西藏洛扎縣拉康鎮(zhèn)的溫泉成因探究

蔣祥

摘 要：本文研究的溫泉位于喜馬拉雅山脈南麓的雄曲河河段，因板塊擠壓而隆升的喜馬拉雅區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，大小斷裂密布，地溫梯度大，地?zé)豳Y源豐富。研究者對(duì)溫泉所處地區(qū)的地質(zhì)背景和熱水水化學(xué)特征進(jìn)行分析，探究溫泉成因，以期為其他學(xué)者的研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：溫泉;地?zé)豳Y源;地質(zhì)構(gòu)造

中圖分類號(hào)：P641.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）16-0135-04

Abstract： The hot spring studied in this paper is located in the Xiongqu river section at the southern foot of the Himalayas. The tectonic activity in the Himalayan region uplifted by plate compression is intense， with dense faults， large geothermal gradient and abundant geothermal resources. In order to provide reference for other scholars， researchers analyzed the geological background and hot water chemical characteristics of the hot spring area and explored the origin of the hot spring.

Keywords： hot springs;geothermal resources;geological structure

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。筆者通過對(duì)西藏洛扎縣拉康的區(qū)域地質(zhì)、水化學(xué)、同位素進(jìn)行分析，并結(jié)合前人對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)調(diào)查情況，對(duì)該地區(qū)的溫泉成因進(jìn)行研究。

1 研究區(qū)概況

1.1 研究區(qū)地理位置

研究區(qū)位于西藏南部山南地區(qū)洛扎縣境內(nèi)（見圖1），距西藏行政中心拉薩市約310 km，屬于喜馬拉雅山脈中段北麓。邊防線長200 km，西北與生格鄉(xiāng)相連，西南與拉郊鄉(xiāng)相鄰，東與邊巴鄉(xiāng)和措美縣相接，南面與不丹王國接壤，是中國的山南邊陲地帶。研究區(qū)地形起伏較大，山勢陡峭，溝壑縱橫，屬于深谷深切割區(qū)，相對(duì)高差一般在900 m，平均海拔高度為4 400～5 682 m。

1.2 研究區(qū)地貌與地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)地勢起伏大，地勢西北高，東南低。地貌主要以高山為主，有少量河谷盆地（見圖2）。其中海拔最高的庫拉抗日主峰海拔達(dá)7 538 m。研究區(qū)在大地構(gòu)造上處于雅魯藏布江大斷裂帶與南部吉隆—崗巴—洛扎—錯(cuò)那斷裂帶挾持的喜馬拉雅板片內(nèi)，區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育。

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖如圖3所示。研究區(qū)東北部有洛扎斷裂穿過，中南部和北部有藏南拆離系二次穿過，另外分布有洛扎穹窿和色區(qū)-生格向斜。研究區(qū)內(nèi)在2條大斷裂通過，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，伴生有許多小斷裂。

1.3 研究區(qū)地層

在研究區(qū)25 km區(qū)域范圍內(nèi)主要出露地層有元古界聶拉木巖群、上元古界—寒武系肉切村巖群、晚三疊統(tǒng)曲龍貢巴組、下侏羅統(tǒng)日當(dāng)組、中上侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)拉康組、第四系全新統(tǒng)。出露巖體主要為中新統(tǒng)二長花崗巖與中上元古界花崗巖。

與溫泉相關(guān)的地層和巖體主要有5個(gè)，分別是拉康組、朗巴砂礫巖、肉切村巖群、聶拉木巖群和中新統(tǒng)二長花崗巖。拉康組為黑色鈣質(zhì)、炭質(zhì)板巖夾結(jié)晶灰?guī)r組合;朗巴砂礫巖巖性主要為灰～深灰色中層礫巖、石英砂巖夾黑色碳質(zhì)頁巖，上部為石英巖狀砂巖;肉切村巖群主要為黑云變粒巖質(zhì)糜棱巖、大理巖質(zhì)糜棱巖、白云母花崗質(zhì)糜棱巖等巖石，上部為一套淺變質(zhì)的片巖、千枚巖、變砂巖;聶拉木巖群巖性主要為黑云二（斜）長片麻巖、眼球狀黑云二長片麻巖、含榴變粒巖、變粒巖、淺粒巖、大理巖等高綠片巖-角閃巖相的中-深變質(zhì)組合。

