賀詠梅，荀曉慧，謝曄(1.成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，成都 610059；2.地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

西藏沃卡溫泉水文地球化學(xué)特征及成因

賀詠梅1,2，荀曉慧1,2，謝曄1,2
(1.成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，成都 610059；2.地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

西藏沃卡；溫泉；水化學(xué)；成因

西藏地處地中海-喜馬拉雅地?zé)釒У闹袞|部，區(qū)內(nèi)構(gòu)造極為發(fā)育，巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用強(qiáng)烈，是全球地?zé)峄顒?dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)之一。西藏地?zé)嵫芯吭缭?0世紀(jì)50年代就引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者對(duì)西藏地?zé)岱植继卣?、?guī)律，地?zé)崽锏厍蚧瘜W(xué)，地?zé)崮馨l(fā)電進(jìn)行了大量研究，取得了豐碩成果[1-7]。本文研究的沃卡溫泉位于西藏山南地區(qū)桑日縣北東部沃卡盆地，研究熱泉水的水化學(xué)特征、地?zé)醽?lái)源等信息，有助于更好地認(rèn)識(shí)熱泉水的形成過(guò)程，為更好地開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)溫泉資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景及溫泉出露特征

1.1 地?zé)岬刭|(zhì)背景

沃卡溫泉群出露于西藏桑日縣的沃卡盆地，位于桑日縣東部。區(qū)內(nèi)出露地層為隸屬于岡底斯巖基帶的始新世的二長(zhǎng)花崗巖、晚白堊世的英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖為主，局部分布晚白堊世的石英砂巖和火山沉積巖系。

沃卡盆地區(qū)域斷層發(fā)育，屬于雅魯藏布江斷裂帶，整體沿雅魯藏布江呈近東西走向，東西向斷裂之間發(fā)育了幾組近南北向和北東向斷裂體系，斷層位置見(jiàn)圖1。沃卡溫泉出露在沃卡地塹東、西邊界斷裂與上述近東西向斷裂交界處。

區(qū)內(nèi)地下水按孔隙介質(zhì)特征可分為松散堆積層含水巖組及巖漿巖含水巖組。松散巖類(lèi)孔隙水主要賦存于斷陷盆地內(nèi)增久曲河漫灘，為孔隙潛水；巖漿巖類(lèi)基巖裂隙水主要賦存于花崗巖類(lèi)、閃長(zhǎng)巖類(lèi)中，以風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水和構(gòu)造裂隙水為主，富水中等～貧乏。該盆地緊鄰雅魯藏布江，盆地兩側(cè)山體海拔5 000～6 000 m,呈北東向延伸的沃卡盆地為排泄區(qū)。地?zé)崴詼厝盒问匠雎兜乇恚雎队趲r漿巖地區(qū)，主要受構(gòu)造控制。

圖1 沃卡斷陷盆地地質(zhì)略圖

1.2 沃卡溫泉的出露特征

沃卡溫泉以泉群形式出露于增久曲，呈南西-北東向展布，地理坐標(biāo)范圍N：29°22＇57＂～29°23＇50＂，E：92°18＇54＂～92°19＇28＂，溫泉出露沿增久曲展布，共有4處泉點(diǎn)，分別為3#溫泉，68.2 ℃，2#溫泉，48.4 ℃，1#溫泉，51 ℃，4#溫泉，35.8 ℃，高程3 885～3 926 m，溫泉出露位置見(jiàn)圖2。

2 沃卡溫泉的水文地球化學(xué)特征

2.1 沃卡溫泉水中常量組份特征

2014年8月對(duì)沃卡盆地的4處溫泉水進(jìn)行實(shí)地采樣。采集沃卡溫泉溫泉水樣4組，冷泉水1組，溪水樣6組，進(jìn)行水化學(xué)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

圖2 沃卡溫泉泉域水文地質(zhì)圖

表1 沃卡盆地水樣水化學(xué)成分表

圖3 陽(yáng)離子三角圖

圖4 陰離子三角圖

沃卡溫泉4組水樣水化學(xué)類(lèi)型為Cl·SO4-Na和SO4·HCO3-Na型水。冷泉水和溪水水化學(xué)類(lèi)型主要為HCO3-Ca型，溫泉礦化度在249.3～366.6 mg/l之間，均為低礦化度溫泉。

表2 各離子間相關(guān)系數(shù)分析表

圖5 聚類(lèi)分析圖表

對(duì)沃卡地區(qū)的溫泉點(diǎn)和地表水以常量組份進(jìn)行聚類(lèi)分析(圖5)，分類(lèi)十分明顯，溫泉水與地表水有較大差異，且4個(gè)溫泉點(diǎn)之間的差距較小，相關(guān)性極強(qiáng)，可推測(cè)為同一水源及在同一地質(zhì)環(huán)境下形成的。

2.2 氫氧穩(wěn)定同位素特征

將相關(guān)水樣中測(cè)定出的氫、氧穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)(表3)繪制到我國(guó)西南地區(qū)大氣降水δD-δ18O關(guān)系直線(xiàn)圖之上(圖6)，溫泉水樣中的氫、氧同位素與當(dāng)?shù)乩淙c溝水一樣均落在大氣降水線(xiàn)附近，說(shuō)明溫泉水與地表水及冷泉水一樣都來(lái)源于大氣降水，但它們之間存在一定差異，溫泉水樣的氫、氧穩(wěn)定同位素表現(xiàn)出比其它兩者明顯的貧化。3類(lèi)水樣中溫泉水明顯偏離大氣降水線(xiàn)，出現(xiàn)輕微的氧漂移。

