張彧齊,周 訓,2,劉海生,譚夢如,海 闊,余鳴瀟,霍冬雪

(1.中國地質大學(北京)水資源與環(huán)境學院,北京 100083；2.中國地質大學(北京)地下水循環(huán)與環(huán)境演化教育部重點實驗室,北京 100083)

地下熱水(溫泉)作為一種清潔的自然資源,可以用來采暖、洗浴療養(yǎng)、休閑娛樂等,在倡導可持續(xù)發(fā)展的時代,其開發(fā)和利用越來越多受到關注。鹽泉過去被用來熬制食鹽,現(xiàn)在多被用來作為尋找鉀鹽的水化學標志。

云南省地熱異常眾多,可開發(fā)利用的地熱資源非常豐富。位于云南西部的蘭坪—思茅盆地也出露較多的溫泉和鹽泉或咸泉,存在以下一些特殊現(xiàn)象引起國內(nèi)學者的興趣。該盆地屬于中新生代沉積盆地,地層較新,侏羅系、白堊系和古近系紅層分布廣泛,其富水性相對較差,但盆地內(nèi)溫泉和鹽泉或咸泉數(shù)量眾多,北部蘭坪盆地有記載的溫泉100多個,鹽泉幾十個,南部思茅盆地溫泉數(shù)十個,鹽泉或咸泉有358個,大多數(shù)已干涸消失,現(xiàn)在還有100多個[1]。盆地內(nèi)泉水的類型多樣,溫泉、咸泉、咸溫泉、鹽泉等都有出露,而且不同泉水水溫和溶解性總固體(TDS)變化很大。盆地內(nèi)紅層巖性以泥巖、砂巖為主,碳酸鹽巖較少,不易沉積鈣華,但盆地內(nèi)出露于紅層的部分溫泉卻有大量鈣華沉積。蘭坪—思茅盆地在中侏羅—古近系氣候炎熱干旱,紅色地層中伴隨有鹽類沉積,鹽類物質以氯化鈉和石膏為主,甚至有鉀石鹽沉積,該地區(qū)鹽泉和咸泉能否具有找鉀指示意義也成為研究的熱點。

本文通過總結前人研究成果,結合野外實際調查資料,對滇西蘭坪—思茅盆地紅層地下水類型、溫泉的成因機制、鈣華沉積的控制因素以及鹽泉和咸泉的找鉀指示意義等問題進行討論,可為開展紅層地區(qū)地下水的研究提供參考。

1 紅層地質特征和地下水富集條件

紅層是大陸環(huán)境形成的紅色沉積層[2],以砂巖和泥巖為主。雖然全球范圍內(nèi)古生界泥盆系和二疊系陸相紅色沉積巖也有分布,但以中生界紅層分布最為廣泛[3]。我國紅層出露面積約有46×104km2[4],在西南地區(qū)分布較為普遍,以侏羅系和白堊系的地層為主,也有少量古近系的地層[3]。國際期刊報道的對紅層的研究相對集中于紅層成因、沉積環(huán)境、古氣候、古生物、地層學和地磁學等方面[5～7]。國內(nèi)學者的研究則主要集中于紅層的分布、形成環(huán)境、巖性特征和地下水富集規(guī)律、找水以及開發(fā)利用等方面。

1.1 紅層巖組巖性特征和主要構造

云南紅層是云南省內(nèi)分布的侏羅、白堊及部分古近系地層,巖性一般以砂巖、泥巖以及粉砂巖為主,顏色主要為紫紅、灰紫、棕紅、褐黃等偏紅色調[8],集中分布在滇中和滇西地區(qū),其紅層巖組面積約占云南紅層總巖組面積的68%(圖1)。

滇西紅層主要集中分布于蘭坪—思茅盆地,盆地內(nèi)大部分區(qū)域為中新生界紅層所覆蓋,古生界地層主要分布于盆地的中央隆起區(qū)以及盆地的邊緣。盆地紅層分布區(qū)主要由侏羅系、白堊系和古近系地層構成,其中侏羅系—白堊系為海陸交互相沉積,古近系以陸相沉積為主,其間夾過渡相沉積[8]。區(qū)內(nèi)巖性主要為泥巖、砂巖,其次為粉砂巖、礫巖。高芳芳等通過對云南紅層巖組特征的研究發(fā)現(xiàn)其巖性具有三分性[9]：侏羅系自下而上劃分為下侏羅統(tǒng)漾江組/張科寨組、中侏羅統(tǒng)花開佐組/和平鄉(xiāng)組、上侏羅統(tǒng)壩注路組,下部漾江組(J1y)/張科寨組(J1z)以紫紅色泥巖、粉砂質泥巖夾細粒含長石石英砂巖為主,局部夾泥灰?guī)r,中部花開佐組(J2hk)/和平鄉(xiāng)組(J2hp)以暗灰色、黃綠色泥巖,粉砂質泥巖和淺灰色、紫紅色砂巖互層,石膏主要分布于該組頂部,上部壩注路組(J3b)由紫紅色鈣質泥巖、粉砂質泥巖夾少量灰紫色細砂巖組成；白堊系自下而上劃分為下白堊統(tǒng)景星組、曼崗組和扒沙河組,下部景星組(K1j)以淺色碎屑為主夾雜色泥質巖,中部曼崗組(K2m) 以紫紅、灰紫、紫褐色砂巖為主,上部扒沙河組(K3p)以淺灰棕色塊狀細粒含長石石英砂巖為主。上白堊統(tǒng)不發(fā)育。古近系出露古新統(tǒng)云龍組(E1y)/勐野井組(E1m),由一套含鹽紅色碎屑巖組成,含鹽礦物主要為鈉鉀鹽巖、硬石膏、次生石膏等[10～12](表1)。

