譚夢如，周 訓,2，張彧齊，劉海生，余鳴瀟，海 闊

(1.中國地質(zhì)大學(北京)水資源與環(huán)境學院，北京 100083；2.中國地質(zhì)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)

地熱能作為一種重要的新型清潔能源，具有分布廣、數(shù)量大、易開采利用等優(yōu)點，在一定程度上是可再生資源，已經(jīng)引起各國的廣泛關注，開發(fā)地熱能為世界經(jīng)濟帶來了巨大的效益[1]。溫泉是地球內(nèi)部地熱能量的地表顯示，它能提供關于地下水循環(huán)、水-巖作用和地下熱流的多種信息[2]。勐阿街溫泉位于西雙版納勐?？h，西雙版納地區(qū)的溫泉研究較少且開發(fā)利用程度較低，造成地熱資源的浪費。分析勐阿街溫泉的特征和成因既可以豐富對當?shù)販厝恼J識，也可為后期溫泉資源的開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

國內(nèi)外學者已經(jīng)對溫泉開展了各種研究。Asta等[3]對西班牙的Panticosa低溫地熱系統(tǒng)的水化學特性進行了研究，利用離子相關性確定冷熱水之間的混合作用，并在開放體系(有冷水混入)和封閉體系(無冷水混入)下進行地熱增溫模擬估算深部熱儲溫度，其結果與經(jīng)典SiO2溫標計算的溫度具有一致性。Makni等[4]對Tunisia (Gabes地區(qū))東南部地下深部熱儲溫度進行了研究，采用陽離子溫標、多礦物溶解組分平衡等方法綜合評估深部熱儲層溫度。在我國，溫泉數(shù)量眾多，分布較廣泛。龍汨等[5]對北京延慶縣松山溫泉進行了特征及成因研究，分析其水化學類型，并應用同位素理論探討其成因模式。張雪等[6]利用水化學數(shù)據(jù)并結合其地質(zhì)背景對河北省豐寧縣洪湯寺溫泉天然放熱量及熱儲溫度進行估算，結論表明洪湯寺溫泉地熱資源比較豐富，具有良好的開采利用價值。史杰等[7]介紹了新疆曲曼高溫地熱田的地熱地質(zhì)背景，對比分析了當?shù)氐責崴\層冷水以及冷—熱過渡水的基本化學特征，研究了熱水化學組分來源及其運移規(guī)律并分析了深部熱儲的水巖平衡狀態(tài)。

云南地區(qū)溫泉資源豐富，一直以來廣受專家學者的關注。徐青等[8]定量描述了云南地區(qū)的高地熱背景值，并以騰沖地區(qū)為例分析其熱源和水源成因。Liu等[9]對云南省昌寧縣雞飛溫泉鈣華錐的形態(tài)進行了詳細描述，并將雞飛溫泉的水化學組分與當?shù)責o鈣華沉積的溫泉鄉(xiāng)溫泉進行比對，對鈣華成因的控制因素進行了初步探討。張彧齊等[10]總結前人研究并結合野外調(diào)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等問題進行了討論，為云南泉水的進一步開發(fā)和研究提供了合理建議。王潔青等[11]分析了云南省云龍縣羊吃蜜溫泉的3個泉眼樣品的水化學組分及同位素特征，并結合溫泉出露地層探討了溫泉類型及成因。

目前，前人對云南勐阿街溫泉研究的文獻報道并不多。梁乃英[12]曾在《云南溫泉大觀》中簡單介紹了勐阿街溫泉的出露狀態(tài)，但所述情形與作者2016年野外調(diào)查所見相差較大，估計其所述內(nèi)容為多年前調(diào)查情況。先大賢[13]曾在西雙版納及鄰區(qū)的區(qū)域水文地質(zhì)普查中對西雙版納地區(qū)溫泉的分布進行簡要闡述，按照溫泉出露巖性分類描述了溫泉特征，并總體闡述了斷裂構造對溫泉的控制作用?！对颇鲜≈尽厝尽穂14]對勐阿街溫泉的主要水化學組分也有簡單介紹，但對數(shù)據(jù)未做進一步分析處理。本文利用溫泉野外調(diào)查數(shù)據(jù)和水樣測試資料，結合當?shù)貥嬙斓貙犹卣?，分析勐阿街溫泉的水化學組分特征、同位素組分特征，研究溫泉的水源補給、地下熱儲溫度、冷熱水混合等方面的問題，探討其成因模式，以期能為同類溫泉的研究和可持續(xù)開發(fā)利用提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)和地熱地質(zhì)概況

