西藏地区构造型地热田地热特征分析研究

西藏地区构造型地热田地热特征分析研究

张晓亮1  马海荣2

陕西省一三九煤田地质水文地质有限公司，陕西 渭南 714000

摘要：分析了构造型地热田的赋存规律、构造特征、水质情况，实际应用表明，在生产过程中对目前存在开采利用问题解决产生了重大的经济效益，保证生产需要，又能实现科学合理化开采，最终实现持续绿色健康发展。

关键词：构造型；地热田;资源赋存规律；水化学特征；综合高效开发利用；低碳环保

1、构造型地热田特征

西藏位于印度板块和亚欧板块的拼接复合部位，地壳和岩石圈结构复杂而独特, 构造的形成要受到各种因素的影响，作用力的大小和受力方式，岩石的硬化程度及物理力学性质，各地质体间的相互关系和共生组合等。根据结晶基底形成的时间，埋藏深浅，沉积岩相和建造，构造运动的时间及性质，变形特征，岩浆活动和变质作用等，将分成三个褶皱带：喜马拉雅褶皱带、岗底斯燕山晚期褶皱带、喀喇崑峇燕山中期褶皱带。

从上各构造带的分析，褶皱带分別形成于不同时期，愈靠北面的形成愈早。最北面的喀喇崑嵛褶皱带形成于燕山运动中期，即侏罗纪末、白垩纪初;中间的拉达克一留底斯褶皱带形成于燕山运动晚期，即白垩纪中晚期;最南面的喜马拉雅褶皱带形成于喜马拉雅运动时期，即白垩纪晚期到第三纪时期。很明显，随着时间的推移，构造运动表现出有规律的、空间上由北向南的迁移。

2 、地热田的形成条件及分布规律

青藏高原在印度板块与欧亚板块碰撞的驱动下，地壳不断形变、褶皱隆起缩短各地块而形成。而青藏高原又是由若干个小的板片拼接镶嵌而成，正是因为小板片的拼接，使青藏高原出现4条主要缝合线，将青藏高原分割成5个地块单元（喜马拉雅地块、拉萨地块、羌塘地块、可可西里地块、昆仑地块）。西藏高原在挽近的“超碰撞”阶段，高原周围的构造单元（扬子地块、塔里木地块等）的下地壳可塑物质在巨大的构造应力作用下向上流动、充填、混合以满足高原地壳急剧抬升所需要的物质补偿。与地壳增厚上隆同步进行的下地壳和上地幔下弯，扰动了原先存于岩石圈和软流圈界面上的热平衡，诱发了软流圈的局部对流，并通过底熔消蚀和软流圈物质上涌而使岩石圈变薄，这种被动诱发的“相转换层”发生物质的分异作用，使密度轻的熔浆上侵于地壳浅部，形成现代浅成定位的岩浆囊和不同深度的局部熔融体。“亚东—格尔木岩石圈地学断面”项目的大地热流研究成果表明：该范围内各地体由于各自的壳幔热结构不同而形成了热流的分布及深部热状态的南北不均一性，同时也证实了在高原巨厚地壳的浅部，有现代岩浆的浅成侵位活动。

3、地热田显示类型及分布规律

地热显示类型主要有水热爆炸、间歇喷泉、沸喷泉、热喷泉、喷气孔、冒气穴、沸泉、热泉、温泉、热水塘、冒气地面、泉华、盐华、水热蚀变等。以班公错-东巧-怒江构造带为界，可明显划分为南区和北区。北区现代水热活动分布零散，主要以温泉和热泉的形式出露于地表，现代水热活动较弱。南区现代水热活动强烈，显示类型齐全，地热显示主要在构造交汇部位、张性边界断裂转折端或断陷盆地内出露，古水热活动遗迹较少。综上所述，现代水热活动展现的规律是南强北弱，而古水热活动展现的规律是南弱北强，这与挽近代的构造活动规律及构造的渐次性迁移是一致的。

4、水化学特征

西藏地区各构造型地热田水质特征如下：

郎久地热田，水温在80.0℃-113.0℃之间，喷头高达 25.0 余米，热水中微ZZ量元素不仅种类多，而且含量也较高。F-、CI-、NH4+、HBO2等组分含量高，pH值为6-8.6,属弱碱性水，矿化度>1.5g/1。诸元素中， Li-，F-、NH4+、SiO2含量大致有从东向西增多的趋势，地热水水化学类型为氯重碳酸钠型水为Cl•HCO3-Na、HCO3-Na型水。