表1 蘭坪—思茅盆地中新生代紅層簡表(據(jù)文[12],有改動)Table 1 Brief description of the red layers of Mesozoic age in the Lanping—Simao Basin (modified after [12])

蘭坪—思茅盆地在區(qū)域地質構造上為唐古拉— 昌都—蘭坪—思茅褶皺系。盆地分別以瀾滄江深大斷裂和哀牢山深大斷裂為東、西界線。瀾滄江大斷裂位于思茅盆地西側,大體沿瀾滄江伸展,自南向北呈北北西—北西向展布,向北延入西藏并繼續(xù)向北西延展,為昌都盆地的西界；向南進入老撾,直至泰國中部的湄公河流域,綿延數(shù)千公里,規(guī)模巨大。哀牢山深大斷裂位于思茅盆地東側,呈北西向展布,北端與紅河深斷裂相交,南部進入越南境內(nèi),長度在400 km以上。盆地內(nèi)部自西向東還發(fā)育有舊州斷裂、喬后斷裂、民樂—勐養(yǎng)大斷裂、營盤山斷裂、阿墨江斷裂、安定斷裂等一系列北西—南東向和近南北向的斷裂或大斷裂[8,10](圖2)。這些斷裂延伸穩(wěn)定,切割較深,具有繼承性的發(fā)展史,控制著盆地的沉積及構造演化。從圖2可以看出,盆地內(nèi)泉水多沿斷裂出露,北部蘭坪盆地部分泉水樣較為集中,沿次級斷裂呈現(xiàn)串狀分布的特點。斷裂對溫泉的控制作用表現(xiàn)為深大斷裂和大斷裂溝通深部熱儲,促使熱量向上傳導；次級斷裂成為導水通道,有利于地下熱水的運移；主干斷裂發(fā)育的小斷裂和裂隙有利于泉水的出露。斷裂對鹽泉或咸泉的控制作用主要表現(xiàn)在含鹽系分布方面,含鹽系受控于盆地內(nèi)深斷裂,呈北北西向展布,鹽體在平面上作狹長的、不連續(xù)的串珠狀分布,濃度較高的鹽泉一般都出露在鹽類礦床附近。

圖2 蘭坪—思茅盆地主要斷裂和巖漿帶、變質帶及主要泉水分布(據(jù)文[13]；有改動)Fig.2 The main faults, magmatic rock zones, metamorphic rock zones and springs in the Lanping-Simao Basin (modified after [13])

1.2 滇西紅層地下水富集條件

盆地內(nèi)紅層區(qū)多以泥巖、泥質粉砂巖為主,巖層富水性極不均勻,總體上相對貧乏。但在普遍貧水的紅層區(qū),仍存在相當數(shù)量的相對富水地段,盆地內(nèi)大部分泉水都集中出露于這些地區(qū)。

根據(jù)含水層空隙發(fā)育特點可將地下水劃分為風化裂隙水、層間裂隙水和溶孔水3種類型。紅層泥巖表層(0～30 m)風化裂隙較發(fā)育,地表匯水條件比較好的地段有利于儲存風化裂隙水。泥巖深部裂隙呈閉合狀,不利于儲存裂隙水。盆地內(nèi)風化裂隙水分布零星,受季節(jié)性影響較大,只在局部風化帶較為發(fā)育且地形和水文地質條件有利的部位,才能形成富水塊段。層間裂隙水是賦存于層狀巖石裂隙中的地下水,盆地內(nèi)紅層以泥巖和砂巖為主。砂巖層力學強度高,易產(chǎn)生張開度較大的裂隙,充填物一般較少,具有良好的透水性,成為地下水存儲和運移的良好通道。泥巖層力學強度低,產(chǎn)生較多窄短、密集的閉合裂隙,局部產(chǎn)生的張性裂隙通常被泥質破碎物充填,透水性比較差,成為相對意義上的隔水層[3]。盆地內(nèi)紅層區(qū)單層型砂巖地層分布較少,含、隔水層頻繁相間構成的夾層型含水結構較為常見。盆地內(nèi)侏羅系中統(tǒng)和下統(tǒng)、白堊系上統(tǒng)和古近系古新統(tǒng)為主要含鹽地層,普遍含有巖鹽、石膏、芒硝等,這些可溶鹽會在一些層段富集形成含鹽層。經(jīng)過地下水溶濾,含鹽地層可產(chǎn)生連通性較好的孔隙,有利于儲存溶孔水。一般情況下,含鹽地層厚度越大,含鹽量越高,構造越破碎,溶蝕裂隙越發(fā)育,地下水循環(huán)演化越快,其富水性越好[2]。