2 溫泉概況

研究區(qū)可見5處溫泉出露點(diǎn)，從上游雄曲河干流與蝦曲河支流交匯處開始，沿雄曲河向下游至下壩址一帶河谷中出露，其中4處位于雄曲河左岸，1處位于雄曲河右岸。各溫泉流量和溫度見表1。

3 測試分析

3.1 水化學(xué)分析

對(duì)雄曲河水水樣進(jìn)行水化學(xué)分析，分析成果如表2所示。根據(jù)水化學(xué)分析成果可知，工程區(qū)地表水無色、無味、無臭、透明，水化學(xué)類型均為HCO3-Ca型，總礦化度為149.6～190 mg/L，pH值為6.69～7.86;屬弱酸（堿）性低礦化度淡水。

3.2 溫泉水補(bǔ)給分析

為了查明雄曲河兩岸溫泉補(bǔ)給來源，對(duì)溫泉水進(jìn)行了同位素取樣與分析。于2018年4月將樣品送往國土資源部巖溶地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)督檢測中心進(jìn)行氫、氧同位素檢測（檢測環(huán)境為溫度24.2 ℃、濕度32%）。水中2H和18O的含量和分布由于主要是受氣象過程的影響，故多用來探討地下水來源的補(bǔ)給情況。1961年，Craig發(fā)表了大氣降水的[δ]2H和[δ]18O之間存在線性相關(guān)關(guān)系[1]：

筆者根據(jù)西藏拉康鎮(zhèn)雄曲河兩岸溫泉水2H和18O的含量（見表3）繪制了[δ]2H-[δ]18O關(guān)系圖（見圖4）。將其與Craig的全球大氣降水線進(jìn)行對(duì)比可知，雄曲河兩岸溫泉水的[δ]2H與[δ]18O組成的值均落在全球大氣降水線的附近，這表示溫泉水來源于大氣降水。

由圖4可知，研究區(qū)溫泉水來源于大氣降水。大氣降水中的[δ]2H和[δ]18O的值與溫度分布有很大的關(guān)系：當(dāng)溫度逐漸上升時(shí)，大氣降水的[δ]2H和[δ]18O的值也越來越大，大致上成正相關(guān)關(guān)系。國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)這一關(guān)系建立起[δ]2H、[δ]18O與溫度之間的線性關(guān)系。

根據(jù)上述5個(gè)公式計(jì)算的平均氣溫可知（見表4），根據(jù)第一個(gè)公式計(jì)算的氣溫偏差較其余4個(gè)大，故取另外4個(gè)的平均值作為平均氣溫，取平均氣溫為-5.15 ℃和-5.2 ℃。補(bǔ)給區(qū)計(jì)算的平均氣溫為負(fù)值。其值比拉康地區(qū)常年氣溫較低，推測是由冰雪融水補(bǔ)給。

4 溫泉成因分析

地?zé)豳Y源的形成是各種地質(zhì)作用綜合影響的結(jié)果，是受到許多復(fù)雜的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球熱態(tài)等因素控制的。其中，必須具備的條件亦即地?zé)崽镄纬傻囊乜梢愿爬樗膫€(gè)字，即儲(chǔ)、蓋、通、源。儲(chǔ)就是熱儲(chǔ)層，蓋是蓋層，通指構(gòu)造通道，源包括水源、熱源及水中物質(zhì)成分的來源。

4.1 地?zé)豳Y源類型

我國水熱型地?zé)豳Y源可分為隆起山地對(duì)流型（火山型、深循環(huán)型）和沉積盆地傳導(dǎo)型（中、新生代斷陷盆地型，中、新生代坳陷盆地型和中生代坳陷盆地型）[5]。拉康溫泉位于青藏高原地區(qū)，但周圍沒有火山，地?zé)豳Y源類型應(yīng)屬于隆起山地對(duì)流型（深循環(huán)型）。下面對(duì)拉康溫泉的形成進(jìn)行探究。

