西藏典型理疗地热矿泉的成因及功效研究

发布时间：2020-09-04 19:41

　　地热资源是一种集“热、矿、水”为一体的绿色资源,除用于发电、取暖外,地热矿泉独特的保健理疗价值越来越备受人们青睐。西藏地热资源丰富,理疗保健型地热温泉的开发利用潜力巨大。本文研究了西藏地热型理疗矿泉的地质背景,选取夏木拉、日多和拉普三个典型理疗地热矿泉,通过地热地质调查,水文地球化学和氢氧同位素研究,分析了其成因模式;此外,综合国内外水健康研究成果,文章从物化性质和生物活性物质两个方面开展典型理疗矿泉的健康评价,研究成果可作为评价国内外地热型理疗保健矿泉的参考。西藏高原地热地质背景复杂,理疗矿泉与第四纪以来形成的SN向断裂—地堑带及地震活动在空间上有较好的匹配关系,是深部岩浆流体与沉积盖层水岩作用的直接结果。由于地热系统差异及所处位置的不同,理疗矿泉的类型及矿物质组成迥异,其理疗康养价值也各具特色。现已查明的西藏具有理疗保健价值的矿泉共计43处,集中分布在雅江两岸、青藏以及拉日铁路沿线。西藏理疗矿泉多为复合型,水化学类型以重碳酸盐泉、重碳酸盐—氯化物泉为主,阳离子以Na~+和Ca~(2+)为主,并普遍富含偏硅酸、偏硼酸和锶等活性组分。与国内外优质矿泉水相比,西藏矿泉中富含硼、锂、砷、氡、硒、钒、镉、钼等活性元素,矿物质组份更加丰富且均衡。安多县夏木拉冷矿泉位于安多—错那地堑北缘,红湖海高温地热区的南缘。格拉丹东的冰雪融水与岩浆水发生混合,混合水在径流过程中与碳酸盐岩发生充分的水岩作用形成HCO_3—Ca型深部流体。在局部高热的驱动下(红湖海地区),热液流体发生侧向运移,在夏木拉地区大量混入溶滤了阿布山组碎屑岩的大气降水(富含Fe~(3+)),发生热交换和化学反应((Fe_2CO_3)_3+3H_2O→2Fe(OH)_3↓+3CO_2↑),温度降低的同时形成大量游离的CO_2,最后在有利构造部位,自溢成泉。墨竹工卡县日多沸泉位于沃卡地堑的北缘,日多高温地热活动区的中心。温泉的补给来自米拉山山脉的冰雪融水,受深部带状熔融层的驱动,下渗的冰雪融水与富含钨、铯、砷等活性组分的Cl—Na型岩浆水混合,在碳酸盐岩热储中发生充分的水岩作用,形成HCO_3·Cl—Na热流体,之后,热流体沿活动构造侧向运移,在日多地区大比例汇入了经林子宗组火山岩淋虑的大气降水,最终形成HCO_3·SO_4—Na型热矿水,自溢成泉。洛扎县拉普温泉位于普玛江塘地堑南缘东侧,拉康高温地热活动区西缘。水源来自麦拉嘎俊拉山脉的冰雪融水和深部熔融体的初生岩浆水。在深部岩浆熔融体的热驱动下,混合的冰雪融水和岩浆水沿深大断裂侧向运移,通过与围岩(富Th和U的过铝质花岗岩)发生充分的水岩作用,淋滤大量的钨、锗、硒等稀缺活性组分,并导致U的衰变,从而形成富Rn的Cl—Na型地热流体。在拉普地区,已经到达水—岩平衡的地热流体在多个裂隙式热储中聚集,并与经拉康组灰岩淋滤的大气降水(HCO_3—Ca型冷水)混合后,自溢成泉。人体功效研究表明:三个理疗矿泉的温度(℃)、pH值、电导率(EC)、硬度和溶解性总固体(TDS)、水分子团(簇)(~(17)O—NMR)、氧化还原电位(ORP)以及水密度(氘~2H)更有利于为人体细胞带入养分、带走细胞代谢产物,能更好的清除人体过多的氧自由基。不仅有助于维持和改进身体机能,更能有效地将生物活性组份带入人体细胞和血液,改善人体内环境。具体来看,夏木拉冷矿泉为弱矿化的重碳酸钙冷泉,游离二氧化碳和氟符合饮用—理疗矿泉的标准,对关节炎、痛风、皮肤病、消化不良等方面的缓减和保健有较好的功效;日多热矿泉为弱矿化的重碳酸—硫酸钠型沸泉,偏硼酸、偏硅酸、氟和砷达到理疗矿泉标准,锂和锶达到饮用—理疗矿泉标准,同时富含活性钒,为复合型含锂锶钒的硅氟硼砷理疗矿泉,对心脑血管疾病、分泌和神经系统疾病有良好的预防保健效果;拉普温泉为弱矿化重碳酸—氯化钠型热矿泉,偏硅酸、氟和氡达到理疗矿泉标准;锂和锶达到饮用—理疗矿泉的标准,且赋含铯、铷和硒,为复合型含锂锶的硅氟氡理疗矿泉,对肠胃病、代谢性疾病和眼疾有保健理疗作用,同时能预防癌症。针对日多温泉的泉华和热矿泉水,首次提出并起草了《日多理疗天然矿泉水结晶粉(外用)》(Q/LSRD004-2018)、《日多理疗矿泉水(外用)》(Q/LSRD003-2018)、《日多饮用理疗天然矿泉水》(Q/LSRD00/1S-2018)三个参考标准,已被日多温泉山庄有限公司采纳为企业标准。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P314
【部分图文】：