蘭坪—思茅盆地紅層處于構造應力集中區(qū),NW—SW向的斷裂和褶皺排列緊密。透水巖層和不透水巖層發(fā)生相對位移,形成斷塊儲水構造,成為地下水的儲存空間；斷層破碎帶連同斷層影響帶構成含水帶,也可以儲存和匯集地下水[14]。褶皺控水作用表現(xiàn)在軸部富水和翼部匯水兩方面,尤其當一定的巖性地層(如頁巖)相對隔水,地下水順傾向匯集于向斜軸部,有利于地下水的局部富集[15]。蘭坪—思茅盆地地勢北高南低,地貌和水系受到斷裂和褶皺的控制,形成山岳河流縱橫交錯、溝谷相間分布的高山峽谷區(qū)。北部的蘭坪地區(qū)地勢收斂、狹窄,高黎貢山、云嶺山脈與瀾滄江、金沙江河谷相間排列,形成高山峽谷地帶,地表水和地下水由兩側的山脊向溝谷匯集。地下水主要分布在溝谷中,接受溝谷兩側及中、上游地段的補給,主要匯集于中、下游地段,在含水層被切割暴露部位或溝谷邊緣地帶以泉的形式排泄。南部思茅地區(qū)山勢漸緩、河谷發(fā)育,以中低山山原為主,出現(xiàn)寬谷和盆地。地下水主要從盆地周邊低山丘陵區(qū)接受補給,向盆地中心地帶運移、富集和排泄[3]。

地層巖性是地下水富集的前提,地質構造是地下水富集的主控因素,地形地貌是地下水運移的必備條件[3]。蘭坪—思茅盆地內(nèi)構造、地層巖性組合以及巖石中孔隙和裂隙發(fā)育程度不同,加之復雜的地形地貌條件,導致紅層區(qū)地下水富集程度差異顯著?？傮w來說,蘭坪—思茅盆地內(nèi)地形低處具備良好的匯水條件,風化裂隙水分布局限,以夾層型層間裂隙水和溶孔水為主,在巖層傾向順坡、傾角適中的地段易富集層間裂隙水,含鹽地層中空隙較為發(fā)育,易富集溶孔水。在盆地內(nèi)富水地段出露有眾多類型多樣的泉水(表2),溫泉沿大理—景谷—思茅等斷裂構造發(fā)育地帶出露較多,其他地區(qū)零星分布；咸泉、鹽泉等集中出露于蘭坪、云龍、江城、勐臘等含鹽帶內(nèi)。

表2 蘭坪—思茅盆地主要泉水概況Table 2 Main springs in the Lanping-Simao Basin

2 溫泉和鹽(咸)泉的形成

2.1 水動力因素

根據(jù)出露條件可以將泉分為接觸泉、侵蝕泉、溢流泉、涌流泉和斷層泉等；也可組合成泉,如侵蝕斷層泉、侵蝕溢流泉、接觸溢流泉等[14]。滇西地區(qū)出露有斷層泉和涌流泉,但仍有部分泉水不能以此分類。周訓等通過對重慶巫溪縣寧廠鹽泉的研究,根據(jù)泉口和地下水循環(huán)最深處的位置關系,將泉劃分為淺循環(huán)泉和深循環(huán)泉。淺循環(huán)泉是大氣降水入滲到一定深度后在地形較低的地方出露成泉,泉口低于地下水循環(huán)的最深處,地下水徑流途徑不長,循環(huán)深度較淺。泉口高于地下水循環(huán)的最深處,這種泉稱為深循環(huán)泉[14,16]。蘭坪—思茅盆地內(nèi)鹽泉和咸泉多為淺循環(huán)泉,溫泉均為深循環(huán)泉。

圖3 泉成因示意剖面圖：(a)深循環(huán)泉(據(jù)文[17],有改動)；(b)淺循環(huán)泉(據(jù)文[18],有改動)Fig.3 Schematic diagrams showing spring formation: (a) the spring of deep groundwater circulation (modified after [21]), (b) the spring of shallow groundwater circulation (modified after [20])

