边界断裂是控制盆地发育的主控断裂，北支断裂是依兰-伊通岩石圈断裂的一部分，主要控制着盆地的形成和演化。该断裂为一走滑断裂，线性特征明显，延伸平直，断裂面陡立。在盆地中部断裂面较宽处，表现为断面直立或倾向南东的正断层，在较窄处该断裂表现为逆断层，倾向北西。南支断裂带主体为一延伸断裂，在其延伸过程中具有平移性质，它是在拉张应力作用下，对盆地底部原先存在断裂的追踪和利用的结果。该断裂的走向总体上呈NE方向，局部地段走向变化较大，该断裂倾向北西，倾角多为30°-60°，该断裂向南为东辽河断裂所截，向北为第二松花江断裂切断（图1）。

图1 伊-舒断陷盆地区域构造图

伊-舒盆地南北两条边界断裂经过漫长地质活动，二条断裂逐渐下切，断裂发育深度穿透莫霍面达上地幔，具体表现为沿断裂带发育有一系列的火山喷发活动。根据有关资料伊舒盆地莫霍面埋藏深度约为35-36km，位于莫霍面以下的上地幔层压力约为21万个大气压，温度为400℃-3000℃，物质处于塑性状态，又称为“软流层”。伊-舒盆地南北二侧的活动性深大断裂形成了地下深部地幔热源与上部热储的热力通道，沟通了古近系地层和上地幔之间的热力联系，为盆地内地热资源的形成提供了必要的热源基础[1]。

根据以往地热地质勘查资料显示，区内地层由老至新依次为古近系古新统奢岭组、永吉组；古近系始新统万昌组、齐家组；新近系中新统岔路河组；第四系中更新统荒山组和第四系全新统冲积层，热储主要赋存于新近系中新统岔路河组、古近系始新统齐家组和万昌组中。

2 地热流体化学基本特征

地热流体在温度、压力等物理条件下，经过与周围岩石长期相互作用，溶解岩石中各类物质，从而形成特殊的化学成分。地热流体和普通地下水一样具有溶滤作用、混合作用和阳离子交替吸附作用，不过地下热水的这些作用是在深循环和高温、高压等特殊地质环境中进行的，所以它的化学成分不同于普通的地下水。

区内热储层处在相对封闭的地质环境中，根据表1可以看出pH值8.34-8.57，地热流体呈碱性，阳离子以钠离子为主，阴离子以重碳酸根离子为主，水化学类型为重碳酸钠型。

表1 地热流体化学组分成果表

3 地热流体的特点

3.1 矿化度较高

地热流体水化学成分的成因是地热水与周围岩石发生溶滤作用、混合作用和阳离子交替吸附作用的结果。水与岩石间的溶滤作用使得阳离子为Ca2+、Na+、Mg2+和阴离子HCO－、SO2－、Cl－溶解与水中，当混合作用发生时，不同层位地热流体中的Ca2+、Mg2+离子与SO2－离子沉淀析出，形成以HCO－和 Na+为主的地热流体，而受阳离子交替吸附作用的影响的地热流体以Na 型水为主，Na+离子毫克当量百分比98.37%-98.69%。

3.2 氟与偏硅酸含量较高

地热流体中氟离子的来源可能是地热水溶解了部分萤石矿物，其次可能是溶解了其它富氟的粘土矿物所致。地热水中偏硅酸含量常随水温的升高而增大，是地热水重要的温标性组分，地热流体中偏硅酸来自地热水对硅酸盐或石英类矿物等硅质物质的溶解所致。区内地热流体普遍富含偏硅酸，且表现出随温度增高而含量随之增加的趋势。

4 理疗热矿水评价及作用

使用温泉养生的文化在中国历史悠久，古代秦始皇为了疗伤而修建“骊山汤”，也就此开展了温泉养生的先河。屈原在《离骚》中写到“浴兰汤兮沐芳”，这也是反应的利用温泉来养生、疗疾。古代著名药物学家、医学家李时珍在《本草纲目》中将温泉细分为热泉、冷泉、甘泉、苦泉，并说明了温泉可以治疗病症及方法。

4.1 地热流体水质评价

由表2可以看出氟离子含量为9.09-9.53mg/l，偏硅酸含量为36.47-39.45mg/l，由此可见地热流体氟、偏硅酸含量等化学特征及温度较高的物理特征区别于区内分布的其它地下水。综上所述，伊-舒断陷盆地热田地热流体属于碱性，低-中等矿化度，水化学类型为重碳酸钠型，为含偏硅酸的氟型理疗热矿水。