勐阿街溫泉(又名城子溫泉)，地處云南省西雙版納自治州勐海縣北部勐阿鎮(zhèn)附近。勐?？h境內(nèi)山地圍繞，發(fā)育小型山間盆地，山脈大體呈南北走向，地勢由西南至東北逐漸降低。區(qū)內(nèi)為東南亞熱帶氣候，勐阿鎮(zhèn)最高月均氣溫為23 ℃，最低月均氣溫為11 ℃，多年平均氣溫18.5 ℃；年均降雨量1 400～1 500 mm。地形海拔最高為2 077 m，最低為551 m，最大相對高差1 526 m。鎮(zhèn)政府駐地勐阿鎮(zhèn)海拔1 067 m。

勐阿街溫泉地處岡底斯—念青唐古拉褶皺系(Ⅰ)昌寧—孟連褶皺帶(Ⅱ)臨滄—勐海褶皺束(Ⅲ)[15]。區(qū)內(nèi)發(fā)育多條斷裂，主要由區(qū)域性深大斷裂(瀾滄江斷裂)及與之平行或斜交的小型斷裂組成，以NW向斷裂為主，NE向斷裂為輔。斷裂帶的展布格局控制著區(qū)內(nèi)溫泉的出露和分布。瀾滄江深大斷裂帶，規(guī)模較大，切割較深，溝通深部熱源。以NW方向為主的斷裂多為次級壓性、壓扭性斷裂，起到阻水作用。勐阿街溫泉直接出露于NW向小型斷裂磨刀河—曼懂斷裂帶中[13](圖1)。本區(qū)的多個不同方向斷裂體系，為大氣降水入滲、地下水深循環(huán)和溫泉的出露提供了有利條件。

圖1 勐阿街溫泉區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997)Fig.1 Simplified geologic map of the Mengajie hot spring area1—第四系礫石黏土層；2—早白堊統(tǒng)砂巖夾泥巖；3—晚侏羅統(tǒng)泥巖、粉砂巖；4—中侏羅統(tǒng)砂頁巖夾泥灰?guī)r；5—晚三疊統(tǒng)碎屑巖、火山巖；6—中元古界瀾滄群變質(zhì)巖；7—燕山期侵入花崗巖；8—華力西期-印支期侵入黑云二長花崗巖；9—燕山期侵入花崗斑巖；10—斷裂；11—溫泉

研究區(qū)內(nèi)三大巖類均有分布。以瀾滄群變質(zhì)巖為基底，出露地層和巖石主要為巖漿巖、中生代沉積巖和第四系松散沉積物。瀾滄群賦存多層磁鐵礦和菱鐵礦，具含石英巖建造的某些特征[15]。巖漿巖主要為華力西期-印支期中酸性侵入巖，巖性主要為黑云二長花崗巖、花崗斑巖、花崗閃長巖。零星分布燕山期中酸性侵入巖，巖性主要為二長花崗巖、黑云母花崗巖。中生代沉積巖由老到新主要為：晚三疊統(tǒng)碎屑巖、火山巖；中侏羅統(tǒng)砂巖、頁巖夾泥灰?guī)r；晚侏羅統(tǒng)泥巖、粉砂巖；早白堊統(tǒng)砂巖夾泥巖[15]。在勐阿街溫泉出露點附近分布的基本是花崗巖，主要礦物成分有鉀長石、鈉長石、石英、黑云母等[15]，第四系沖洪積松散沉積物覆蓋其上。