泉水的溫度與地下水循環(huán)深度密切相關。蘭坪—思茅盆地屬于藏南—滇西地熱帶,區(qū)內(nèi)泉的溫度差異很大,例如景谷縣芒卡溫泉溫度57.8 ℃,而寧洱縣西側的西嶺溫泉只有32.5 ℃。盆地內(nèi)地下熱水的熱量主要是由于深循環(huán)過程中地熱增溫獲得的,深循環(huán)型熱水主要賦存于斷裂破碎帶熱儲構造中,水溫較高,多以溫泉出露地表,泉流量不大。位于云龍縣寶豐鄉(xiāng)大栗樹村的石房溫泉,出露于沘江東岸半山坡上,高出沘江水位約80 m(圖3a),水溫56.1 ℃,流量較小,約0.08 L/s[17],為典型的深循環(huán)泉,附近分布有小型古鈣華臺地。盆地內(nèi)出露于碳酸鹽巖的溫泉溫度低但流量較大,例如北部蘭坪盆地的羊吃蜜溫泉,水溫35.6 ℃,流量約250 L/s；南部思茅盆地的南泥溫泉,水溫39.3 ℃,流量約30 L/s。淺循環(huán)泉出露于基巖裂隙帶,水溫低,通常是常溫泉,補給區(qū)面積有限,其流量一般比深循環(huán)泉小。位于云龍縣白石鎮(zhèn)順蕩村的順蕩井鹽泉,出露于沘江東岸的紅層中,泉眼位置高出沘江水位約12 m,與沘江水平距離約60 m (圖3b),水溫16.3 ℃,TDS為137 g/L,流量不大[18],為天然淺循環(huán)泉。

2.2 水化學因素

張玉淑等通過總結前人研究成果將含鹽地層中的鹵水分為兩種類型[19]：一種由沉積鹵水形成,其能指示盆地內(nèi)海水蒸發(fā)以及鹽類沉積的發(fā)展階段,并可初步確定含鹽地層內(nèi)是否含鉀鹽沉積,如四川盆地中三疊統(tǒng)成都鹽盆富鉀鹵水即為深層地下鹵水[20]；另一種是由溶解含鹽地層所形成的水,其可說明固相沉積物中鹽的組分特征,如塔里木盆地西部大量石鹽內(nèi)的鹽泉鹵水即溶濾成因鹵水[21]。前者一般稱為蒸發(fā)巖鹵水,后者稱為溶鹽鹵水[22]。

蘭坪—思茅盆地位于新特提斯域東段的羌北—滇西鹽類成礦帶東南部[11],具備很好的成鹽條件。該區(qū)野外地質調查采集的鹽泉或咸泉水均為巖鹽溶濾水。在地下水循環(huán)過程中,低TDS的大氣降水入滲后流經(jīng)含鹽地層,溶濾其中的可溶鹽類,含鹽地層中可溶鹽含量不同,造成地下水中各離子含量的差異,出露地表成為TDS不同的咸泉、鹽泉。位于蘭坪縣的拉井鹽泉,其成因模式為溶濾型鹵水。野外調查發(fā)現(xiàn)泉眼附近有鹽結晶,泉眼下方有一陡壁,泉流飛濺起的水珠落地沉積球狀石鹽顆粒,表明其TDS很高,實測達325 g/L[23]。

蘭坪—思茅盆地中三疊世以來經(jīng)歷幾次海侵,持續(xù)干旱的古氣候有利于盆地凹陷處成鹽作用的發(fā)生,因此在盆地內(nèi)凹陷具有發(fā)育較為完備的含鹽建造。根據(jù)成鹽地質特征、鹽類礦床含鹽含鉀特征、鹽泉分布、水化學異常、物探重力異常等資料將蘭坪—思茅盆地從北至南劃分為5個含鹽帶：蘭坪—云龍含鹽帶、景谷含鹽帶、江城含鹽帶、整董含鹽帶以及勐臘含鹽帶。蘭坪—云龍含鹽帶位于北部蘭坪盆地的北西側,主要含鹽地層為古近系古新統(tǒng)云龍組,少見三疊系下統(tǒng)歪古村組,含鹽系為一套紅色含膏鹽泥礫巖。思茅盆地景谷、江城、整董和勐臘4個含鹽帶由北向南含鹽性逐漸變優(yōu)[8]。南部勐臘、勐捧地區(qū)含鹽系發(fā)育最好,鹽霜、鹽泉等較為發(fā)育,泉水TDS較高,例如勐臘市磨整鹽井鹽泉TDS高達334.68 g/L。景谷凹陷的文托—茂密一帶、大渡崗北部的酒房地區(qū)、江城凹陷等地,含鹽系比較發(fā)育,有少量石膏及鹽霜、鹽泉及咸溫泉分布[10],例如景谷縣芒卡咸溫泉水溫57.8 ℃,TDS為10.82 g/L。

3 控制鈣華形成的水化學因素

鈣華是在泉水、河流、湖水附近形成的碳酸鈣沉積物[24]。由溫泉沉積的鈣華是水熱活動區(qū)內(nèi)一種常見、分布廣泛、形態(tài)各異、規(guī)模壯觀的水熱顯示。Pentecost等根據(jù)源水中CO2來源的不同,將鈣華分為大氣成因鈣華和熱成因鈣華,認為鈣華受物理、化學和生物作用的影響,并且與氣候的變化有密切關系[25]。Ford等通過總結世界各地的鈣華沉積,基于鈣華構造、巖石、地球化學及同位素等的特征,將鈣華分為常溫型沉積鈣華(Tufa)和熱水型沉積鈣華(Travertine)[26]。