三线图,水化学类型,地热资源

图 1-1 Piper 三线图水化学类型划分（Pipper,1994）III 按照储存方式的划分按照储存形式和是否存在天然流体（水、汽），地热资源可划分为水热热岩型，水热型又可细分为蒸汽型、水热型和地压型；干热岩型又可细分岩型和熔岩型。目前能被人类开发利用的主要为水热型和蒸汽型，各特征如水热型地热资源是以热水形式存在的地热资源，主要存在于火山活动地区积盆地，地热水有一定的压力，温度在 80℃～180℃，矿化度为 1g/L～400g含有氯化钠、硫酸钠、碳酸钙等盐分及二氧化碳、硫化氢等气体。蒸汽型地热资源是指以温度较高的湿蒸汽和热蒸汽形式存在的地热资源一般超过 200℃，形成蒸汽型地热田需要一定的地质结构，即蒸汽被不渗透层包围，该类型地热资源储量较少，约占 0.5%。地压型地热资源是指埋藏在地下 2km～3km 深处沉积岩层中有压力的水，外面被不渗透的岩石包围密封，压力高达几十兆帕，温度在 150℃～260溶解有碳氢化合物，因此，其实际可开发的能源包括热能、压力能和化学干热型地热资源是指无液体介质和流体通道的高温岩体所含的热能，温度

地下热水,排泄区,侧向

涉及同位素的热力学性质、质谱分析技术和放张慧等，2006;Craig,H. et al.,1961;1963;Davisson et al.,ld et al.,1949;Hogan et al.,2003）。通过氢氧同位素研究、径流深度及“氧漂移”，查明流体的起源、形成机制、件的关系；通过碳同位素，测定地下水的年龄和来源位素确定硼、锶的来源、径流特征及水体混合，尤其t al.,1996)；其他同位素，如： Li、Cl、He 等挥发分同热流体研究中，以示踪流体来源、成热过程和流体演化ot et al.,2007)。型对流机制（Bredehoeft and White,1961; Elder,1966）和水mer, 1962）等研究，White（1968）从热源、水源、热次提出了中低温对流型地热系统的经典概念模型：正常供热，大气降水通过断层或破碎带补给渗透，在深部循成热水，在构造合适部位出露地表，即温泉（图 1-2）。3）

地热系统,成因模式

图 1-3 中低温对流型地热系统成因模式（Feed et al.,1983）国内的学者，根据热源、热储类型和流体运移的不同，总结三种典型地热系统的成因模式：a 高温对流型地热系统—羊八井型多吉（2003）将羊八井的成因模式概括为：热源来自熔融状态的岩浆，它是由印度板块和欧亚板块在喜马拉雅强烈碰撞导致的下地壳重熔，形成的花岗质熔体上涌侵入到下地壳的结果。水源补给来自 4400m—5800m 的念青唐古拉山区，其经过深循环之后，在羊八井地热系统北区形成升流，上涌至地表，并且在浅部向南侧排泄。地热流体的上升通道是由张性—张扭性断裂带构成。他们是在强烈的挤压作用下，沿着垂直于缝合线方向形成的纵张断裂或者裂隙（图 1-4）。

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