研究區(qū)四周為以花崗巖與變質(zhì)巖為主的淺切割低中山，中間為第四系松散沉積平緩盆地，盆地基底和周邊山體巖性以花崗巖為主，盆地一側與其間有斷層通過，外形呈長條形，盆地延伸方向與斷層方向基本一致，推測研究區(qū)盆地為地形侵蝕切割而成的平緩盆地。盆地內(nèi)發(fā)育的斷裂，成為深部熱流傳導的通道。獨特的地質(zhì)構造形成了相對獨立的水文地質(zhì)單元，主要分布有第四系松散沉積物孔隙水和巖漿巖裂隙水[16]。南朗河由南往北縱貫其間，階地發(fā)育，含孔隙潛水及承壓水，具供水意義[16]。巖漿巖裂隙受斷裂構造影響大，具有良好的導熱導水性。

我國高溫地熱帶有藏南—滇西地熱帶和臺灣地熱帶。研究區(qū)屬于滇藏地熱帶南延部分，具有較高地熱背景值。云南平均大地熱流值較高，研究區(qū)所在滇西南地區(qū)大地熱流均值為53.7 mW/m2[17]，滇西其余地塊屬較冷區(qū)域，但水熱活動較多，僅勐海縣就有溫泉21處[16]。勐?？h和其北部的臨滄縣是云南省溫泉密布的地區(qū)。熱儲帶為華力西期-印支期花崗巖，地下熱水富集在花崗巖斷裂破碎帶及斷裂交匯部位，為帶狀熱儲。

1.2 溫泉概況

勐阿街溫泉分布在勐阿鎮(zhèn)西北側、勐阿盆地的北段，出露于盆地之中，地形平坦，泉區(qū)總面積約500 m×200 m。

勐阿街溫泉水溫為57.8～71 ℃，屬中低溫地下熱水，主要出露區(qū)有4片。項目組于2016年7月在4個主要出露區(qū)分別進行調(diào)查采樣(圖2～3)，編號為YLC4-1、YLC4-2、 YLC4-3、YLC4-4。YLC4-1水樣取自最大的泉眼，泉水出露于一大片稻田中，為一5 m×4 m的梨形泉池，泉水無色透明，有輕微H2S氣味，水溫64.7 ℃。YLC4-2位于YLC4-1泉眼北邊約15 m處，泉眼被一房子圍住，泉水自墻底流出，無色透明，有輕微H2S氣味，水溫64.1 ℃。YLC4-3出露于一大片稻田中，泉水有氣泡冒出，無色透明，有輕微H2S氣味，水溫71 ℃。旁邊有一溫度約43 ℃的泉池，可供人洗浴。YLC4-4位于YLC4-3泉眼東邊約80 m處，泉眼被房子圍住，泉水由墻底一根竹管流出，水溫57.8 ℃。溫泉泉口附近均未見鈣華沉積。據(jù)《云南省志·溫泉志》記載，勐阿街溫泉總流量約10 L/s[14]。主泉口被砌成1.5 m2的泉池，深0.3 m，池底泉口處77.5 ℃，水面67 ℃。

早在1950年代，當?shù)鼐用裨诖颂幹劂逶?，后因挖渠灌田，泉流量衰減，又相繼出現(xiàn)新的溫泉出露點，建有新澡堂，但一直尚未有實質(zhì)性開發(fā)利用[12]。勐阿街溫泉靠近鄉(xiāng)政府機關，附近有汽車客運站、學校、小區(qū)等人流較多的場所，有勐海至勐往公路經(jīng)過，人口較集中，交通方便，有條件開發(fā)為療養(yǎng)、旅游景點。

圖2 勐阿街溫泉泉眼位置Fig.2 Location of the vents of the Mengajie hot spring

圖3 勐阿街溫泉泉眼Fig.3 Vents of the Mengajie hot spring

2 溫泉水化學特征

2.1 水樣測試方法

2016年7月31日，在勐阿街溫泉4個主要出露區(qū)分別采樣。泉點經(jīng)緯度和標高用蘋果手機自帶指南針軟件測定，pH和Eh用PHB-1型便攜式pH-Eh計測定，溫度用MIK-TP101型探針式數(shù)顯溫度計(量程-50～+300 ℃)測定，游離CO2采用NaOH滴定法。

