摘要
岩溶地热水是江苏省地热主要类型之一，水化学研究对加深岩溶型地热水成因机理的理解具有重要指示意义。本文通过分析全省65个地热水样品，综合利用Piper三线图、离子相关系数、氯碱指数、饱和指数等方法，深入研究水化学成分形成机理，系统总结水化学特征分布规律。结果表明：全省80%以上岩溶型地热水TDS大于1g/L，水化学类型极其复杂，且受地质构造影响分布特征明显。水化学成分主要受控于溶滤 （溶解）、阳离子（正逆）交换作用或两者混合作用的影响，其中混合作用明显；大多数岩溶型地热水形成过程中伴有正向阳离子交换，使得Ca2+（ Mg2+ ）增加；少数发生逆向阳离子交换，使得Na+ + K+ 增加。研究成果对全省乃至长三角地区岩溶型地热资源科学勘查开发和管理具有实际指导意义。
Abstract
Karst geothermal water is one of the important types of geothermal water in Jiangsu, and hydrochemical research has important indicative significance for deepening the understanding of the genesis mechanism of karst geothermal water. The formation mechanism of hydrochemical components is studied systematically by analyzing 65 geothermal water samples in the province, and comprehensively using methods such as Piper's three line chart, ion correlation coefficient, chlor alkali index, saturation index, etc. The results showed that over 80% of the karst geothermal water in the province, TDS is greater than 1 g/L. The hydrochemical types are extremely complex.However, the distribution characteristics are obvious due to the influence of geological structures. The formation mechanism of the chemical composition of karst geothermal water in Jiangsu Province is mainly controlled by the effects of lixivation (dissolution), cation (forward and reverse) exchange, or the mixing of the two.Among which the mixing effect is obvious. During the formation of karst geothermal water, most of it is accompanied by forward cation exchange, the result is that the content of Ca2+ (Mg2+ ) increases. A small portion undergoes reverse cation exchange, the result is that the content of Na+ +K+ increases. The research results have practical guiding significance for the scientific exploration, development, and management of karst geothermal resources in the province and even the Yangtze River Delta region.
