2022, Vol. 43
乡城然乌温泉位于川滇菱形块体西北边界附近。川滇菱形块体是川滇地区活动地块中受到关注的重要组成部分，是青藏高原物质东南流的重要通道（李其林等，2019）。该块体东边界（鲜水河—安宁河—则木河断裂带）出露的大量温泉，对周围强震，如汶川MS 8.0、芦山MS 7.0和康定MS 6.3等地震的孕育起到了重要作用（Zhou et al，2017）。德钦—中甸—大具断裂与金沙江断裂共同构成了川滇菱形块体的西北边界，德钦—中甸—稻城一带地热横向梯度变化较大且历史强震稀少，需关注其未来地震危险性（李其林等，2019），乡城然乌温泉即位于该地热异常区域内。温泉化学成分的变化对川滇菱形块体构造活动具有较好的指示意义，对相关区域的地震活动具有前兆指示意义。
2 研究内容对乡城然乌地震观测泉、周边出露温泉及河水进行取样，样品编号分别为XC-1—XC-6。其中XC-1、XC-2为四川省地震局日常跟踪温泉，取样时间为2019年10月—2021年6月，共4期，其余水样仅有2021年6月1期。测定水样中的常量元素和氢氧稳定性同位素等，水样测试均在应急管理部国家自然灾害防治研究院完成。
3 研究结果测试结果表明：①温泉水温在43.0 ℃—52.0 ℃，均为中温温泉。其中52中泉（XC-2）水温最低，为43.0 ℃；52大泉（XC-1）和民居2（XC-3）温泉水温相同，均为52 ℃；河水温度（XC-6）为13.0 ℃。②温泉水pH为7.77—8.22，说明温泉水均为碱性水。③电导率变化范围为1 965.0—2 240.0 μs/cm，矿化度（TDS）在983.0—1 155.0 mg/L范围内变化，属低矿化度水。④各水样水化学类型见图 1。其中：温泉水阴离子以碳酸氢根为主，阳离子以钠离子为主，水化学类型为HCO3-Na型；河水阴离子以碳酸氢根离子为主，阳离子以钙离子为主，水化学类型为HCO3-Ca型。⑤各水样Na-K-Mg三角图见图 2，可见温泉均为未成熟水，其水—岩反应程度不高，尚未达到离子平衡状态，循环周期相对较快，水—岩作用仍在进行。⑥钙离子浓度变化：XC-1、XC-2温泉水多期测试结果表明，硫酸根离子浓度均有逐渐上升趋势，2021年6月钙离子浓度较往期低；天然水中的钙离子主要来源于石灰岩、白云岩和岩石中石灰质胶结物的溶滤溶解作用，钙离子的变化可能是由于构造应力导致岩体裂隙发生变化，地下水渗流通道从而产生变化，溶解不同围岩引起。⑦然乌温泉微量元素组分主要包括B、Li、Ba、Rb、Sr等，其中B元素含量较高，浓度范围为5 301—5 471 ppb，结合其构造地质背景和水文地质特征，推测其高浓度B元素来源于深部地热流体对其围岩基性火山岩的溶滤作用。（8）各水样氢氧同位素分布见图 3，可见水样均分布在全球和区域大气降水线线附近，但温泉与河水的δD、δ18O测量结果具有较大差异，表明温泉水补给来源并非邻近水体，而是远距离大气降水运移。（8）采用同位素方法估算所得温泉补给区高程在4 300—4 500 m，而补给区温度约为-9.14 ℃—-8.45 ℃。
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图 1 Piper三线图 Fig.1 Piper triangle diagram of water samples |
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图 2 Na-K-Mg三角图 Fig.2 Na-K-Mg trilinear equilibrium diagram of water samples |
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图 3 δD—δ18O分布图 Fig.3 Plot of the relations between δD and δ18O in the water samples |
地震活动与温泉的深部热液运移活动等密切相关，根据水—岩反应减弱断层强度的观点，前人研究结果表明地热异常的高温度带与低温度带交汇区多为地震易发区（李其林等，2019）。然乌温泉处于德钦—中甸—稻城一带地热横向梯度变化异常区，故需关注其周边区域发生中强地震的危险。
在本研究开展过程中，野外考察得到甘孜州应急管理局、乡城县应急管理局及乡城地震台相关工作人员的大力支持，在此表示感谢。
李其林, 王云, 周艺颖, 等. 剑川-德钦一带的地热异常: 对川滇菱块西北边界和地震活动性的意义[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2019, 38(1): 90-102. |
Zhou X C, Liu L, Chen Z, et al. Gas geochemistry of the hot spring in the Litang fault zone, Southeast Tibetan Plateau[J]. Applied Geochemistry, 2017, 79: 17-26. |