2.2 溫泉水化學特征

由于《云南省志·溫泉志》中沒有明確指出所得數(shù)據(jù)具體來自哪一片區(qū)，因此本文將其數(shù)據(jù)與4個水樣點數(shù)據(jù)整體比對，發(fā)現(xiàn)勐阿街溫泉近20年來主要離子成分沒有發(fā)生較大改變(表1)，其中：含量變化較大的有Ca2+、 Mg2+和H2SiO3；Ca2+含量增加了4～5倍，由1.03 mg/L上升至3.66～5.92 mg/L；Mg2+含量由0.52 mg/L降至0.111～0.273 mg/L；H2SiO3含量由120.77 mg/L降至現(xiàn)在的52.5～67.6 mg/L。此外，pH和水溫都有所下降。

溫泉的F-含量為12.8～13.2 mg/L(圖6)，高于飲用水水質(zhì)標準(1 mg/L)，不可飲用，達到了氟水標準；偏硅酸含量為52.5～67.6 mg/L(圖7)，達到了理療礦泉水標準；用做浴療，對治療多種皮膚病有一定的療效。

表1 勐阿街溫泉水化學及同位素組分

注：“”為未檢出項目；“*”為未檢測項目。

圖4 勐阿街溫泉Piper圖Fig.4 Piper diagram of the Mengajie hot spring

圖5 勐阿街溫泉陰、陽離子比例圖Fig.5 Percentage of cationic and anionic meqconcentrations of the Mengajie hot spring

圖6 勐阿街溫泉特征組分含量Fig.6 Characteristic constituents of the Mengajie hot spring

2.3 F-和H2SiO3成因分析

溫泉水水化學組分的形成主要以溶濾作用為主，由富含CO2的大氣降水和地表水入滲到深部花崗巖體中，與花崗巖中的鈉長石發(fā)生反應形成HCO3—Na型。

值得注意的是，勐阿街溫泉中的F-含量很高(平均約13 mg/L)。虞嵐[18]總結了地熱水中F-來源的途徑：在熱儲巖性為巖漿巖時，F(xiàn)-主要來源于黑云母、氟磷灰石等礦物，黑云母蝕變?yōu)榫G泥石或水云母時，會釋放F-進入水中。勐阿街溫泉所在研究區(qū)分布大面積的華力西期-印支期中酸性侵入巖，巖性主要為黑云二長花崗巖。因此，推斷溫泉水中F-的含量高可能是由于溶解花崗巖中含氟的黑云母形成的。

勐阿街溫泉的另一個特征在于H2SiO3含量也較高(52.5～67.6 mg/L)，是因為熱水循環(huán)于含有大量硅酸鹽巖(鉀長石、鈉長石)的花崗巖中，且直接出露于基巖裂隙中，與含硅酸鹽巖的巖石發(fā)生大面積接觸溶濾作用而形成。

3 同位素應用

應用同位素方法獲取地下水的信息主要是依據(jù)同位素對水起著標記或計時作用[19]。通過分析地下水中的穩(wěn)定同位素可以判別地下水的補給來源，測試地下水中的放射性同位素有助于確定地下水的年齡[20]。

3.1 補給來源

1961年，Craig最先提出了大氣降水線，通過總結全球范圍內(nèi)各地區(qū)大氣降水的2H與18O數(shù)值變化，得出二者的線性關系：

δ2H=8δ18O+10

(1)

式(1)即為全球大氣降水線方程。此后，不同學者分別提出各個不同區(qū)域的降水線方程，鄭淑惠等根據(jù)1980年北京等地區(qū)的大氣降水氫氧穩(wěn)定同位素資料，得出我國大氣降水線[21]：

δ2H=7.9δ18O+8.2

(2)

西雙版納地區(qū)屬熱帶季風氣候，降水受氣候影響較大，因此，本文同時選用了西雙版納旱季降水線和雨季降水線[22]：

δ2H=8.15δ18O+13.79(旱季)

(3)

δ2H=7.85δ18O+7.21(雨季)

(4)

將4個水樣點、當?shù)赜晁畼狱c(YLCYS)和另一距離較近溫泉(孫歡溫泉，YLC5)δ2H與δ18O關系繪制在圖7中?？煽闯?，勐阿街溫泉與孫歡溫泉的δ2H與δ18O數(shù)據(jù)點分布于大氣降水線附近，說明溫泉水的水源補給為大氣降水。此外，溫泉的δ2H與δ18O數(shù)據(jù)點相較于大氣降水線向右偏離，具有輕微的18O漂移現(xiàn)象。這是因為在一般情況下，水-巖之間的氫同位素交換不足以明顯影響水的δ2H值，而水-巖之間的氧同位素交換可使得水中18O富集，18O漂移現(xiàn)象表明水與圍巖的氧同位素交換程度較高。