0 引言
地热资源作为可再生清洁能源，合理开发利用有助于低碳经济可持续发展。中国地热具有分布广、储量大等特点，尤其中低温地热资源丰富，而江苏正是中低温地热资源储量较大省份之一，开发潜力巨大。随着长三角区域一体化发展国家战略的深入实施，江苏省加快了能源绿色低碳转型发展，地热能等清洁能源的开发利用越来越受到关注。
目前，国内外学者在地热资源的成因模式（Ak‐ dim，2015；Bonacci，2015；Chemseddine et al.，2015）、赋存规律（Ayadi et al.，2018；Gleeson et al.，2020）、勘查方法、开发利用等领域均有较全面研究，其中利用物化探、数值模拟等方法对各类热储层特征（林华颖等，2023）、地下热水的形成、分布和运移规律 （Pavlovskiy and Selle，2015）以及资源评价（喻广建等，2023）等方面成果丰硕。研究表明，地热资源形成条件复杂，不同地区的地热资源因不同的热储层位，其禀赋特征也各异（祁新堂等，2022）。近年来，不少学者对江苏局部地区地热资源分布、赋存条件与水化学特征（Machiwal and Joha，2015；Li et al.， 2021；陈凯等，2022）有过深入研究，对地温异常区的探讨也较多，但缺少对全省地热资源特点特别是全省地热流体水化学特征的系统研究。
江苏地热资源勘查工作也取得较大突破，积累大量的地热流体水化学（袁利娟等，2021）资料。地热流体中富含多种不同的化学组分、气体组分和微量元素，是其参与深部循环过程中，在不同地质、地球化学环境下，和不同岩石相互作用的结果，各元素指标蕴含着有关其水动力过程（梁杏等，2020）的丰富信息。因此，开展地热流体水化学研究成为深入了解地热流体系统的重要手段，通过阴阳离子特征分析（高宗军等，2019，2022）、阳离子或 SiO2地热温标计算热储温度（庞忠和等，1990；孙红利等， 2015）、氘氧同位素（杨峰田等，2012；景营利等， 2023）、14C 同位素（杨楠等，2020）、Sr 同位素（Veizer et al.，1999；徐国芳和马致远，2013）、统计学（郭永丽等，2020）以及水文地球化学模拟（党慧慧等，2015） 等方法，开展地热成因机理和水-岩相互作用等基础研究，探讨与研究深部地热水的补给来源、赋存环境以及运移机制（张春潮等，2021）。研究表明江苏地热分为隆起山地对流型地热资源和沉积盆地传导型地热资源，对流型地温梯度明显高于背景地温梯度（孙红丽等，2015），且存在深大断裂，尤其两条断裂交汇处，增温主要通过完善热水循环系统，热水运移路径存在地热异常，典型的多赋存于南京老山、汤山、东海汤庙，盱眙老子山、建湖隆起区以及小洋口则皆为隐伏余地下浅部的对流型地热资源。传导型主要通过自然增温，以热传导方式接收热量，根据赋存介质差异分为松散孔隙型、构造裂隙型及岩溶型 3 大类，松散孔隙型广泛发育于苏北盆地中，其大地热流及地温梯度相对较高，有利于松散层蓄热增温；构造裂隙型与岩溶型多在活动性张性断裂影响下形成不同岩性的构造裂隙水。以上结论对地热能源的开发利用具有重要的指导意义。
江苏中低温地热资源赋存地热流体的热储层类型较多，资料表明，全省现有 180 多口地热井中，近 100口地热井为岩溶裂隙型热储，占比较大，约占全省56%，而且岩溶型热储分布广、厚度大、埋藏适中、岩溶裂隙发育、水质好。因此研究该套热储层特征，非常具有代表性，也可以为全省地热资源勘查奠定理论基础。然而现阶段没有对全省岩溶型地热水水化学特征（郭永丽等，2020；杨兰等，2023）、成因机理 （王晓翠等，2022）进行分析总结与系统研究，多是针对南京汤山（邹鹏飞等，2015）、汤泉（徐成华等， 2020）、淮安老子山等典型地区的岩溶型（罗云菊等， 2006）地热水来源与形成进行了论述。以此为背景，本文通过对全省岩溶型地热水水化学类型、TDS 分布特征进行系统归纳总结，对主要阴阳离子采用相关系数（束龙仓等，2022）、氯碱指数（李宝玲等， 2018）、饱和指数（唐辉等，2012）等方法综合分析地热水运移过程中水岩相互作用，探讨其形成机制，为科学指导全省地热资源综合利用提供水化学依据，同时也为推动开展江苏省岩溶储能空间水环境评价发挥重要作用，助力“碳达峰”和“碳中和”发展战略。
