西藏某構(gòu)造型地?zé)崽锏責(zé)崃黧w水化學(xué)特征分析

摘要：在西藏某地?zé)崽锏刭|(zhì)地?zé)岜尘皸l件的基礎(chǔ)上，通過對勘查階段、開采井和回灌井施工及群孔抽水試驗等成果資料的分析，總結(jié)地?zé)崃黧w的主要化學(xué)成分特征，探討其形成機制。研究表明，研究區(qū)地?zé)崽锏乇硭瘜W(xué)類型主要為HCO3—Ca型，TDS很低。地下熱水化學(xué)類型為SO4·HCO3—Na和HCO3·CO3—Na型等，TDS范圍為300-610g/L。在熱儲深部，地?zé)崴腡DS更高，因為熱水在上升過程中與圍巖發(fā)生水巖作用，并受到冷水的混入，顯示出多樣化的熱水類型。

關(guān)鍵詞：地?zé)崃黧w;導(dǎo)熱構(gòu)造;水化學(xué)特征

西藏地?zé)峄顒訁^(qū)位于喜馬拉雅地?zé)釒е?，高溫地?zé)豳Y源占全國地?zé)峥偭康?0%。西藏地?zé)豳Y源主要分布在青藏鐵路沿線的拉薩-尼木-羊八井-那曲-錯納湖一帶，西藏地?zé)岱植及雌涞責(zé)峄顒有污E、顯示特征和區(qū)域地質(zhì)，大致劃分為三大區(qū)域：藏北低、中溫水顯示區(qū)，“三江”上游中、高溫?zé)崴@示區(qū)，藏南部谷地高、中溫水汽顯示區(qū)，研究區(qū)位于藏南區(qū)。

1 地?zé)崽锏刭|(zhì)、地?zé)岜尘?/p>

1.1 地質(zhì)背景條件

研究區(qū)地處西藏自治區(qū)南部邊陲，喜馬拉雅山脈北部地帶，為波狀起伏的高原，平均海拔4380m，地形地貌受地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運動和外營力作用的影響，形成復(fù)雜多變、特點分明的由高山向中山、低山及丘陵逐步過渡的地貌景觀，研究區(qū)地?zé)崽飳俑咴庸葏^(qū)，氣候條件惡劣，冬長夏短，年最低氣溫可達(dá)-37℃。出露地層主要有三疊系上統(tǒng)曲龍貢巴組、第四系全新統(tǒng)。

1.2 熱源

分析地?zé)崽锏牡刭|(zhì)構(gòu)造、地?zé)崃黧w水動力、水化學(xué)和水溫度場等特征，熱源應(yīng)當(dāng)為深部喜馬拉雅期巖漿侵入體產(chǎn)生的熱量，及巖體放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量。

1.3 導(dǎo)熱構(gòu)造

研究區(qū)地?zé)崽锸且缘刭|(zhì)構(gòu)造導(dǎo)熱的淺層地?zé)崽?，其?dǎo)熱構(gòu)造和巖體展布嚴(yán)格受區(qū)域大地構(gòu)造控制，主要有兩條，一是地?zé)崽镂鞑窟吔绲腇1斷層，其二是地?zé)崽飽|部的F5斷裂，其二者在深部交接在一起。F1斷裂為一條近南北方向延伸的構(gòu)造破碎帶，地表可見構(gòu)造破碎帶寬40m，是導(dǎo)通地?zé)崃黧w的重要通道。該斷Q1、Q5、Q6熱泉出露，QJ07井正好處于斷裂帶上。F5斷裂是一條延伸較長的斷裂，地面位置在盆地的東側(cè)山體和河谷交界處，走向1450m，傾向近南西，在Q7泉域以北，變化較為復(fù)雜，除了主干斷裂向北延伸外，在東側(cè)有伴生次級斷裂。此斷裂控制了地?zé)岬臇|界，其它方向的次級構(gòu)造交匯于它后部分穿越進(jìn)入東部山體。在重力水平總梯度異常圖上表現(xiàn)明顯。

1.4 熱儲層

熱田儲層是第三系碎屑巖構(gòu)成的以斷裂和裂隙為主，受地質(zhì)構(gòu)造控制，總體呈現(xiàn)為南北較長的矩形，儲層的巖層空間展布表現(xiàn)為向北方向傾斜的單斜構(gòu)造，在中央和北側(cè)形成較大的洼地。

1.5 蓋層

主要是山間沖積、洪積和冰積物的第四系松散巖類。巖性的特點導(dǎo)致蓋層有較好的滲透性和傳遞和熱散失能力。受地表水和上游低溫潛水的影響，蓋層中潛水溫度除了反映地?zé)崽餆岙惓５奈恢靡酝猓€反映了對冷水地?zé)崽锏臒崃鲌龅挠绊?。該處蓋層對熱儲的散失作用大于對熱儲的保護(hù)作用。