圖7 勐阿街溫泉的δ2H和δ18O關系Fig.7 Plot ofδ2H vsδ18O of the Mengajie hot spring

3.2 補給高程

由于大氣降水的δ2H與δ18O值受到溫度、高程以及緯度等多種因素的影響，因此可根據(jù)大氣降水的δ2H與δ18O值的多種效應獲取溫泉水補給區(qū)的相關信息。在中國，高程每升高100 m，δ18O值降低-0.31‰，δ2H值降低-1‰～-4‰[20]。根據(jù)δ2H與δ18O值的高程效應，采用以下兩種方法估算補給區(qū)高程。

方法1：δ2H與δ18O含量與當?shù)睾０胃叨汝P系的高程公式(同位素入滲高度)[20]：

H=(δG-δp)/k+h

(5)

方法2：中國大氣降水δ2H值的高程效應[20]：

δ2H=-0.03H-27

(6)

式中：H——補給區(qū)高程/m；

h——取樣點高程/m;

δG——取樣點的δ2H或δ18O值/‰；

δp——取樣點附近大氣降水的δ2H或δ18O值/‰；

k——大氣降水2H或18O的高程梯度(西南地區(qū)δ2H的高程梯度為2.5‰/100 m[23]，西藏東部δ18O的高程梯度為0.31‰/100 m[24])。

由計算結果(表2)可知，方法1計算的結果比方法2所得結果低400 m左右，推測是由于方法2公式表示的是中國大氣降水的δ2H值的高程效應，而方法1選用了西南地區(qū)的高程梯度值。本文采用兩種方法的平均值得出估算結果，勐阿街溫泉補給區(qū)高程在1 200 m左右，補給區(qū)位置分別高出取樣點高程約159 m，推測溫泉的補給區(qū)位于泉水出露點附近的山體，由于泉點均出露于盆地，實際取樣時周圍確是山地，補給區(qū)高程的計算值與實際地形比較符合，說明勐阿街溫泉的補給來源是盆地周圍山地的大氣降水入滲補給。

3.3 補給區(qū)溫度

當氣溫逐漸下降時，大氣降水的δ2H和δ18O值變得越來越小，與溫度大體上存在正相關關系[22]。基于此效應，國內(nèi)外學者建立起大氣降水δ2H和δ18O與空氣溫度之間的線性關系。

由文[19]知Yurtsever于1975年建立了北半球大氣降水的δ18O值和平均溫度的關系式：

δ18O=0.521T-14.96

(7)

式中：T——月平均溫度/℃。

中國大氣降水的δ2H、δ18O值與平均溫度的關系式[19]:

δ18O=0.176T-10.39

(8)

表2 勐阿街溫泉的補給高程

δ2H=3T-92

(9)

根據(jù)上述公式，估算出補給區(qū)溫度(表3)。

表3 勐阿街溫泉的補給區(qū)溫度

由表3可知，上述三種方法的計算結果相近，但式(9)計算出的補給區(qū)溫度與其他兩式相比較低，是由于式(9)以δ2H值的溫度效應進行計算。由于水巖之間的氫、氧同位素交換反應主要以18O交換反應為主，巖石中含氫礦物較少，同位素交換反應對地下熱水的δ2H值幾乎無影響，因此，地下熱水δ2H值比δ18O值更能反映地下熱水的來源。本文認為根據(jù)δ2H值所得結果更可靠，溫泉補給區(qū)月平均溫度約為6.6 ℃。這一結果比西雙版納常年氣溫低，推測由于補給區(qū)的海拔一般較高所引起。

3.4 溫泉年齡

放射性同位素的衰變原理是測定地下水年齡的基本依據(jù)，根據(jù)226Ra和222Rn的衰變，可以利用Cherdyntsev提出的公式進行近似計算[25]：

(10)