表2 理疗热矿水水质评价表

依据《地热地质资源勘查规范》（GB／T11615-2010）附录E理疗热矿水水质标准，根据地热流体水质检测结果进行了初步评价。评价结果为伊舒001井[3]和伊舒002井[4]地热流体为含偏硅酸的氟型理疗热矿水。

4.2 地热流体的理疗作用

温泉理疗的功效主要分为三方面，一是依靠温泉本身的温度，二是在温泉流动时所产生的机械冲击作用，三是温泉中所含的各种矿物成分。前两方面为物理作用，而第三方面则是地热水独特的化学作用。

物理作用：利用地热水的温度可以扩张血管、改善血压、促进体内血液的循环、加速新陈代谢、使神经系统的兴奋性降低、使人体的肌肉和关节放松，从而达到消除人体疲劳的效果。流动的热水对人的身体可以起到按摩的作用，对于长时间使用电脑等产生的肩膀僵硬、久站产生的腰酸腿痛具有一定的舒缓作用。

化学作用：地热水与普通地下水的理疗作用不同点在于地热水中所含的矿物成分，地热水可以通过两种形式对人体产生作用，第一种是通过离子和化学成分进入体内所达到的理疗作用、第二种是化学物质通过附着于人体表面而产生对皮肤的刺激作用。

4.3 不同化学成分地热水的理疗作用

具有理疗价值的地热水是指水中所含的矿物成分、微量元素、气体成分等达到或者超过规范要求的地热水。矿物成分含量不同的地热水所具有的医疗价值也不同，不同类型地热水的理疗功能叙述如下。

（1）锂。锂可以调节中枢神经活动，是有效的镇定剂，能使人镇静、安神、控制神经紊乱，锂可置换替代钠，预防心血管等疾病。还可以改善人体的造血功能、提高人体的免疫力等。区内热流体中锂离子含量为0.061-0.36mg/l。

（2）锶。锶是人体骨骼和牙齿的组成成分，血管的功能和构造也与锶密不可分。锶可以减少人体对钠的吸收，促进钠的排泄。能够促进骨骼发育，骨骼愈合程度也可以通过观察锶的聚集度作为标准。区内热流体中锶离子含量为0.064-0.79mg/l。

（3）偏硅酸。偏硅酸是人体必需的一种微量元素，偏硅酸对心脑血管疾病、关节炎等具有一定的预防效果，对骨骼的生长、皮肤的健康度等有促进作用，还能增加人体软骨等结缔组织的弹性，有利于骨骼钙化和预防骨质疏松。他也是天然的美容物质，偏硅酸对于增加皮肤的弹性和保持弹性纤维组织的完整性都具有良好的作用。所以偏硅酸具有较高的医疗保健作用，区内地热流体中偏硅酸含量为36.47-39.02 mg/L。

（4）氟。氟是自然界最活泼的卤族元素，是人体中必需的元素之一，高浓度氟的地热水养生和保健的功能要远远优于硫泉，氟除了能杀菌和消毒外，对关节炎、高血压、风湿病、偏瘫等都有良好理疗效果，而且还具有滋阴养颜、安神解乏的功效，区内地热流体氟的浓度为8.60-9.52mg/L。

（6）溴。溴是人体重要的微量元素，多出现在血和垂体前叶。它是构成生命组织重要的物质之一，能抑制中枢神经系统，并有镇静作用。区内热流体中溴离子含量为0.0058-0.94mg/l。

（7）碘。碘是生命体必须的元素，它能促进生物氧化、控制蛋白质的合成与分解、促进糖和脂肪的代谢、促进维生素的吸收与利用、增强酶的活性从而促进生长发育。区内热流体中碘离子含量为0.036-0.23mg/l。

（8）偏硼酸。偏硼酸具有杀菌和消炎的作用，常用于治疗各类皮肤病上。区内热流体中碘离子含量为0.42mg/l。

温泉是一种自然疗法，由于既能悠闲游玩，又能健身治病，所以现在的人们越来越青睐于温泉疗养。浴疗时化学物质附着在皮肤表面，调节皮肤酸碱度；促进人体新陈代谢，加速氧化还原作用；改善心血管疾病，浴疗时通过血管扩张从而降低血压，对血液循环机能不良、动脉硬化等均有防治功能；刺激神经组织，可以治疗神经机能障碍，促进神经再生，对于神经炎、肌肉瘫痪均具有一定的疗效；治疗慢性关节炎，可以通过改善关节软骨的代谢从而消除疼痛恢复关节能力，对预防风湿性关节炎也有一定疗效[5]。虽然温泉有治疗疾病的作用，但是高血压、心脏病患者，部分皮肤病患者、孕妇、饮酒、术后等不宜进行温泉浴疗。