圖6 與大氣降水線(xiàn)關(guān)系圖

表3 氫氧穩(wěn)定同位素測(cè)試數(shù)據(jù)表

3 地下熱水形成機(jī)制分析

(1) 沃卡盆地地?zé)釁^(qū)熱源分析

溫泉出露點(diǎn)的位置是近南北向增期鄉(xiāng)斷層與東西向沃卡韌性剪切帶交匯形成的構(gòu)造破碎帶，斷層構(gòu)造的發(fā)育與組合對(duì)與該溫泉的形成與出露具有主導(dǎo)性控制作用。沃卡溫泉出露點(diǎn)的地?zé)釄?chǎng)背景較周?chē)鷧^(qū)域高，較高的熱流值與沃卡地塹盆地構(gòu)造形態(tài)及斷裂構(gòu)造的高導(dǎo)熱性能有關(guān)。

(2) 沃卡溫泉水源分析

沃卡地區(qū)溫泉?dú)溲跬凰匮芯勘砻鞯叵聼崴饕獊?lái)源于大氣降水補(bǔ)給，其補(bǔ)給高程5 000～5 300 m之間，沃卡盆地北面高山為地下熱水的主要補(bǔ)給區(qū)，補(bǔ)給高程在5 000 m以上。

(3) 熱儲(chǔ)層分析

沃卡溫泉的熱儲(chǔ)類(lèi)型為斷裂帶型熱儲(chǔ)，使用SiO2估算溫標(biāo)計(jì)算，沃卡溫泉平均熱儲(chǔ)溫度約為102 ℃～114.07 ℃，通過(guò)離子成分的相關(guān)分析，判斷出沃卡溫泉有冷水的混入，通過(guò)計(jì)算冷水混入比例為0.6，冷水混入前熱儲(chǔ)溫度為155℃。

(4) 溫泉形成條件分析

沃卡盆地為地塹斷陷盆地，斷層帶內(nèi)巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。沃卡盆地出露溫泉的形成是大氣降水與地表第四系潛水沿?cái)嗔哑扑閹钛h(huán)過(guò)程中，正常地溫梯度下吸收地球內(nèi)熱形成熱水。

4 結(jié)論

沃卡溫泉主要陽(yáng)離子Na+含量115～124 mg/l，陰離子Cl-含量33.3～55.7 mg/l,水化學(xué)類(lèi)型為Cl·SO4-Na和SO4·HCO3-Na型，pH8.31～8.56，偏堿性，礦化度249.3～366.6 mg/l，為低礦化度溫泉，溫泉水化學(xué)特征與當(dāng)?shù)乩渌⒗淙忻黠@區(qū)別。δD(‰)-150～-157.2，δ18O(‰)-18.3～-22，揭示溫泉來(lái)源于大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給高程在5 000～5 300 m之間。地球化學(xué)溫標(biāo)估算沃卡溫泉熱儲(chǔ)溫度155℃。沃卡溫泉出露呈北東向帶狀展布，明顯受斷裂控制，地下水在沿?cái)嗔焉钛h(huán)過(guò)程中增溫形成溫泉。溫泉溫度高、流量大、水質(zhì)良好，具有開(kāi)發(fā)價(jià)值。

[1] 李明禮，楊志紅.西藏日多溫泉水化學(xué)特征及其物質(zhì)來(lái)源[J].中國(guó)巖溶，2015，34(3):209-216.

[2] 廖志杰，趙平.滇藏地?zé)釒А責(zé)豳Y源和典型地?zé)嵯到y(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社，1999.

[3] 多吉，等.典型高溫地?zé)嵯到y(tǒng)——羊八井地?zé)崽锾卣鱗J].中國(guó)工程科學(xué)，2003，5(1):42-47.

[4] 佟偉，章銘陶，張知非，等.西藏地?zé)醄M].北京:科學(xué)出版社，1980.

[5] 魏斯禹，騰吉文,等.西藏高原地?zé)峄顒?dòng)、溫泉分布與地球物理場(chǎng)特征[J].西北地震學(xué)報(bào)，1981，3(4):17-25.

[6] 劉久榮，潘小平，楊亞軍，等.北京城區(qū)地?zé)崽锬车責(zé)峋疅崴厍蚧瘜W(xué)研究[J]，現(xiàn)代地質(zhì)，2002，16(3):318-321

[7] 王鵬，陳曉宏.西藏地?zé)岙惓^(qū)熱儲(chǔ)溫度及其地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)[J].中國(guó)地質(zhì)，2016，43(4):1429-1438.

作者簡(jiǎn)介：賀詠梅(1965- )，女，漢族，甘肅酒泉人，博士研究生，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)工程。E-mail:393588474@qq.com

FORMED CAUSES AND HYDRO-GEOCHEMISTRY CHARACTERISTICS OF HOT SPRINGS IN TIBET VOCA

HE Yong-mei1，2, XUN Xiao-hui1，2, XIE Ye1,2
(1.College of Environment and Civil Engineering,Chengdu Univcrsity of Technology,Chengdu 610059,China;2.National Laboratory of Geo-hazard Prevention and Geo-environment Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,China)

Tibet Voca;Hot spring;Hydrochemistry;Formed Causes

1006-4362(2016)04-0066-05

2016-09-16改回日期： 2016-10-20

P641.3

A