蘭坪—思茅盆地地處滇藏地熱帶,出露有眾多中低溫溫泉,有些溫泉伴有形態(tài)多樣的鈣華沉積。溫泉出露地表后,熱水順坡向下流動多形成向下生長的鈣華形態(tài),可形成鈣華臺地、鈣華斜坡、鈣華階地(梯田)、鈣華瀑布等。若溫泉出露于相對平緩的地面則可能形成向上生長的鈣華形態(tài),如鈣華丘、鈣華錐、鈣華柱、鈣華石林、鈣華脊、鈣華墻等[22]。云龍地區(qū)煉場坪溫泉發(fā)育有規(guī)模較大的四級鈣華階地,大部分房屋位于最高一級鈣華階地的呈扇形緩坡狀鈣華體上,二級鈣華臺地呈長垣狀,三級鈣華臺地呈長帶狀,部分直接延伸至谷底,四級鈣華臺地和三級鈣華臺地之間有一條高3～3.5 m的鈣華脊(鈣華墻)。大朗溫泉鈣華臺地頂部發(fā)育有老的鈣華丘,高度4～5 m,保留較為完整,現(xiàn)已停止生長[27]。石房溫泉下方為一處古鈣華瀑布,已遭受到不同程度的風化[21]。景谷縣芒卡咸溫泉附近發(fā)育有一片鈣華臺地,高約5～6 m,臺地頂部面積約25 m2。勐臘縣南泥溫泉的“母泉”泉眼附近有沉積少量鈣華,內(nèi)部有鈣華豆。

4 找鉀研究

世界鉀鹽資源豐富,但資源和產(chǎn)量只集中在少數(shù)國家, 例如加拿大、俄羅斯、德國、以色列等,它們占世界90%以上鉀鹽產(chǎn)量。許多專家學者對鉀鹽的分布和成礦規(guī)律進行了研究,例如,Rahimpour-Bonab等對伊朗西北部的贊詹省的兩個鹽礦進行了研究,揭示了其鉀鹽蒸發(fā)巖的物質來源、沉積環(huán)境和成巖作用,認為該地區(qū)為海洋來源的次生鉀鹽,SO4·Cl—Na·K·Mg型鹵水可能受到陸源水的微弱影響[31]。

我國探明的鉀鹽儲量和基礎儲量都比較少,因此我國古今鹽盆地找鉀研究得到了極大的重視。鉀鹽礦床埋藏在地下一般不易被發(fā)現(xiàn),但由于鉀鹽礦物易溶于水,作為地下水天然露頭的鹽泉便成了鉀鹽礦床的地表顯示,鹽泉或咸泉中某些離子組分之間的比例系數(shù)可以用來判別鹽泉水的成因,并進一步顯示研究區(qū)的找鉀遠景等。

前已提及,含鹽盆地的地下水主要分為沉積(鹵)水和溶濾(鹵)水。γNa/γCl系數(shù)、Br×103/Cl系數(shù)和I×103/Cl系數(shù)通常被用來判別地下水的成因類型。海洋水中γNa/γCl系數(shù)和Br×103/Cl系數(shù)具有最大的穩(wěn)定性。γNa/γCl系數(shù)反映出鹵水中石鹽的富集水平,標準海水γNa/γCl值為0.85,一般認為沉積(鹵)水的γNa/γCl值應該小于0.85,而溶濾(鹵)水的γNa/γCl值一般較高,接近1或大于1。Br×103/Cl系數(shù)和I×103/Cl系數(shù)是海水的特征系數(shù),一般認為沉積(鹵)水的Br×103/Cl值應大于3.4,I×103/Cl值大于0.01,而溶濾(鹵)水的Br×103/Cl值為0.83～0.08或更小,I×103/Cl值小于0.01[20,22,32]。

蘭坪—思茅盆地是我國重要的含鹽盆地,盆地南部勐臘含鹽系發(fā)育最好,鹽泉、咸泉等較為發(fā)育,盆地內(nèi)找鉀成為研究的熱點。確定地下水成因后,可進一步利用鹽泉水找鉀標志來進行研究區(qū)找鉀遠景預測[32]。K×103/ΣM、K×103/Cl和Br×103/Cl系數(shù)可以用來指示鉀石鹽的地下溶濾和作為尋找鉀石鹽的標志。例如,在思茅盆地勐野井鉀石鹽礦區(qū)出露的鹽泉,當K×103/ΣM、K×103/Cl和Br×103/Cl系數(shù)分別為>5～10、>10～20和>0.3～0.5時,表明地下有鉀石鹽異常；當他們的數(shù)值分別為>10、>20和>0.5時,表明地下有顯著的鉀石鹽異常,存在鉀石鹽礦的可能性很大[33]。伯英等利用上述找鉀系數(shù)提出了蘭坪—思茅盆地部分新的含鉀異常點,即在磨鋪、石膏井、徐孔井、黎明、暖里和寶藏鄉(xiāng)等地[34]。楊苗林利用K×103/ΣM和K×103/Cl系數(shù)研究討論了云龍地區(qū)4個鹽泉的成因以及該區(qū)域的找鉀前景,認為該地鹽泉均為巖鹽溶濾水,云龍縣石城溫泉和諾鄧井鹽泉的K×103/ΣM系數(shù)在5～10之間,推測這兩處泉水所在地區(qū)可能具有找鉀前景[17]。思茅盆地內(nèi)景谷—寧洱一帶、寶藏鄉(xiāng)—二官寨一帶以及勐臘南奔老寨、磨整鹽井和鹽井村周邊具有一定的找鉀遠景[19,34]。

