北京水文-地下水(6)
（六）地下热矿水
1.地热条件及热水状况
（1）地热条件
北京凹陷基底为元古界地层，该地层由于经历了多次构造运动，形成了众多的构造节理，裂隙及断裂破碎带，矽质灰岩及白云岩岩溶发育，构成了热矿水良好的储水条件。其中雾迷山组灰岩，白云岩为主要含水岩层，其次是铁岭组灰岩。崇文门—呼家楼断裂是本区近期活动断裂，它切割凹陷内东南部基岩小凸起，是玄武岩分布的中心，该断裂沟通了深部热源，形成热异常区。热矿水主要是来自西北山区及更高纬度的大气降水的（包括地表水）渗入补给，地下水沿着深部岩层的层面及节理、溶洞、溶隙等途径，经长途缓慢运移，向深部循环，在长期运移的过程中，一方面获得了大地热流传导给予的热量，另一方面又接受了深大断裂“通道”中的岩浆热源，使水温升高，产生热对流作用，并在城区东南这一特定的构造条件下储集起来。另外，在凹陷基底上部，沉积着巨厚的侏罗系、白垩系、第三系及第四系的砾岩夹粘土页岩、泥岩、砂岩等一套陆相碎屑岩。在老第三系时有玄武岩喷出，其热导率低，相当于一个隔热阻水的保温盖层。综上所述，城区东南部地下热矿水形成的条件是：①有良好的含水层；②有水源补给；③有深部热源；④有储热保温盖层。在这一特定条件下，形成了地下热矿水。北京城区东南热矿水水文地质情况。
（2）热水状况
城区东南部地下热矿水出井口水温38.4—69.5℃，属中、低温热水类型，单井出水量一般为1000立方米/日左右，矿化度一般小于0.6克/升，硬度在9—12德国度，属重碳酸硫酸钠钙型水及重碳酸硫酸钠型水。由于地下热矿水在深部循环中，溶滤俘获了一定量源于岩浆岩的化学成份，如氟（含量5.75—10.66毫克/升）、氡（含量39.25—43.22埃曼/升）、镭（含量1.03×10-11—9.17×10-10克镭/升）、硼（5.4—8.76毫克/升）、硫（总硫量1.377—1.905毫克/升）等，其含量达到矿水标准，故称热矿水。前三者含量已达到命名标准，故为氟水，氟镭水和氟氡镭水三种类型的热矿水。如热5孔：水温54℃，出水量1700立方米/日，在900米深处，灰岩中有大于0.7米直径的溶洞，水位高出地面3米，为自流水。玄武岩厚度38米。为氟氡镭矿水。热8孔：水温58.8℃，出水量750立方米/日，在1135米处，灰岩有岩溶现象，水位也高出地面。玄武岩厚度141米，为氟氡镭矿水。热7孔：水温48℃，出水量1250立方米/日，玄武岩厚度271米，为氟氡镭矿水。热2孔：水温46.2℃，出水量1300立方米/日，玄武岩厚度20米，为氟氡镭矿水。热20孔：水温69.5℃，出水量800立方米/日，无玄武岩覆盖，为氟矿水。热3孔：水温39.2℃，出水量2000立方米/日，无玄武岩覆盖，为氟镭矿水。以上几个热水孔都在崇文门—呼家楼断裂两侧，热8、5、7、2孔在该断裂的附近，均有岩浆活动喷出的玄武岩覆盖在基底岩层上，热矿水类型为氟氡镭型。氡气是通过活动断裂带输送出来的，这说明崇文门—呼家搂断裂是晚近期还有活动的断裂，热源是来自断裂深处，它是地热异常区的热水通道。
2.地下热矿水分布及利用
（1）地下热矿水的分布自1970年以来，在北京城区打出38℃以上的热水井40多眼，大致分为三种情况。第一种情况——地热异常区大约在良乡—前门断裂与南苑—通县断裂之间，即本市东南郊，约60平方公里。在这个范围内1500米深度以下，蕴藏着比较丰富的地下热水。已成功的打了双眼热水井，水温在38℃—59℃之间，日出水量750—2300立方米。地热梯度大部分地区在3—6（℃/100米）之间，呼家楼附近大于6（℃/100米），是北京地下热水主要分布区。第二种情况——地热异常区外侧在良乡—前门断裂以西，地热梯度2—3（℃/100米）之间，如热6孔，孔深1130米，水温46℃，由于该地区灰岩埋深大，盖层厚，大地热流传导慢，如果钻孔打到灰岩，水温可能很高。再如热20孔，孔深2700米（打到灰岩），水温69.5℃。图5-10北京城区东南热矿水水文地质图（I-I剖面图见5-9）热6孔与热20孔增温较慢，基本不属地热异常区。图画-11北京城区东南地热梯度分区图第三种情况——表层温度异常区在城区的北边，八宝山—高丽营断裂附近。