摘要：在西藏某地热田地质地热背景条件的基础上，通过对勘查阶段、开采井和回灌井施工及群孔抽水试验等成果资料的分析，总结地热流体的主要化学成分特征，探讨其形成机制。研究表明，研究区地热田地表水水化学类型主要为HCO3—Ca型，TDS很低。地下热水化学类型为SO4·HCO3—Na和HCO3·CO3—Na型等，TDS范围为300-610g/L。在热储深部，地热水的TDS更高，因为热水在上升过程中与围岩发生水岩作用，并受到冷水的混入，显示出多样化的热水类型。

关键词：地热流体;导热构造;水化学特征

西藏地热活动区位于喜马拉雅地热带中，高温地热资源占全国地热总量的80%。西藏地热资源主要分布在青藏铁路沿线的拉萨-尼木-羊八井-那曲-错纳湖一带，西藏地热分布按其地热活动形迹、显示特征和区域地质，大致划分为三大区域：藏北低、中温水显示区，“三江”上游中、高温热水显示区，藏南部谷地高、中温水汽显示区，研究区位于藏南区。

1 地热田地质、地热背景

1.1 地质背景条件

研究区地处西藏自治区南部边陲，喜马拉雅山脉北部地带，为波状起伏的高原，平均海拔4380m，地形地貌受地质构造、新构造运动和外营力作用的影响，形成复杂多变、特点分明的由高山向中山、低山及丘陵逐步过渡的地貌景观，研究区地热田属高原河谷区，气候条件恶劣，冬长夏短，年最低气温可达-37℃。出露地层主要有三叠系上统曲龙贡巴组、第四系全新统。

1.2 热源

分析地热田的地质构造、地热流体水动力、水化学和水温度场等特征，热源应当为深部喜马拉雅期岩浆侵入体产生的热量，及岩体放射性元素衰变产生的热量。

1.3 导热构造

研究区地热田是以地质构造导热的浅层地热田，其导热构造和岩体展布严格受区域大地构造控制，主要有两条，一是地热田西部边界的F1断层，其二是地热田东部的F5断裂，其二者在深部交接在一起。F1断裂为一条近南北方向延伸的构造破碎带，地表可见构造破碎带宽40m，是导通地热流体的重要通道。该断Q1、Q5、Q6热泉出露，QJ07井正好处于断裂带上。F5断裂是一条延伸较长的断裂，地面位置在盆地的东侧山体和河谷交界处，走向1450m，倾向近南西，在Q7泉域以北，变化较为复杂，除了主干断裂向北延伸外，在东侧有伴生次级断裂。此断裂控制了地热的东界，其它方向的次级构造交汇于它后部分穿越进入东部山体。在重力水平总梯度异常图上表现明显。

1.4 热储层

热田储层是第三系碎屑岩构成的以断裂和裂隙为主，受地质构造控制，总体呈现为南北较长的矩形，储层的岩层空间展布表现为向北方向倾斜的单斜构造，在中央和北侧形成较大的洼地。

1.5 盖层

主要是山间冲积、洪积和冰积物的第四系松散岩类。岩性的特点导致盖层有较好的渗透性和传递和热散失能力。受地表水和上游低温潜水的影响，盖层中潜水温度除了反映地热田热异常的位置以外，还反映了对冷水地热田的热流场的影响。该处盖层对热储的散失作用大于对热储的保护作用。

1.6 补给、径流及排泄条件

区内地下水的补给、径流、排泄条件主要受地形地貌、地层岩性、地质构造和气象水文等因素控制，具有不同的特征。补给来源主要由大气降水入渗补给、融雪补给和侧向径流补给构成。河谷区地形相对平坦，除了大气降水补给之外，与河流（沼泽）等地表水联系密切，丰水期地表水补给地下潜水，枯水期地下水补给地表水。其排泄主要有四个途径：向下游谷地潜流、人工开采、向大气蒸发消耗、排入地表水。侵蚀-剥蚀高山区地势高，

沟谷切割较强烈，地形较破碎，其径流、排泄主要受地形条件控制，地下水顺地势从支沟分水岭高处向沟谷低处径流，水力坡度较大，径流速度较快，水交替较频繁，排泄于各大沟的次级沟谷。

2 地热流体水化学一般特征

2.1 地表水

地表水的水化学类型为HCO3-Ca型，TDS

含量较低，小于145mg/l，主要河流上游和

下游水化学类型虽然都为HCO3-Ca型，阳离子以Ca2+、Na+为主，其次为Mg2+、K+，阴离子以HCO3-为主，其次为SO42-、CO32-、Cl-，但下游各离子成分含量均高于上游，表明地下水在经过地热田后，受到地热水混入对地表水离子含量的变化具有明显的影响。且其动态变化受季节性影响明显。

2.2 浅层地下水

浅层地下水矿化度在0.16-0.38mg/L之间，PH值7.77-8.03。水化学类型表现为多样型，但总呈现出以HCO3-Na·Ca型、HCO3-Ca型为主，个别地段因受热水的影响，呈现出热水水化学特征，为HCO3·SO4-Na·Ca、HCO3·SO4-Na型。

根据对错那县城及周边出露的泉点水化学分析，阳离子以Na+、Ca2+为主，其次为K+、Mg2+，阴离子以HCO3-、SO42-为主，其次为Cl-和F-。

山丘地带地形坡度较大，切割较强烈。地下水的径流和排泄条件较好，岩石处于长期的淋滤作用的环境中。这一带浅层地下水的矿化度较低，一般在0.23mg/L以下，水化学类型以HCO3- Ca型为主。