5 結論與建議

云南西部蘭坪—思茅盆地位于藏南—滇西地熱帶和羌北—滇西鹽類成礦帶東南部,屬于中新生代沉積盆地,侏羅系、白堊系和古近系紅層分布廣泛,盆地內(nèi)發(fā)育有一系列深大斷裂和大斷裂,控制著盆地的沉積及構造演化,泉水多沿斷裂出露。地下水的分布受到巖性、構造和地貌的控制,盆地內(nèi)地形低處具備良好的匯水條件,風化裂隙水分布局限,以夾層型層間裂隙水和溶孔水為主。盆地內(nèi)溫泉、咸溫泉和鹽泉或咸泉數(shù)量眾多、類型多樣。溫泉均為深循環(huán)泉,泉流量不大,通過地熱增溫獲得較高溫度；鹽泉和咸泉多為淺循環(huán)泉,與深循環(huán)泉相比,流量小、水溫低,通常是常溫泉。

盆地內(nèi)鹽泉或咸泉均為巖鹽溶濾水。北部蘭坪盆地發(fā)育有蘭坪—云龍含鹽帶,南部思茅盆地由北向南劃分為景谷、江城、整董和勐臘4個含鹽帶,其含鹽性逐漸變優(yōu)。在地下水循環(huán)過程中,低TDS的大氣降水入滲后流經(jīng)含鹽地層而溶濾鹽分,鹽分含量的不同造成地下水中各離子含量的差異,出露地表成為TDS不同的咸泉、鹽泉。鹽泉或咸泉的γNa/γCl、Br×103/Cl和I×103/Cl系數(shù)可以用來判別沉積(鹵)水和溶濾(鹵)水。K×103/ΣM、K×103/Cl和Br×103/Cl系數(shù)有助于判別地下水是否有鉀石鹽異常的存在。

今后開展蘭坪—思茅盆地溫泉、咸溫泉和鹽泉或咸泉的研究,應關注以下幾個方面：①滇西地質條件復雜,紅層分布廣泛,區(qū)內(nèi)斷裂構造十分發(fā)育。受區(qū)域地質構造的影響,各溫泉成因不盡相同,本文將其分為淺循環(huán)泉和深循環(huán)泉兩種成因類型?？梢酝ㄟ^比較小范圍內(nèi)溫泉出露特征以及水化學成分等方面的差異,對溫泉形成機理進行深入的研究。②加強對鹽泉鹵水形成的研究,利用同位素方法研究鹵水來源,運用水文地球化學軟件定量模擬鹽分的溶濾作用。③加強地下熱水資源特征的研究,總結紅層地區(qū)溫泉的形成和地下水循環(huán)特點,有助于指導這類地區(qū)地下熱水資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。④重視我國巖相古地理以及成鹽盆地的地質構造演化的分析,進一步探究鉀鹽礦床的成因機制,劃分可能成鉀的次級盆地,結合地球物理探測、地球化學和水化學等分析方法進行重點勘探和研究。

參考文獻：

[1] 鉀鹽地質科研隊水化學組. 云南思茅盆地鉀鹽水文地球化學特征及找鉀預測 [C]//云南省地質局鉀鹽地質科學研究隊.云南思茅地區(qū)鉀鹽地質研究論文集,1980: 355-392. [The Hydrochemical Group of Potash Geological Research Team. Hydrogeochemical characteristics of potash and potash perspective in Simao Basin, Yunnan [C]//Potash Geological Scientific Research Team of Yunnan Geological Bureau. A Potash Geological Research Symposium in Simao, Yunnan, 1980: 355-392. (in Chinese)]

[2] 朱春林, 邢志會, 饒春富, 等. 滇中紅層含鹽層水文地質特征 [J]. 云南地理環(huán)境研究, 2009, 21(6): 1-7. [ZHU C L, XING Z H, RAO C F,etal. The hydro-geological trait of salt beds in red beds of central Yunnan [J]. Yunnan Geographic Environment Research, 2009, 21(6): 1-7. (in Chinese)]

[3] 朱春林. 滇中紅層地下水富集規(guī)律及開發(fā)利用研究 [D]. 北京: 中國地質大學(北京), 2010. [ZHU C L. Research on enrichment regularity and development of groundwater in the red beds of central Yunnan [D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2010. (in Chinese)]

[4] 徐瑞春, 周建軍. 紅層與大壩 [M]. 武漢: 中國地質大學出版社, 2010. [XU R C, ZHOU J J. Red bed and dam [M]. Wuhan: China University of Geosciences Press, 2010. (in Chinese)]

[5] Hofmann A, Tourani A, Gaupp R. Cyclicity of Triassic to Lower Jurassic continental red beds of the Argana Valley, Morocco: implications for palaeoclimate and basin evolution [J]. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 2000, 161(1/2): 229-266.