1.6 補給、徑流及排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水的補給、徑流、排泄條件主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和氣象水文等因素控制，具有不同的特征。補給來源主要由大氣降水入滲補給、融雪補給和側(cè)向徑流補給構(gòu)成。河谷區(qū)地形相對平坦，除了大氣降水補給之外，與河流（沼澤）等地表水聯(lián)系密切，豐水期地表水補給地下潛水，枯水期地下水補給地表水。其排泄主要有四個途徑：向下游谷地潛流、人工開采、向大氣蒸發(fā)消耗、排入地表水。侵蝕-剝蝕高山區(qū)地勢高，

溝谷切割較強烈，地形較破碎，其徑流、排泄主要受地形條件控制，地下水順地勢從支溝分水嶺高處向溝谷低處徑流，水力坡度較大，徑流速度較快，水交替較頻繁，排泄于各大溝的次級溝谷。

2 地?zé)崃黧w水化學(xué)一般特征

2.1 地表水

地表水的水化學(xué)類型為HCO3-Ca型，TDS

含量較低，小于145mg/l，主要河流上游和

下游水化學(xué)類型雖然都為HCO3-Ca型，陽離子以Ca2+、Na+為主，其次為Mg2+、K+，陰離子以HCO3-為主，其次為SO42-、CO32-、Cl-，但下游各離子成分含量均高于上游，表明地下水在經(jīng)過地?zé)崽锖?，受到地?zé)崴烊雽Φ乇硭x子含量的變化具有明顯的影響。且其動態(tài)變化受季節(jié)性影響明顯。

2.2 淺層地下水

淺層地下水礦化度在0.16-0.38mg/L之間，PH值7.77-8.03。水化學(xué)類型表現(xiàn)為多樣型，但總呈現(xiàn)出以HCO3-Na·Ca型、HCO3-Ca型為主，個別地段因受熱水的影響，呈現(xiàn)出熱水水化學(xué)特征，為HCO3·SO4-Na·Ca、HCO3·SO4-Na型。

根據(jù)對錯那縣城及周邊出露的泉點水化學(xué)分析，陽離子以Na+、Ca2+為主，其次為K+、Mg2+，陰離子以HCO3-、SO42-為主，其次為Cl-和F-。

山丘地帶地形坡度較大，切割較強烈。地下水的徑流和排泄條件較好，巖石處于長期的淋濾作用的環(huán)境中。這一帶淺層地下水的礦化度較低，一般在0.23mg/L以下，水化學(xué)類型以HCO3- Ca型為主。

2.3 深層低溫?zé)崃黧w

通過對勘查階段、開采井和回灌井施工和專門抽水試驗時采取的熱流體水化學(xué)特征進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)地?zé)崽锊煌奈恢铆h(huán)境條件的差異，造成地?zé)崃黧w的水質(zhì)會產(chǎn)生一定的變化。熱流體從深部向上運移的過程中，受冷水的滲混，在冷熱水的礦化度相差比較大的情況下，這種作用主要表現(xiàn)在稀釋過程。冷熱水的礦化度相差不大時，變現(xiàn)為離子組分的變化，致使水化學(xué)類型出現(xiàn)差異，但水中各離子組分含量比例差異較小。

水中的主要組分為Na+、K+、Ca2+、HCO3-、SO4--、CO32-、Cl-、F、SiO2、微量元素為Li、Cu、NO3-等，缺少Mg2+，與冷水相比，這些組分的含量相對較高，此為與其它地?zé)崽餆崃黧w的主要區(qū)別。地?zé)崃黧w溫度不同，水化學(xué)特征亦不同?？拷鼘?dǎo)熱構(gòu)造帶附近相對溫度高的井孔，其Na+、SO42-、Cl-、偏硅酸及TDS含量明顯高于其他地域的流體含量。

2.4 水化學(xué)指標(biāo)的動態(tài)變化

研究區(qū)天然出露或人工揭露熱水，水化學(xué)類型出現(xiàn)多樣化，為SO4·HCO3-Na、HCO3·CO3-Na、HCO3·SO4-Na型，這些多樣化的熱水露頭類型，往往是熱水在上升過程中經(jīng)改造而形成的。據(jù)以往地質(zhì)資料可知，熱水中HCO3-、Na+的組分比較穩(wěn)定，在水質(zhì)變化過程線上幾乎是一條與時間平行的直線。但SO42-、CO32-、Ca2+等組分則有一定的變化。其中SO42-和CO32-的變化出現(xiàn)關(guān)聯(lián)。若SO42-含量增大，則CO32-的含量則降低，反之亦然。

Ca2+的含量則呈現(xiàn)出逐漸增高的趨勢。這說明同一水點水質(zhì)變化與否，一個重要的因素是水點附近地表水的水文、水化學(xué)和物理環(huán)境的變化程度，由于化學(xué)特征的差異，不同組分對于同樣的環(huán)境變化過程的響應(yīng)是不一樣的。