2.3 深层低温热流體

通过对勘查阶段、开采井和回灌井施工和专门抽水试验时采取的热流体水化学特征进行分析和研究，发现地热田不同的位置环境条件的差异，造成地热流体的水质会产生一定的变化。热流体从深部向上运移的过程中，受冷水的渗混，在冷热水的矿化度相差比较大的情况下，这种作用主要表现在稀释过程。冷热水的矿化度相差不大时，变现为离子组分的变化，致使水化学类型出现差异，但水中各离子组分含量比例差异较小。

水中的主要组分为Na+、K+、Ca2+、HCO3-、SO4--、CO32-、Cl-、F、SiO2、微量元素为Li、Cu、NO3-等，缺少Mg2+，与冷水相比，这些组分的含量相对较高，此为与其它地热田热流体的主要区别。地热流体温度不同，水化学特征亦不同。靠近导热构造带附近相对温度高的井孔，其Na+、SO42-、Cl-、偏硅酸及TDS含量明显高于其他地域的流体含量。

2.4 水化学指标的动态变化

研究区天然出露或人工揭露熱水，水化学类型出现多样化，为SO4·HCO3-Na、HCO3·CO3-Na、HCO3·SO4-Na型，这些多样化的热水露头类型，往往是热水在上升过程中经改造而形成的。据以往地质资料可知，热水中HCO3-、Na+的组分比较稳定，在水质变化过程线上几乎是一条与时间平行的直线。但SO42-、CO32-、Ca2+等组分则有一定的变化。其中SO42-和CO32-的变化出现关联。若SO42-含量增大，则CO32-的含量则降低，反之亦然。

Ca2+的含量则呈现出逐渐增高的趋势。这说明同一水点水质变化与否，一个重要的因素是水点附近地表水的水文、水化学和物理环境的变化程度，由于化学特征的差异，不同组分对于同样的环境变化过程的响应是不一样的。

3 溶解性固体和主要离子含量分布规律

3.1 溶解性固体（TDS）含量及分布情况

地热田溶解性固体含量在86.5mg/l -610.05mg/l之间，含量整体偏低。总体来看，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。含量较高的地域为Q6泉域和地热田东北地域，最高含量在QJ15井，含量610mg/l位于东北区域的F5断层带附近。

3.2  K+含量分布情况

地热田大部分区域的K+含量小于3mg/l，3-5mg/l的区域有3处。分别为Q1泉域、Q6泉域，F5断裂西侧Q7泉域及回灌区域。回灌区域存在大于5mg/l的分布区，最大值HG01井为6.0mg/l，此分布也反映了地热流体的径流条件和路径的不同。

3.3  Na+含量分布情况

地热田西北部含量小于100mg/l，其余地域大于100mg/l，总体是东侧大于西侧;相对高值分布于Q6泉域的东北方向，且连成一片，最大值位于地热田东侧F5断裂近旁的QJ15井，Na+含量较低的地下水流经热田后，混合了下部上升的热流体，水中Na+含量增加，可以判断地热流体的主要来源与上升通道的位置。

3.4  Ca2+含量分布情况

一般地区Ca2+含量为10-20mg/l，含量大于20mg/l的分布于地热田中央，小于10mg/l的分布于地热田东北区域和回灌区域及Q6泉域的东北方向，说明后者属于地下水径流途径比较长的区域。

3.5  Cl-含量分布情况

地热田西北及中央地域含量小于10mg/l，愈向下游（南偏东方向）含量递增，地热田南部增加到20-30mg/l，大于30mg/l的分布于Q7泉域的北侧，最大值是东北区域的QJ06井，含量为36mg/l。

3.6  SO42-含量分布情况

全区大多地域SO42-含量小于100mg/l，大于100mg/l的地域集中于东部Q7泉域以北、回灌地域的南部以及Q6泉域的东北部，最大值位于中部地域的QJ15井，SO42-含量为307.1mg/l。

3.7  HCO3-含量分布情况

北部边界地域HCO3-小于100mg/l，除地热田中央外一般地区100-200mg/l;中央地域HCO3-含量大于200mg/l，可能与上部潜水的滞流有关。

3.8  偏硅酸含量分布情况

偏硅酸基础含量小于20mg/l，在Q6泉域、Q7泉域到回灌区域南部这一三角形区域内，偏硅酸含量大于20mg/l，尤其是在地热田东北地域和Q6泉域东北方向存在大于40mg/l的高异常区，含量最高为QJ15井，达到67mg/l。偏硅酸的含量多少反映了水体的径流时间和距离的长短，偏硅酸含量越高径流的路途长。4  结语

通过对研究区地质构造和地热流体水化学成分进行分析，得到如下结论：

（1）研究区地表水水化学类型主要为HCO3—Ca型，TDS很低。地下热水化学类型为SO4·HCO3—Na和HCO3·CO3—Na型等，TDS范围为300-610g/L。在热储深部，地热水的TDS更高，因为热水在上升过程中与围岩发生水岩作用，并受到冷水的混入，显示出多样化的热水类型。

（2）研究区地热田是一个较深层热源形成的、断裂构造导通的小范围地热田，其F1、F5和F2构成了边界断层，且F1、F5是主要导热断裂，地热流体沿断裂上升，受浅层低温水的稀释和降温，表现为低温和低矿化度的特点，盖层较薄以散失热量为主。

参考文献

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作者简介：崔辽辽（1986-），女，陕西榆林人，2009年毕业于长安大学水文与水资源工程专业，水工环地质工程师，现从事水工环技术工作。

（作者单位：陕西省一三九煤田地质水文地质有限公司）