[6] Calder J H, Rygel M C, Ryan R J,etal. Stratigraphy and sedimentology of early Pennsylvanian red beds at Lower Cove, Nova Scotia, Canada: the little river formation with redefinition of the joggins formation [J]. Atlantic Geology, 2005, 41(2/3): 143-167.

[7] Ding J, Zhang S, Chen W,etal. Paleomagnetism of the oligocene Kangtuo formation red beds (central tibet): inclination shallowing and tectonic implications [J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2015, 104(1): 55-68.

[8] 楊尖絮. 滇西蘭坪-思茅盆地成鉀地質條件及成礦模式分析 [D]. 南京: 南京大學, 2013. [YANG J X. The geological setting of potash-forming and depositional model of Lanping-Simao Basin, western Yunnan Province [D]. Nanjing：Nanjing University, 2013. (in Chinese)]

[9] 高芳芳, 鄧睿. 云南紅層巖組特征分析 [J]. 山西建筑, 2012, 38(9): 96-97. [GAO F F, DENG R. On feature analysis of red beds petrofabric in Yunnan [J]. Shanxi Architecture, 2012, 38(9): 96-97. (in Chinese)]

[10] 焦建. 思茅盆地侏羅紀區(qū)域成鹽找鉀研究 [D]. 北京: 中國礦業(yè)大學(北京), 2013. [JIAO J. Study on the regional salt-and potash-forming in Jurassic strata, Simao basin [D]. Beijing: China University of Mining & Technology (Beijing), 2013. (in Chinese)]

[11] 云南省地方志編纂委員會總纂.地質礦產(chǎn)志 [C]//云南省志.昆明:云南人民出版社, 1997: 99-101. [Local Chronicles Codification Committee of Yunnan Province. The local chronicles of Yunnan province [C]// Regional geology and mineral resources. Kunming: Yunnan People’s Publishing House, 1997: 99-101. (in Chinese)]

[12] 郭福祥. 云南中生代紅層之沉積特點 [J]. 云南地質, 1988(4): 11-16. [GUO F X. On the features of Yunnan mesozoic red beds [J]. Yunnan Geology, 1988(4): 11-16. (in Chinese)]

[13] 韓冬. 蘭坪-思茅盆地鉀鹽礦床的成鉀特征研究 [D]. 北京: 中國地質大學(北京), 2013.[HAN D. The research of Potash-forming features in Lanping-Simao Basin [D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2013. (in Chinese)]

[14] 周訓, 胡伏生, 何江濤, 等. 地下水科學概論[M]. 2版.北京：地質出版社, 2014: 36-82. [ZHOU X, HU F S, HE J T,etal. Introduction to groundwater sciences[M]. 2nd ed. Beijing: Geological Publishing House, 2014: 36-82. (in Chinese)]

[15] 毛文清, 溫清茂. 紅層地下水形成環(huán)境分析與水文地質分類 [J]. 成都理工大學學報 (自然科學版), 1997(增刊1): 144-149. [MAO W Q, WEN Q M. Analysis of formation environment and the hydrogeology classification of groundwater in red beds [J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 1997(Sup1): 144-149. (in Chinese)]

[16] 周訓, 曹琴, 李雙鵬, 等. 重慶巫溪縣寧廠鹽泉的形成 [J]. 第四紀研究, 2014, 34(5): 1036-1043. [ZHOU X, CAO Q, LI S P,etal. Formation of the Ningchang salt spring in Wuxi country of Chongqing [J]. Quaternary Sciences, 2014, 34(5): 1036-1043. (in Chinese)]

[17] 楊苗林. 云南省云龍地區(qū)溫泉及鹽泉特征 [D]. 北京: 中國地質大學(北京), 2016. [YANG M L. Characteristics of the hot springs and salt springs in the Yunlong district of Yunnan [D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2016. (in Chinese)]

[18] 周訓, 李曉露, 王蒙蒙, 等. 淺循環(huán)泉簡析 [J]. 水文地質工程地質,2017, 44(5): 1-5. [ZHOU X, LI X L, WANG M M,etal. A preliminary analysis of the springs of shallow groundwater circulation [J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2017, 44(5): 1-5 (in Chinese)]

[19] 張玉淑, 高東林, 時林, 等. 云南思茅盆地勐臘含鹽帶鹽泉水化學特征與找鉀研究 [J]. 鹽湖研究, 2013(2): 10-17. [ZHANG Y S, GAO D L, SHI L,etal. Hydrochemical characteristics of salt spring and potassium-prospecting research in Mengla salt-belts of Simao Basin, Yunnan [J]. Journal of Salt Lake Research, 2013(2): 10-17. (in Chinese)]