错那地热田热储流体水化学类型有SO4•HCO3-Na、HCO3•CO3-Na型等，呈现多样性特点，热水具有矿化度低、偏碱性的特点，其矿化度在0.4g/L以下，PH值为8.49-8.93，水中主要组份为Na+、K+、HCO32+、SO42-、CO32-、F-、SiO2，微量组分为Li+、Sr、NO32-等，热水中Ga2+、Mg2+、Cl-离子含量相对其它热田热水较低，这是本区热水的一个特点。

本区热水具有矿化度低、偏碱性的特点，按舒卡列夫分类法，水质类型为HCO:COSO-Na型。热水的PH值为9.5-9.6，矿化度在0.32-0.37g/L，热水中主要组份为 Na、K、Ca2+、HCO2+、SO42-、CO32-、CI-、F-、SiO2，微量组份为Li+、Cu2+、NO32-等，热水中缺少Mg2+。与冷水相比，热水中的Li+、SO42-、 CO32-、HCO3-、F-、SiO2等给份的含量相对较高，这是与其它地区热水的主要区别，也是本区地热流体的重要特征。

羊易、羊八井地热田水质特征:羊易热田的热水属于HCO3-Na型水质，矿化度虽然不高，但变化范围比较宽，可从0.62g/L变化到1.8g/L，pH值为7.5～9.7。水中常见组分为K

+、Ca2+、Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、F-、B和Sio2;微量组分有Fe2+、Fe3+、NH+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、I-、Hg、As、Mo等，与冷水相比，热水中Li+、CO32-、F-、Cl-、Sio2和B等组分含量特别高。热水中的SO42-组分可超过250ug/g，单Cl-组分却低于200ug/g，在这点上与羊八井和热海热田具有明显的差别。热水Li+、Na+、K+、SiO2等组分的浓度与热储温度呈正相关，Mg+、Ca+浓度与热储温度呈负相关，反映了地热流体与浅层冷水的混合作用。ZK208井地热流体的Na/K值最低，为8.67，Na-K温度可高达230℃，比井内测的最高温度（207℃）略高。氢、氧同位素组成研究表明，羊易地热田的地热流体也属于大气降水补给，氢、氧同位素组成与羊八井热田基本一致。

在羊易热田的非冷凝气体中，CO2组分占据主导地位，体积百分含量一般超过85%，其它组分有H2S、H2、CH4、N2、Ar和He等。与羊八井热田的地热气体比较，气体中CH4的百分含量比较高。1996年9月，在囊曾曲冒汽地面收集到的气体组成为CO2是89%，H2S是0.07%，H2是0.05%，CH4是0.46%，N2是9.11%，Ar是0.15，He是0.042%。囊曾曲ZK403井地热蒸汽的气体浓度明显超过囊曾曲冒汽地面和恰拉改沸泉，依据H2S气体地热温度计可分别得出191℃、141℃和144℃的热储温度。

那曲地热田：热田水化学类型表现出自中心构造破碎带高温区由HCO3-Na型向外HCO3-Ca·Na型到HCO3-Ca·Mg型（冷水）转变，呈同心圆状、条带状的变化规律。

出现热水中绝大部分元素含量均成倍地增加，而Ca2+、Mg2+、 SO42-离子则相应减少，这种情况的产生和热水的形成及运移过程中所处的物理、化学环境，主要是温度、压力条件的变化密切相关，表明温（热）泉水必然经过深部空间循环后发生了水-岩化学反应。

主要元素含量特征为：HCO3-平均值浓度2621.41 mg/L、Cl-平均值浓度234.05 mg/L、CO32-平均值浓度149.19 mg/L、Na+平均值浓度1176.63 mg/L、K+平均值浓度2.93 mg/L、Ca2+平均值浓度19.07 mg/L，3件均采集于温度异常高温区，3件样品水质全分析各主要元素浓度均在统一数量级，变化不大。温（热）泉水中含有CO2气体，H2s气体在地表温泉池、钻孔附近均能闻到刺激性气味。

5、应用前景

目前地热井综合利用在国内以得到广泛应用，针对地热水水化学特征，易结垢，堵塞问题起到了很大的作用，目前我国80％的地热开发都面临着同样的问题，可以通过水化学特征，通过化学反应来控制，从而使利用率大大提高。

参考文献

[1]刘忠,何展雄，赵雪峰等.西藏自治区地热地球物理勘查成果报告[R].国防科技大学信息系统与管理学院, 2013(11)：35-38.

[2]青藏高原综合考察报告[R].中国科学院青藏高原综合科学考察队,   1976(2)-1976(4)：1-17.

[3]西藏当雄县羊易地热电站一期发电项目地质工程方案[R].陕西省一三九煤田地质水文地质有限公司,   2016（12）：25-26.