1 研究区岩溶热储概况
根据江苏地区沉积建造和大地构造特征，以郯庐断裂带、淮阴—响水口断裂、苏北盆地南缘断裂为界可分为 4 个地热资源区（图1），即徐州地热区 （Ⅰ）、宿迁—连云港地热区（Ⅱ）、苏中地热区（Ⅲ） 和苏南及沿江地热区（Ⅳ）。根据储存空间不同，地热区内地热储层可分为孔隙型热储、裂隙型热储和岩溶型热储 3 大类，孔隙型热储主要赋存于未固结的松散地层中，包括新近纪砂砾岩热储和古近纪砂岩热储。裂隙型热储主要赋存于基岩中，按岩性可分为岩浆岩类热储、碎屑岩类热储和变质岩类热储。岩溶型热储主要赋存于碳酸盐岩地层中，一般呈层状或带状，除宿迁—连云港地热区（Ⅱ）缺少碳酸盐岩沉积外，其他 3个分区均有广泛分布，随着 3 个分区隆、坳构造格架、构造特征存在明显差异，继而影响碳酸盐岩的分布发育规律。因此，将徐州地热区（Ⅰ）、苏中地热区（Ⅲ）和苏南及沿江地热区 （Ⅳ）作为本次研究区进行岩溶型地热资源特征分析。
图1研究区范围及水样点位置分布图
不同地质时代背景下，碳酸盐岩在长期地质演化过程中经历多次断裂活动、抬升剥蚀和岩溶作用，为地热水的赋存提供了良好的空间，碳酸盐岩岩性成分也有不同程度变化。按地质时代岩溶型热储 （王晓翠等，2022）又可分为：震旦纪碳酸盐岩热储、寒武纪—奥陶纪碳酸盐岩热储、石炭纪—二叠纪碳酸盐岩热储、三叠纪碳酸盐岩热储。区内岩溶型热储埋藏深度不均，其中苏南及沿江地热区（Ⅳ）各类碳酸盐岩热储埋深较浅，为 500～3000 m，而苏中地热区（Ⅲ）震旦系热储埋深仍相对较浅，石炭纪—三叠纪与寒武纪—奥陶纪灰岩埋深则较大（>4000 m），局部最大埋藏深度甚至达到 8000 m。徐州地热区 （Ⅰ）与苏中地热区（Ⅲ）寒武—奥陶系灰岩热储总厚度均大于 1000 m，局部>1600 m；苏中地热区（Ⅲ）震旦系白云岩厚度>1500 m。研究区内震旦纪灯影组白云岩、寒武纪—奥陶纪灰岩热储层中地热水水量为800～2000 m3 /d，老子山典型地区高达3600 m3 /d，汤山、汤泉有的呈自流状态；石炭纪—三叠纪灰岩富水性相较于前者一般，水量普遍小于500 m3 /d；岩溶型地热水水温在50～70℃，个别高达90℃以上。而受大地热流影响，局部地区水温在50℃以下。
2 数据与方法
2.1 水样采集
本次地热水水质收集研究区岩溶地热水样品共 65 个，从收集到的水质资料来看，岩溶型热储分布广泛，除宿迁、连云港以外的其它地市均有分布 （表1）。苏北地区的徐州、扬州、泰州、淮安、盐城主要以震旦系白云质灰岩、寒武系—奥陶系灰岩为主，三叠系—二叠系灰岩零星分布在靖江，南通海门地热储层为石炭系、二叠系灰岩，在小洋口分布古近纪砂岩夹鲕粒状白云岩。
苏南地区震旦系—寒武系岩溶地层主要分布在宁镇山脉，其中南京汤山灰岩热储岩性主要是奥陶、寒武纪灰岩，汤泉、镇江主要为震旦系灰岩，苏锡常地区则以石炭系—二叠系、三叠系灰岩为主，仅在昆山、阳澄湖地区有寒武系及震旦系灰岩、奥陶系灰岩分布。
表1全省岩溶热储地热水样品分布一览
2.2 水化学类型特征
Piper三线图（图2）将研究区岩溶型地热水水化学类型分为SO4型、Cl型、HCO3型3大类，其中SO4型以 SO4-Ca 为主，其他还有 SO4·Cl-Na·Ca、SO4-Ca· Na（Mg）；Cl 型以 Cl-Na（Ca·Mg）为主，Cl·HCO3-Na （Ca）偶有分布；HCO3型以 HCO3-Ca·Mg（Na）为主， HCO3·Cl-Na（Ca）型零星存在。
据已有地热水水质资料（表2）显示，SO4型、Cl 型、HCO3型在任何地质时代的碳酸盐岩热储层中均有分布，SO4型地热水全行政区除泰州外均有分布， Cl型全区除南京、南通外均有分布，而 HCO3型大部分分布在苏州、扬州、镇江、常州、徐州、南京浦口等地，可见岩溶型地热水在碳酸盐岩地层中分布广泛，水化学类型又极其复杂。随着地层时代、岩性、埋深、地质构造、地下水系统径流路径的长短等因素的变化，同一个热储层对应的水化学类型差别较大，具体分析如下：