式中：λRa——226Ra的衰變常數(shù)，值為4.26×10-4a-1；

t——熱水年齡/a；

NRa和NRn——226Ra和222Rn的含量/(Bq·L-1)。

表4 勐阿街溫泉鐳氡年齡估算

鐳-氡法測年是以鐳、氡的衰變?yōu)槔碚摶A。由于鐳、氡衰變常數(shù)小，半衰期較長，且式(10)采用對數(shù)計算，使得鐳、氡含量發(fā)生很小變化也能對結果造成很大影響。推測本次計算所得溫泉水年齡偏大，僅具有參考價值。

4 熱水形成

4.1 熱儲溫度估算

估算熱儲溫度常用的地熱溫標有陽離子溫標和SiO2溫標[26]。1988年Giggenbach首先提出了Na-K-Mg三角圖解法計算地熱溫標，用來評價水-巖平衡狀態(tài)。圖中分為三個區(qū)域：完全平衡水、部分平衡水和未成熟水，用于判斷地熱水是否適用于陽離子溫標[27]。由圖8可知，三個取樣點和數(shù)據(jù)點落在未成熟水區(qū)域，僅有一個水樣點(YLC4-1)落在部分成熟水區(qū)域，分析可知，YLC4-1水樣點Mg2+含量僅為其他水樣點的1/2，不具代表性，且其落點位置靠近未成熟水，因此判斷溫泉水不能采用陽離子溫標估算熱儲溫度。

圖8 勐阿街溫泉的Na-K-Mg三角圖解(據(jù)文獻[29]修改)Fig.8 Na-K-Mg diagram of the Mengajie hotspring (modified after literature [29])

采用以下常用的5個SiO2溫標公式[26]計算勐阿街溫泉熱儲溫度，結果列于表5。

(1)石英溫標-無蒸汽分離或混合作用:

T=-42.198+0.28831SiO2-3.6686×10-4(SiO2)2+3.1665×10-7(SiO2)3+77.0341 lgSiO2

(11)

(2)石英溫標-無蒸汽損失(0～250 ℃):

(12)

(3)石英溫標-最大蒸汽損失在100 ℃(0～250 ℃):

(13)

(4)玉髓溫標-無蒸汽損失(0～250 ℃):

(14)

(5)α-方英石溫標:

(15)

由于研究區(qū)溫泉的泉口溫度均低于100 ℃，無蒸汽損失存在，因此式(13)不適用。由于玉髓溫標更適用于低溫熱儲的溫度估算[26]，且式(14)和(15)計算出的熱儲溫度低于或接近溫泉泉口水溫，計算結果顯然不合理，故舍去。由其余值取得平均值，可知應用SiO2溫標得出勐阿街溫泉的熱儲溫度約為93～104 ℃。

表5 勐阿街溫泉熱儲溫度估算結果

4.2 冷熱水混合

溫泉水在上升運移途中，存在與淺層冷水發(fā)生混合的可能性。地下熱水處于深部地球化學環(huán)境中時，熱水中溶解的SiO2遵照石英溶解度曲線；但這部分熱水在溫度下降時暫不會將過飽和SiO2析出，因此地下熱水有“記憶”其曾達到的溫度的功能[20]。本文利用硅-焓混合模型(圖9)來分析熱水的混合狀況[28]。這個模型的假設條件為：地下熱水在混合之前沒有發(fā)生熱量損耗，深部熱水的SiO2初始含量只受石英溶解度控制，在混和之前或之后沒有再發(fā)生SiO2的溶解和沉淀。

圖9 勐阿街溫泉溶解性硅-焓圖Fig.9 Diagrams showing soluble silicon vs enthalpy of the Mengajie hot spring

在圖9中，A點為當?shù)乩渌屎蚐iO2含量，取雨水樣點溫度23.5 ℃，對應焓值23.5×41868 J/g，SiO2含量為4.8 mg/L。B點為熱水焓和SiO2含量。A、B連線并延長與石英溶解度曲線交于C點。C點對應焓值為地下熱水初焓，AB與AC線段長度之比即為地下熱水在混合水中的比例，計算結果列于表6。