浅层温度较高20—22℃，高于当地的年平均水温（14℃），年平均气温（11℃），向下不增温。如热4孔，孔深361米，水温没有变化。在它北边的洼里2号孔，孔深657米，水温也没有变化。其原因可能是：钻孔处于西北部压扭断裂及张扭断裂之间的地块上，在胶结砾岩中岩溶发育，上下水力联通性好，上无第三系隔热盖层，在侧向有大量冷水补给，上下层水对流混合而造成的。此区还待继续研究。除城区地下热水之外，在郊区也有地下热水的天然露头—温泉，较有名的有：大、小汤山温泉：位于昌平县东南小汤山，主要矿泉有11处（大汤山5处，小汤山3处，后山1处，疗养院内2处）。出露在元古界雾迷山组灰岩裂隙中，东西长二公里，略呈北东东向分布，泉水温度24—52℃，钻孔水温54℃。泉水流量，小汤山疗养院内西泉为10.3升/秒，大汤山10号泉为22.91升/秒，其他流量1—4升/秒。水化学类型为重碳酸钠钙型水，氟的含量2.5—6.2毫克/升，ｐH值7.5，含有放射性元素镭及氡。温泉村的泉：在海淀区，万寿山西北温泉村，出露在第四系粘砂中，其下隐伏中生代花岗岩与奥陶系灰岩接触带。水温34℃，流量2.5升/秒，为硫酸钾钠型水，ｐH值7.4。塘子庙温泉：位于延庆县西北部，佛峪口北塘子庙。出露在山坡上破碎的中生代花岗岩中，水温42℃，流量0.304升/秒，为硫酸钾钠型水，pH值8.6。
（2）地下热水的利用北京地下热矿水属低矿化度中低温热水，是一种新能源，目前已被利用为采暖、洗浴、医疗、蔬菜温室及水产养殖。地下热水采暖，既节约能源又减少污染。截止1985年，本市利用地热取暖面积已达到30万平方米。人民美术出版社打了一眼热水井，水温59℃，出水量1000立方米/日以上，用它供暖，室内温度保持20℃左右，可全天循环供暖。小汤山疗养院一眼热水井，是承压水、水温53.8℃，除供疗养外，多余的热水通入暖气。还有轧辊一厂、北京空军司令部、新侨饭店、北京站、国棉厂、人民大会堂、呼家楼浴池、天坛公园等单位普遍用来供暖、洗浴、医疗效果良好。本市地下热水的开发利用，为节约能源开辟新途径。
1.地热条件及热水状况
（1）地热条件
北京凹陷基底为元古界地层，该地层由于经历了多次构造运动，形成了众多的构造节理，裂隙及断裂破碎带，矽质灰岩及白云岩岩溶发育，构成了热矿水良好的储水条件。其中雾迷山组灰岩，白云岩为主要含水岩层，其次是铁岭组灰岩。崇文门—呼家楼断裂是本区近期活动断裂，它切割凹陷内东南部基岩小凸起，是玄武岩分布的中心，该断裂沟通了深部热源，形成热异常区。热矿水主要是来自西北山区及更高纬度的大气降水的（包括地表水）渗入补给，地下水沿着深部岩层的层面及节理、溶洞、溶隙等途径，经长途缓慢运移，向深部循环，在长期运移的过程中，一方面获得了大地热流传导给予的热量，另一方面又接受了深大断裂“通道”中的岩浆热源，使水温升高，产生热对流作用，并在城区东南这一特定的构造条件下储集起来。另外，在凹陷基底上部，沉积着巨厚的侏罗系、白垩系、第三系及第四系的砾岩夹粘土页岩、泥岩、砂岩等一套陆相碎屑岩。在老第三系时有玄武岩喷出，其热导率低，相当于一个隔热阻水的保温盖层。综上所述，城区东南部地下热矿水形成的条件是：①有良好的含水层；②有水源补给；③有深部热源；④有储热保温盖层。在这一特定条件下，形成了地下热矿水。北京城区东南热矿水水文地质情况。
（2）热水状况
城区东南部地下热矿水出井口水温38.4—69.5℃，属中、低温热水类型，单井出水量一般为1000立方米/日左右，矿化度一般小于0.6克/升，硬度在9—12德国度，属重碳酸硫酸钠钙型水及重碳酸硫酸钠型水。由于地下热矿水在深部循环中，溶滤俘获了一定量源于岩浆岩的化学成份，如氟（含量5.75—10.66毫克/升）、氡（含量39.25—43.22埃曼/升）、镭（含量1.03×10-11—9.17×10-10克镭/升）、硼（5.4—8.76毫克/升）、硫（总硫量1.377—1.905毫克/升）等，其含量达到矿水标准，故称热矿水。前三者含量已达到命名标准，故为氟水，氟镭水和氟氡镭水三种类型的热矿水。如热5孔：水温54℃，出水量1700立方米/日，在900米深处，灰岩中有大于0.7米直径的溶洞，水位高出地面3米，为自流水。玄武岩厚度38米。