SO4-Ca型多在宁镇山脉汤山、老山山脉汤泉等地，镇江、苏州、常州零星分布。根据地热井钻遇地层可知，灰岩热储上覆地层岩性少且厚度较小，大多第四系或第四系、白垩系砂岩或第四系、侏罗系凝灰岩之下便可见灰岩。因此，这类地热水径流系统简单，经大气降水渗过土壤层、进入黏土（细砂）、砂岩（或凝灰岩）、石灰岩及石膏层，最终形成以 SO4-Ca为主的地热水，也可表明该类型地热水多赋存于以方解石为主的碳酸盐岩地层中，且夹有较厚的石膏层。SO4-Ca·Na（Mg）、SO4·Cl-Na·Ca（Ca· Na）、SO4·Cl-Na·Ca、SO4·HCO3-Na（Ca）型水同样赋存于上述夹有较厚石膏层的碳酸盐岩热储层中，但因其上覆地层岩性较多，且厚度大，均在 1000 m 以上，地热水径流变长且复杂，水岩作用趋于强烈，使得地热水的化学类型亦呈现复杂性。
Cl-Na型水主要分布在苏北盆地扬州、淮安、盐城、泰州等地，苏州张家港地区偶有分布。受区域构造影响，该类型水主要赋存在苏北盆地中次级低凸或是苏南地地块隆起与凹陷交接部位的碳酸盐岩热储层中。标准海水的 γNa/γCl系数平均值为 0.85 （沈照理，1993），对比发现，江苏省岩溶型地热资源中 Cl-Na 型水的 γNa/γCl系数比值均大于 0.85，介于 1.0~1.3，推测该类型地热水可能不是海相沉积水，而是在含岩盐地层中长时间径流溶解或其他水岩作用而成。另外，受水文、地层以及地质构造等因素的影响，在溶滤、混合、离子交换等作用的共同影响下形成 Cl-Na·Ca·Mg、Cl-Na·Ca·Mg、Cl·HCO3-Na（Ca）等水化学类型更为复杂的地热水。
图2PiPer三线图
表2全省岩溶地热流体水化学类型统计
HCO3-Ca·Mg型水主要分布于镇江，徐州，苏州的碳酸盐岩热储层中，该碳酸盐岩以灰岩与白云岩互夹、白云岩化灰岩、灰岩化白云岩等形式存在，溶解模式与顺序略有区别。HCO3-Na 型水主要分布在扬州、常州、苏州以方解石（灰岩）为主的三叠系和石炭系—二叠系灰岩热储层中，可能是径流溶滤过程中与固相颗粒中的 Na 离子发生阳离子交换作用，而Ca离子沉淀。
2.3 TDS特征
区内地热流体溶解性总固体（TDS）小于 1 g/L （淡水）的地热流体主要分布在南京、镇江、无锡、苏州、徐州等地，TDS保持淡水特征主要由于热储埋藏浅，大气降水入渗过程中径流途径短，循环快，且有浅部冷水补给。
TDS介于 1～3 g/L（微咸水）之间的地热流体基本全省各地均有分布，不同时代碳酸盐岩热储亦均有分布，占80%；TDS介于3～10 g/L（咸水）的7个地热流体样品中 5 个分布在苏北地区，2 个在苏南地区；TDS大于10 g/L的3个地热流体样品均位于苏北盆地（图3）。可以看出，TDS大于1 g/L的地热流体，变化幅度也大，主要由于热储层埋藏深度增大（一般达1000 m以上，图4），径流长度和深度均有增加，循环速度变缓，特别是 TDS 大于 10 g/L 的赋存于寒武系—奥陶系灰岩热储中的地热流体，水流在循环系统中相对滞缓，水岩作用充分等因素有很大关系。
TDS相对较低的地热流体中（小于 1 g/L），阴离子以 HCO3- 为主，Cl-含量低，阳离子以 Ca2+、Mg2+ 为主，Mg2+ 含量较 Ca2+ 少。在 TDS 中等的地热流体中 （1～5 g/L），阴离子常以SO4 2- 为主，阳离子则可以是Ca2+，也可以是 Na+ 和 Mg2+。在高 TDS 地热流体中 （大于 5 g/L），阴离子以 Cl-为主，SO4 2- 的含量仅次于 Cl-，阳离子以Na+ 为主。Cl-和Na+ 含量随着TDS增大而不断增加，二者呈明显的线性关系（图5）。
图3TDS含量散点分布图
图4TDS含量与热储埋深关系图
3 成因机理研究与讨论
全省65个岩溶地热水样品中，汤山、汤泉、老子山等地的水质资料较多，且水质基本保持一致。为研究地热流体中离子成分与不同类型岩溶热储层的关系，对全省65个水样进行筛选，对同一地区，相同埋深、相同热储、水质相差不大的水样予以剔除，尽量保留有代表性的水样进行统计分析，以减少样品个数对统计结果的影响。通过对比，全省共保留 44个水样，其中寒武系、奥陶系热储样品12份，三叠系热储样品 11份，石炭系、二叠系热储样品 8份，震旦系热储样品13份，代表不同地区、不同时代、岩性及沉积环境下的地热水水样。通过水化学成分之间相关系数、氯碱指数、饱和指数等分析方法，研究全省碳酸岩地热流体中离子组分的成因规律。