表6 勐阿街溫泉地熱初焓及熱水比例計算結果

由硅焓圖解法估算得到熱儲溫度及對應熱液沿著導熱導水通道上升過程中熱水混合的比例，勐阿街溫泉取樣點YLC4-3熱儲溫度為125 ℃，冷水混入比例13.64%，與其他樣點相差較大，代表性較差。其他樣點表明勐阿街溫泉的熱儲溫度約152～196 ℃，冷水混入比例約52.3%～75.2%，勐阿街溫泉熱儲溫度較高，但是循環(huán)過程中冷水混入較多，由出露溫泉采集的熱水水化學成分與實際地下熱水水化學成分會有一定的差異。

4.3 熱水循環(huán)深度

熱水的溫度一般主要靠深循環(huán)地熱增溫獲得，如果熱水的溫度是依靠深循環(huán)通過正常地熱增溫來獲得，就可以根據(jù)下式估算熱水循環(huán)深度[20]：

Z=G(Tz-T0)+Z0(16)

式中：G——地熱增溫級/(m·℃-1)，研究區(qū)域G取值40 m/℃[31]；

Tz——地下熱儲溫度/℃,選用SiO2溫標計算結果；

T0——補給區(qū)多年平均氣溫/℃，取西雙版納年平均氣溫21 ℃；

Z0——常溫帶深度/m，因溫泉出露于花崗巖之中，所以選用常溫帶厚度20 m。

計算結果列于表7。

勐阿街溫泉的循環(huán)深度約為3 000～3 356 m，與其所處的熱儲溫度結合來看，溫泉熱儲溫度較高，循環(huán)深度較深，與周真恒等[30]在總結滇西地熱場特征中描述的本研究區(qū)的區(qū)域特征基本相符。

表7 溫泉循環(huán)深度計算結果

4.4 熱水形成模式

勐阿街溫泉分布在盆地中，4個取樣點相隔較近，采樣數(shù)據(jù)與1999年數(shù)據(jù)相比，沒有發(fā)生很大變化，表明勐阿街溫泉的形成模式近期未發(fā)生變化。溫泉出露于花崗巖斷裂帶之中，上覆第四系松散沉積物，由附近山地的大氣降水入滲補給后沿斷裂經(jīng)歷深循環(huán)，獲得來自深部的熱流熱加熱后，沿斷裂涌出地表(圖10)。在經(jīng)歷深循環(huán)過程中，由于圍巖主要是華力西期-印支期花崗巖，主要礦物成分為鉀長石、鈉長石、石英、黑云母等，由溶濾作用形成了溫泉的水化學類型為HCO3—Na型，并且含有較多的氟離子和偏硅酸。

圖10 勐阿街溫泉成因示意圖Fig.10 Schematic profile showing the formation of theMengajie hot spring

5 結論

(1)勐阿街4個溫泉出露溫度為57.8～71.0 ℃，屬中低溫熱水；pH值7.3～7.5，呈弱堿性；TDS為310～320 mg/L。水的化學特征主要受控于圍巖的化學特征及水巖之間相互作用的程度。TDS較低且以溶濾作用為主，表明溫泉的循環(huán)時間較短。

(3)由δ2H與δ18O同位素的組成特征得知，勐阿街溫泉的水源為大氣降水，且具有輕微的18O漂移，反映出熱儲溫度較高的特點。研究區(qū)補給高程在1 200 m左右，補給區(qū)溫度為10.36 ℃，補給區(qū)位置高出取樣點高程約159 m，補給高程和補給區(qū)溫度的計算結果與實際情況基本相符。利用鐳—氡法估算溫泉的年齡為600多年，分析結果可能偏大，僅具參考價值。

(4)使用SiO2溫標得出勐阿街溫泉的熱儲溫度為93～104 ℃。熱儲溫度較高，這一特點也與輕微的18O漂移特征表明的熱儲溫度較高相符。溫泉在上升運移途中與上層淺部冷水相遇，發(fā)生混合，冷水混入比例52.3%～75.2%。熱水循環(huán)深度為3 000～3 356 m。勐阿街溫泉是由附近山地的大氣降水入滲補給，地下水沿斷裂經(jīng)歷深循環(huán)，獲得深部熱流的加熱，同時與圍巖發(fā)生反應，上升出露成泉。

勐阿街溫泉流量較大，溫度較高，水質(zhì)較佳，具有一定的開發(fā)利用潛力。