为氟氡镭矿水。热8孔：水温58.8℃，出水量750立方米/日，在1135米处，灰岩有岩溶现象，水位也高出地面。玄武岩厚度141米，为氟氡镭矿水。热7孔：水温48℃，出水量1250立方米/日，玄武岩厚度271米，为氟氡镭矿水。热2孔：水温46.2℃，出水量1300立方米/日，玄武岩厚度20米，为氟氡镭矿水。热20孔：水温69.5℃，出水量800立方米/日，无玄武岩覆盖，为氟矿水。热3孔：水温39.2℃，出水量2000立方米/日，无玄武岩覆盖，为氟镭矿水。以上几个热水孔都在崇文门—呼家楼断裂两侧，热8、5、7、2孔在该断裂的附近，均有岩浆活动喷出的玄武岩覆盖在基底岩层上，热矿水类型为氟氡镭型。氡气是通过活动断裂带输送出来的，这说明崇文门—呼家搂断裂是晚近期还有活动的断裂，热源是来自断裂深处，它是地热异常区的热水通道。
2.地下热矿水分布及利用
（1）地下热矿水的分布自1970年以来，在北京城区打出38℃以上的热水井40多眼，大致分为三种情况。第一种情况——地热异常区大约在良乡—前门断裂与南苑—通县断裂之间，即本市东南郊，约60平方公里。在这个范围内1500米深度以下，蕴藏着比较丰富的地下热水。已成功的打了双眼热水井，水温在38℃—59℃之间，日出水量750—2300立方米。地热梯度大部分地区在3—6（℃/100米）之间，呼家楼附近大于6（℃/100米），是北京地下热水主要分布区。第二种情况——地热异常区外侧在良乡—前门断裂以西，地热梯度2—3（℃/100米）之间，如热6孔，孔深1130米，水温46℃，由于该地区灰岩埋深大，盖层厚，大地热流传导慢，如果钻孔打到灰岩，水温可能很高。再如热20孔，孔深2700米（打到灰岩），水温69.5℃。图5-10北京城区东南热矿水水文地质图（I-I剖面图见5-9）热6孔与热20孔增温较慢，基本不属地热异常区。图画-11北京城区东南地热梯度分区图第三种情况——表层温度异常区在城区的北边，八宝山—高丽营断裂附近。浅层温度较高20—22℃，高于当地的年平均水温（14℃），年平均气温（11℃），向下不增温。如热4孔，孔深361米，水温没有变化。在它北边的洼里2号孔，孔深657米，水温也没有变化。其原因可能是：钻孔处于西北部压扭断裂及张扭断裂之间的地块上，在胶结砾岩中岩溶发育，上下水力联通性好，上无第三系隔热盖层，在侧向有大量冷水补给，上下层水对流混合而造成的。此区还待继续研究。除城区地下热水之外，在郊区也有地下热水的天然露头—温泉，较有名的有：大、小汤山温泉：位于昌平县东南小汤山，主要矿泉有11处（大汤山5处，小汤山3处，后山1处，疗养院内2处）。出露在元古界雾迷山组灰岩裂隙中，东西长二公里，略呈北东东向分布，泉水温度24—52℃，钻孔水温54℃。泉水流量，小汤山疗养院内西泉为10.3升/秒，大汤山10号泉为22.91升/秒，其他流量1—4升/秒。水化学类型为重碳酸钠钙型水，氟的含量2.5—6.2毫克/升，ｐH值7.5，含有放射性元素镭及氡。温泉村的泉：在海淀区，万寿山西北温泉村，出露在第四系粘砂中，其下隐伏中生代花岗岩与奥陶系灰岩接触带。水温34℃，流量2.5升/秒，为硫酸钾钠型水，ｐH值7.4。塘子庙温泉：位于延庆县西北部，佛峪口北塘子庙。出露在山坡上破碎的中生代花岗岩中，水温42℃，流量0.304升/秒，为硫酸钾钠型水，pH值8.6。
（2）地下热水的利用北京地下热矿水属低矿化度中低温热水，是一种新能源，目前已被利用为采暖、洗浴、医疗、蔬菜温室及水产养殖。地下热水采暖，既节约能源又减少污染。截止1985年，本市利用地热取暖面积已达到30万平方米。人民美术出版社打了一眼热水井，水温59℃，出水量1000立方米/日以上，用它供暖，室内温度保持20℃左右，可全天循环供暖。小汤山疗养院一眼热水井，是承压水、水温53.8℃，除供疗养外，多余的热水通入暖气。还有轧辊一厂、北京空军司令部、新侨饭店、北京站、国棉厂、人民大会堂、呼家楼浴池、天坛公园等单位普遍用来供暖、洗浴、医疗效果良好。本市地下热水的开发利用，为节约能源开辟新途径。
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