3.1 相关系数
江苏省岩溶型地热水往往赋存于隆起与凹陷的交接部分，且断裂裂隙发育，导水性较好，地下水径流较快，因此溶滤作用是决定地热水中离子成分组成和总量的主要因素之一。根据相关系数分析， TDS与Na+、Cl-相关性非常紧密，高达97.9%，其次与 K+ 相关较紧密，约75.4%，与其他主要阴阳离子均相关不紧密，说明地热水中离子的富集与地下水径流溶滤作用有很大关系（表3）。
图5TDS含量与主要阴阳离子关系散点图
a—HCO3- 与TDS关系；b—SO4 2- 与TDS关系；c—Cl-、Na+ 与TDS关系；d—Ca2+、Mg2+ 与TDS关系
表3全省岩溶型地热水离子相关系数分析
Na+、Cl-的相关系数高达 98.8%（图6），而 Na+ 与其他主要阴阳离子相关不紧密，γNa/γCl≤1 的地热水说明了 Cl-Na 型地热水主要来源于岩盐地层的溶解，没有受其他水岩相互作用的影响（贺淑燕等， 2023），γNa/γCl＞1的地热水则说明 Na+ 除了岩盐溶解外，还有其他来源，比如阳离子交换作用以及硅酸盐风化溶解都可使水中 Na+ 富集。Ca2+、Mg2+ 是岩溶型地热水中主要阳离子，然而研究区地热水中Ca2+、 Mg2+ 与 HCO3- 不相关，除个别水样点位于 Ca2+ +Mg2+ 与HCO3- 当量浓度比1∶1关系线上外，大部分水样点分布于关系线的下方，表明地下热水中 Ca2+、Mg2+ 主要来源并不是方解石和白云石的溶解作用，因Ca2+、 SO4 2- 相关性显著，为90.5%，可推测其来源还有石膏的溶解作用，使地热水中Ca2+、Mg2+ 沉淀，HCO3- 偏低。但因有大部分水样落在 Ca2+ 与 SO4 2- 1∶1 关系线上方，表明除上述溶解作用外，地热水中 Ca2+、Mg2+ 富集还受其他作用影响。
3.2 氯碱指数
在地下水系统中，阳离子交换也是一种进行得最广泛的水岩作用，目前[Na+ +K+-Cl- ]-[Ca2+ +Mg2+-HCO3--SO4 2- ]相关图是用来判断是否发生阳离子交换常用且有效的方法之一，若图7呈线性相关，且斜率为-1，表明有阳离子交换作用发生。图中斜率为-0.97（R2 =0.956），相关性显著，即 Na+ +、K+ 增加，伴随着Ca2+、Mg2+ 减少或HCO3-、SO4 2- 增加，表明阳离子交换是江苏省岩溶型地热水水化学成分来源的另一个重要作用，这也能进一步解释全省岩溶型地热水水化学类型的复杂多样性。而阳离子交换作用是个可逆过程，以K+Na-Ca（Mg）交换为例，反应方程为：
2 （K+ +Na+）+Ca（Mg）x⇌Ca2+（ Mg2+）+2（K+Na）x
通过氯碱指数（Chloro-alkaline，CAI1 和 CAI2） 与 TDS 的相关性来进一步探讨阳离子交换反应正逆问题；
CAI1=Cl--[ (Na+ +K+) /Cl- ]
CAI2=Cl--[ (Na+ +K+) /SO4 2- ]+HCO3- +CO3 2- +NO3-
图6主要离子关系图
a—Na+ 与Cl-关系；；b—（Ca2+ +Mg2+）与HCO3- 关系；c—Ca2+ 与SO4 2- 关系
本次 44 个地热水样点中 25 个水样点 CAI1 和 CAI2 均大于 0（图8），说明地热水中 Na+ + K+ 和碳酸盐岩热储层中的Ca（Mg）发生了正向阳离子交换（向右反应），使得 Ca2+ （Mg2+）增加；而仅 1 个水样点 CAI1 和 CAI2 均小于 0，说明地热水中的 Ca2+（ Mg2+）和岩盐层发生逆向阳离子交换（向左反应），使得 Na+ + K+ 增加。另外18个水样点一部分低矿化水（小于 1 g/l）CAI 小于 0，另一部分基本上都是水化学类型为 SO4-Ca 型水 CAI 小于 0，进一步验证了碳酸盐岩热储层中，SO4-Ca型地热水的水化学成分来源主要是石膏溶解作用，其次是阳离子交换作用。
3.3 饱和指数