3 溶解性固體和主要離子含量分布規(guī)律

3.1 溶解性固體（TDS）含量及分布情況

地?zé)崽锶芙庑怨腆w含量在86.5mg/l -610.05mg/l之間，含量整體偏低?？傮w來看，由北向南含量增加，西北最低小于300mg/l，中部300-499mg/l，南部400-500mg/l。含量較高的地域為Q6泉域和地?zé)崽飽|北地域，最高含量在QJ15井，含量610mg/l位于東北區(qū)域的F5斷層帶附近。

3.2 ?K+含量分布情況

地?zé)崽锎蟛糠謪^(qū)域的K+含量小于3mg/l，3-5mg/l的區(qū)域有3處。分別為Q1泉域、Q6泉域，F(xiàn)5斷裂西側(cè)Q7泉域及回灌區(qū)域?；毓鄥^(qū)域存在大于5mg/l的分布區(qū)，最大值HG01井為6.0mg/l，此分布也反映了地?zé)崃黧w的徑流條件和路徑的不同。

3.3 ?Na+含量分布情況

地?zé)崽镂鞅辈亢啃∮?00mg/l，其余地域大于100mg/l，總體是東側(cè)大于西側(cè);相對高值分布于Q6泉域的東北方向，且連成一片，最大值位于地?zé)崽飽|側(cè)F5斷裂近旁的QJ15井，Na+含量較低的地下水流經(jīng)熱田后，混合了下部上升的熱流體，水中Na+含量增加，可以判斷地?zé)崃黧w的主要來源與上升通道的位置。

3.4 ?Ca2+含量分布情況

一般地區(qū)Ca2+含量為10-20mg/l，含量大于20mg/l的分布于地?zé)崽镏醒耄∮?0mg/l的分布于地?zé)崽飽|北區(qū)域和回灌區(qū)域及Q6泉域的東北方向，說明后者屬于地下水徑流途徑比較長的區(qū)域。

3.5 ?Cl-含量分布情況

地?zé)崽镂鞅奔爸醒氲赜蚝啃∮?0mg/l，愈向下游（南偏東方向）含量遞增，地?zé)崽锬喜吭黾拥?0-30mg/l，大于30mg/l的分布于Q7泉域的北側(cè)，最大值是東北區(qū)域的QJ06井，含量為36mg/l。

3.6 ?SO42-含量分布情況

全區(qū)大多地域SO42-含量小于100mg/l，大于100mg/l的地域集中于東部Q7泉域以北、回灌地域的南部以及Q6泉域的東北部，最大值位于中部地域的QJ15井，SO42-含量為307.1mg/l。

3.7 ?HCO3-含量分布情況

北部邊界地域HCO3-小于100mg/l，除地?zé)崽镏醒胪庖话愕貐^(qū)100-200mg/l;中央地域HCO3-含量大于200mg/l，可能與上部潛水的滯流有關(guān)。

3.8 ?偏硅酸含量分布情況

偏硅酸基礎(chǔ)含量小于20mg/l，在Q6泉域、Q7泉域到回灌區(qū)域南部這一三角形區(qū)域內(nèi)，偏硅酸含量大于20mg/l，尤其是在地?zé)崽飽|北地域和Q6泉域東北方向存在大于40mg/l的高異常區(qū)，含量最高為QJ15井，達(dá)到67mg/l。偏硅酸的含量多少反映了水體的徑流時間和距離的長短，偏硅酸含量越高徑流的路途長。4 ?結(jié)語

通過對研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和地?zé)崃黧w水化學(xué)成分進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

（1）研究區(qū)地表水水化學(xué)類型主要為HCO3—Ca型，TDS很低。地下熱水化學(xué)類型為SO4·HCO3—Na和HCO3·CO3—Na型等，TDS范圍為300-610g/L。在熱儲深部，地?zé)崴腡DS更高，因為熱水在上升過程中與圍巖發(fā)生水巖作用，并受到冷水的混入，顯示出多樣化的熱水類型。

（2）研究區(qū)地?zé)崽锸且粋€較深層熱源形成的、斷裂構(gòu)造導(dǎo)通的小范圍地?zé)崽?，其F1、F5和F2構(gòu)成了邊界斷層，且F1、F5是主要導(dǎo)熱斷裂，地?zé)崃黧w沿斷裂上升，受淺層低溫水的稀釋和降溫，表現(xiàn)為低溫和低礦化度的特點，蓋層較薄以散失熱量為主。

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作者簡介：崔遼遼（1986-），女，陜西榆林人，2009年畢業(yè)于長安大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)，水工環(huán)地質(zhì)工程師，現(xiàn)從事水工環(huán)技術(shù)工作。

（作者單位：陜西省一三九煤田地質(zhì)水文地質(zhì)有限公司）