青藏高原地殼厚度雖厚，達(dá)70 km，但地溫仍然較高，雅魯藏布江以南，喜馬拉雅山脈一帶，表現(xiàn)為一地殼厚度陡變帶，此帶的地溫分布也顯示為一近東西及北西西向延伸的一條地溫分布密集帶，向著喜馬拉雅山脈的內(nèi)部地溫急驟降低，形成一條與喜馬拉雅山方向平行的地溫陡度帶。沿雅魯藏布江南北一線形成了一條近東西延伸的較高地溫帶，此帶的形成有著明顯的深部地質(zhì)背景，它與歐亞板塊和印度板塊互相碰撞有關(guān)，這里構(gòu)成了雅魯藏布江地縫合線，在巨大的剪切及擠壓作用下，使深部物質(zhì)發(fā)生重熔并上涌形成熱源體，導(dǎo)致許多高溫地?zé)崽镅卮藥Х植糩6]。

拉康地區(qū)斷裂發(fā)育，也有邊界斷裂通過，地殼深部物質(zhì)重熔可沿?cái)嗔焉嫌浚纬蔁嵩矗瑸槁∑鹕降貙?duì)流型（深循環(huán)型）。

4.2 蓋層與通道

巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都直接影響著巖石的導(dǎo)熱率，金屬礦物和結(jié)晶巖鹽、膏巖及石英都具有較高的熱傳導(dǎo)能力;堅(jiān)硬致密的巖石（灰?guī)r、花崗巖、變質(zhì)石英巖等）同樣具有較高的導(dǎo)熱性，而煤炭、黏土、泥巖、頁巖、粉砂質(zhì)巖類等則具有較低的導(dǎo)熱率[7]。

拉康溫泉出露于更新統(tǒng)二長花崗巖中，花崗巖上覆地層為拉康組（K1[l]1、K1[l]2），拉康組上段巖性為一套灰綠、灰黃、藍(lán)灰色板巖夾極薄層變粉砂巖組合。拉康組下段巖性為黑色鈣質(zhì)、炭質(zhì)板巖夾結(jié)晶灰?guī)r組合。板巖是由泥巖變質(zhì)而來，導(dǎo)熱性較低，形成蓋層。

拉康地區(qū)斷裂發(fā)育，大小斷層密布，為溫泉提供良好的對(duì)流通道。

5 結(jié)論

研究區(qū)為典型的高山峽谷地貌，雄曲河以V形峽谷為主，谷底地面水可能較高山地下水位低，因此，深谷谷底可能為壓力差最大之處，而熱水上涌也自谷底流出的可能性最大。在雄曲河兩岸附近，花崗巖中發(fā)育有大量節(jié)理，節(jié)理面平直、光滑，較緊閉，節(jié)理延伸距離較遠(yuǎn)，為構(gòu)造剪節(jié)理，與研究區(qū)周圍斷層關(guān)系密切。

地下熱水補(bǔ)給來源為大氣降水，18O漂移現(xiàn)象不明顯，說明深部的熱儲(chǔ)溫度不高，屬于中低溫地下熱水。根據(jù)氫、氧同位素?cái)?shù)據(jù)分析計(jì)算可知，溫泉水的補(bǔ)給平均溫度為-5.1 ℃，溫泉水的補(bǔ)給高程為3 336 m。

研究區(qū)地下熱水熱源為巖漿殘余熱，溫泉底部存在第四系更新統(tǒng)二長花崗巖，中上元古界花崗巖，推測晚近期存在巖漿活動(dòng)，上覆侏羅系、白堊系地層形成覆蓋層（隔熱層）。

研究區(qū)5 km范圍內(nèi)斷層、節(jié)理發(fā)育;共分布有6條斷層，3條韌性剪切帶;巖層巖性多為變質(zhì)巖，時(shí)代較老;巖漿巖為第四系更新統(tǒng)的花崗巖。研究區(qū)溫泉的形成與斷裂帶有關(guān)，裂隙、節(jié)理發(fā)育，為地下熱水的運(yùn)移提供了良好的通道。

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