[20] 林耀庭, 何金權, 王田丁, 等. 四川盆地中三疊統(tǒng)成都鹽盆富鉀鹵水地球化學特征及其勘查開發(fā)前景研究 [J]. 化工礦產(chǎn)地質, 2002, 24(2): 72-84. [LIN Y T, HE J Q, WANG T D,etal. Geochemical characteristics of potassium-rich basin in middle Triassic Chengdu salt basin of Sichuan Basin and its prospects for brine tapping [J]. Geology of Chemical Minerals, 2002, 24(2): 72-84. (in Chinese)]

[21] 馬萬棟, 孫國芳. 塔里木盆地西部鹽礦點鹵水地球化學特征及成鉀預測 [J]. 中國地質, 2007, 34(4): 636-641. [MA W D, SUN G F. Brine geochemistry and prediction of potash formation at salt occurrences in the western Tarim basin [J]. Geology in China, 2007, 34(4): 636-641. (in Chinese)]

[22] 周訓, 金曉媚, 梁四海, 等. 地下水科學專論[M]. 2版.北京：地質出版社, 2017: 83-107. [ZHOU X, JIN X M, LIANG S H,etal. Special topics on groundwater sciences [M]. 2nd ed. Beijing: Geological Publishing House, 2017: 83-107. (in Chinese)]

[23] 任振華. 云南省蘭坪地區(qū)部分溫泉和鹽泉的特征及成因 [D]. 北京: 中國地質大學(北京), 2016. [REN Z H. A study of the characteristics and genesis of the hot springs and salt springs in the Lanping area of Yunnan [D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2016. (in Chinese)]

[24] 胡欣欣, 黃成敏. 鈣華成因及其在古環(huán)境與古氣候重建中的應用 [J]. 世界科技研究與發(fā)展, 2008, 30(3): 331-335. [HU X X, HUANG C M. Tufa formation and its application in paleo environment and paleoclimate reconstruction [J]. World Sci Tech R & D, 2008, 30(3): 331-335. (in Chinese)]

[25] Pentecost A, Viles H. A review and reassessment of travertine classification [J]. Geographie Physique et Quaternaire, 1994, 48(3):305-314.

[26] Ford T D, Pedley H M. A review of tufa and travertine deposits of the world [J]. Earth Science Reviews, 1996, 41(3/4):117-175.

[27] 王曉翠. 云南沘江沿岸溫泉水化學特征和水文地球化學模擬研究 [D]. 北京: 中國地質大學(北京), 2016. [WANG X C. Hydrochemical characteristics and hydrogeochemical simulation of Hot Springs along the Bijiang river in Yunnan [D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2016. (in Chinese)]

[28] 李華舉, 廖長君, 姜殿強, 等. 鈣華沉積機制的研究現(xiàn)狀及展望 [J]. 中國巖溶, 2006, 25(1): 57-62. [LI H J, LIAO C J, JIANG D Q,etal. The status quo and prospect of research on travertine precipitation mechanism [J]. Carsologica Sinica, 2006, 25(1): 57-62. (in Chinese)]

[29] LIU, Y, ZHOU, X, FANG, B,etal. A preliminary analysis of the formation of travertine and travertine cones in the Jifei hot spring, Yunnan, China [J]. Environmental Earth Sciences, 2012, 66(7): 1887-1896.

[30] WANG X, ZHOU X, ZHAO J,etal. Hydrochemical evolution and reaction simulation of travertine deposition of the Lianchangping hot springs in Yunnan, China [J]. Quaternary International, 2015, 374: 62-75.

[31] Rahimpour-Bonab H, Kalantarzadeh Z. Origin of secondary potash deposits; a case from Miocene evaporites of NW Central Iran [J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2005, 25(1): 157-166.

[32] 牛新生, 陳文西, 劉喜方. 羌塘盆地多格錯仁地區(qū)鹽泉地球化學特征及成鉀預測 [J]. 現(xiàn)代地質, 2013, 27(3): 621-628. [NIU X S, CHEN W X, LIU X F. Geochemial characteristics on salt springs and potash perspective in dogai coring area of Qiangtang Basin [J]. Geoscience, 2013, 27(3): 621-628. (in Chinese)]

[33] 張嘉澍, 李官賢. 云南江城勐野井鉀鹽礦床 [C]//云南省地質局鉀鹽地質科學研究隊. 云南思茅地區(qū)鉀鹽地質研究論文集, 1980: 38-44. [ZANG J P, LI G X. Mengyejing potash deposit in Jiangcheng, Yunnan [C]// Potash geological scientific research team of Yunnan geological bureau. a potash geological research symposium in Simao, Yunnan, 1980: 38-44. (in Chinese)]

[34] 伯英, 劉成林, 趙艷軍, 等. 蘭坪-思茅盆地水化學特征及找鉀指標探討 [J]. 礦床地質, 2014, 33(5): 1031-1044. [BO Y, LIU C L, ZHAO Y J,etal. Hydrochemical characteristics and potassium-prospecting indicators of Lanping-Simao Basin, Yunnan Province [J]. Mineral Deposits, 2014, 33(5): 1031-1044. (in Chinese)]