利用 Phreeqc 计算饱和指数 SI（贺淑燕和宋汉周，2005），计算结果表明：无水石膏（硬石膏）、石膏、岩盐SI均小于0，说明在地热水中处于溶解状态 （非饱和）；44个水样点中仅有 8个水样点显示方解石、白云石SI均小于0，表明碳酸盐岩在地热水中处于溶解状态（非饱和），其余 31 个水样点显示方解石、白云石 SI 均大于 0，说明处在沉淀状态（过饱和），详见表4。
在碳酸盐岩热储层中，以 SO4 2- 为主的地热水中无水石膏（硬石膏）、石膏、岩盐 SI 均小于 0，再一次验证了江苏省岩溶型地热水中 SO4-Ca 型水主要是深部径流区溶解以石膏为主，但又因Na+、Cl-含量不大，说明在溶解 Na 离子的过程中，有的还发生了阳离子交换作用，使得Ca（Mg）离子增加。而较复杂的 SO4-Ca·Na（Mg）、SO4·Cl-Na·Ca（Ca·Na）、SO4· HCO3-Na（Ca）型水通过饱和指数可以判断出径流过程中除溶解石膏外，还有不同程度地溶解方解石、白云石或岩盐等，也包括 Na-Ca 阳离子交换。而对于以SO4 2- 为主的丹徒驸马庄、盱眙赵岗温泉这两个地热水样点来说，石膏、方解石 SI 大于 0、白云石SI小于0，说明在石膏呈饱和状态下，地热水中硫酸离子还有其他来源，比如溶解其他含硫物质。
图7Na+ +K+-Cl-与Ca2+ +Mg2+-HCO3--SO4 2- 关系图
图8CAI与TDS关系散点图
表4饱和指数一览
同样以 Cl-为主的地热水中岩盐 SI均小于 0，也可认为Cl-Na型水主要通过深部径流区溶解以岩盐为主形成的，而 Cl·HCO3-Na、Cl-Na·Ca·Mg、Cl· SO4·HCO3-Na 等复杂类型的地热水以溶解岩盐为主、同时伴有方解石、白云石或石膏等溶解。特别指出的是以 Cl-Ca 为主的无锡羊尖地热水，尽管无水石膏（硬石膏）、石膏、岩盐SI均小于0，而水中SO4 离子含量不大，说明在以岩盐为主的地热水中Ca离子并不全部来自石膏溶解作用，还有 Na-Ca 阳离子交换作用。
从方解石或白云石 SI为负值可认为 HCO3-Ca· Mg 为主的岩溶型地热水是溶解以方解石（灰岩）或白云石（白云岩）为主而成；而从方解石和白云石 SI 均为正值，处于过饱和状态，靖江生态园区、南京浦口佛手湖、丹阳胡桥 RDH1 地热水样点仍以 HCO3-Ca·Mg为主，说明饱和指数SI小于0，判断主要成分溶解是比较可靠的，而饱和指数 SI大于 0 并不能判断一定发生沉淀，如上述 3 个水样点中方解石或白云石仍有可能在溶解。HCO3-Na、HCO3·Cl-Na型地热水中各类饱和指数也说明地热水发生溶滤作用的同时还发生Ca-Na阳离子交换。
4 结论
本文针对江苏省（研究区）岩溶地热水分布规律及水化学特征进行了分析，重点研究了区内岩溶型地热水的成因机理。
（1）TDS 受埋藏深度、径流路径、冷水混合补给因素影响较大。埋深浅，径流途径短，循环快，且有浅部冷水补给，TDS往往较小，小于 1 g/L；随着埋深埋深（大于 1000 m）变大，径流长度增加，循环速度变缓，TDS 变大，大于 1 g/L，而 TDS＞10 g/L 的地热水在循环系统中相对滞缓。
（2）江苏岩溶地热水水化学类型受热储层岩性、地层次序、厚度、埋深、构造等特征差异影响，分为 SO4型、Cl 型、HCO3型。SO4型以 SO4-Ca 为主，赋存在以灰岩为主并夹有厚层石膏；Cl 型以 Cl-Na 为主，在含岩盐的碳酸盐岩热储层中经长时间径流溶解作用而成；HCO3型以 HCO3-Ca·Mg（Na）为主，分布较分散，赋存在以灰岩与白云岩互夹、白云岩化灰岩、灰岩化白云岩、灰岩等地层。
（3）江苏省岩溶型地热水化学成分形成机理主要受溶解、阳离子（正逆）交换作用或两者混合作用的影响。受溶解作用形成的 Cl 型地热水主要以岩盐为主、同时伴有溶解方解石、白云石或石膏等；SO4 型除石膏外，还有不同程度地溶解灰岩、白云岩或岩盐、含硫等；HCO3型主要以灰岩或白云岩为主。研究区内阳离子较复杂的岩溶型地热水形成过程中除发生溶解作用外，同时还混合 Ca-Na 阳离子交换，大部分伴有正向阳离子交换，使得 Ca2+（ Mg2+）增加；少部分发生逆向阳离子交换，使得Na+ +K+ 增加。