西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨.pdf

新疆地质XINJIANGGEOLOGY2023年6月Jun.2023第41卷 第2期Vol.41No.2中图分类号:P619.21+1文献标识码:A文章编号：1000-8845(2023)02-178-11项目资助：自然资源部西藏盐湖锂钾资源调查评价（1212011120982）地质调查项目资助收稿日期：2021-11-24;修订日期：2022-02-23;作者E-mail：第一作者简介：屈李华（1987-），男，工程师，河南周口人，2015年毕业于中国地质大学（北京）地质工程专业，主要从事矿产资源勘查工作 成都地质矿产研究所.西藏1 25万黑虎岭幅(I45COO2003)、多格错仁幅（I45C002004）、江爱达日那幅（I45C003003）、吐错幅（I45C003004）区域地质调查报告，2005.西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨屈李华，赵芳，伊永国，夏辉，赵同寿（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局物化探大队，新疆 昌吉 831100）摘要：西藏北羌塘盆地是我国侏罗系寻找钾盐的主要目标区域。浩波湖一带发育一系列含钾异常的盐泉水，研究这些盐泉水的水化学特征，探讨盐泉成矿物质来源，对区内进一步寻找钾及科学研究具重要意义。在区域地质背景基础上，研究盐泉水成分及氢氧锶同位素特征。结果表明：盐泉水具富Na+，Mg2+，Cl-，贫K+，SO42-，HCO3-，CO32-特征；Cl-含量与矿化度及Na+呈正相关，Na+，Mg2+，K+，SO42-与矿化度呈正相关。盐泉水钠氯系数和溴氯系数反映其属地层溶滤水。盐泉水氢氧同位素投点落于全球大气降水线附近，反映出盐泉水受大气降水的补给。锶同位素与区域背景值对比反映盐泉水在地下循环过程中可能溶滤了夏里组二段和索瓦组一段中的蒸发岩，区内夏里组和索瓦组有可能蕴含成盐成钾层系。同位素数据指示，不同采样点的盐泉水在地下运移路径和形成过程明显不同。关键词：西藏；盐泉水；水化学特征；稳定同位素；成矿物质来源西藏羌塘盆地是我国现代盐湖主要分布区之一，同时也是世界上最早发现和利用盐湖矿产闻名产地，其远景资源量及潜在经济价值较大，是我国寻找钾盐的主要远景区之一。研究区位于北羌塘盆地中央隆起带以北的浩波湖一带，该区有浩波湖、拖把湖、映天湖等具经济价值的盐湖，盐湖周边发育有一系列盐泉水及河水，这些盐泉水具明显的盐类矿物异常1。该盐类物质易溶于水，当地下水流经含盐地层时溶滤相应的盐类物质，并以盐泉形式出露地表时，携带出有利于盐湖矿床形成的矿物成分，为盐湖成矿物质的主要载体2-3。盐泉水的水化学特征是判别盐类物质来源的方法之一，因其简单实用得到广泛应用4-5。研究本区盐泉水化学组成及氢氧锶同位素特征，有利于判别成盐物质来源及成矿流体来源，对该区找矿及了解羌塘盆地深部地质信息，具重要意义。1 地质背景青藏高原由南至北被雅鲁藏布江缝合带、班公湖-怒江缝合带和可可西里-金沙江缝合带分为特提斯-喜马拉雅、拉萨、羌塘和松潘-甘孜4个板块（图1-a）6-9。羌塘盆地是基于古特提斯洋和中特提斯洋消亡、板块碰撞的基础上发展起来的一个叠合盆地10-12。羌塘盆地被中央隆起带分为南羌塘盆地和北羌塘盆地两个次级构造单元10，13-15。区内新构造运动对现代盐湖的形成具重要意义，引起第四系新生断陷盆地的形成和前第四系继承性断陷盆地的复活。断陷盆地中分布有许多呈串珠状排列的内流汇水湖群，这些EW向延伸的汇水盆地为盐湖发育良好地段，可归为湖盆系列。研究区发育沉积序列主要为第四系、新近系及侏罗系（图1-b），其中侏罗系发育最全、分布最广，是中国陆地侏罗系面积最大的海相沉积盆地13。侏罗系是区域上最主要的成盐层系，向西可与乌兹别克斯坦侏罗系含盐层系对比1。盐湖周边第四系分布很广，已知成因类型有河湖相、湖相、湖相化学沉积、泉化沉积、洪积、冲积及残坡积物等，其中以前两种为主。新近系自下而上出露康托组、唢呐湖组及石坪顶组，岩性为灰-灰白色薄层状砂岩、砂砾岩、灰岩夹少量泥岩等，可见动植物化石。侏罗系自下而上出露布曲组、夏里组和索瓦组。布曲组为一套灰色中-厚层泥质泥晶灰岩、生物灰岩夹少量泥岩、砂岩，含动植物化石；夏里组分为3段，含动植物化石，下段为一套薄-中厚层钙质泥岩、页岩、白云岩及石第41卷第2期屈李华等：西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨膏层，中段为中厚层鲕粒灰岩夹白云岩、砾屑灰岩及介屑灰岩，上段为钙质泥岩、钙质粉砂岩夹石膏层；索瓦组为一套灰色薄层-中层状泥晶灰岩、鲕粒灰岩及石膏层，含动植物化石。区内出露新近系浅成相古近纪闪长玢岩、正长斑岩及安山斑岩等中酸性岩。2 样品采集及分析样品按路线地质调查方法进行采集，共计 38件。样品为天然出露的盐泉水，对湖泊有补给作用的河水及远离补给端一侧的湖水。样品采集量为1 000 ml，现场测定温度、pH等参数后密封。样品离子含量由等离子光谱仪（PE8300）和等离子质谱仪（X-series）测定。氢同位素依据热解法测定，氧同位素依据 GasBench 平衡法测定。Sr 同位素据 GB/T17672-1999 岩石中铅、锶、钕同位素测定方法 测定。水化学分析由国家地质实验中心完成，氢氧同位素分析由中国地质科学院矿产资源所完成，锶同位素分析由核工业研究院完成。3 结果及讨论3.1 水化学特征由表1可知，样品主要成分有Na+，K+，Mg2+，Ca+，Cl-，SO42-和HCO3-；B及Li也有相当含量；还发现有Br，I，Rb，Cs，U，As等离子存在。据盐湖水化学分类方案16，样品多属氯化物型，少量属硫酸镁型及硫酸钠型。样品离子含量较广，矿化度为 130149 880 mg/L，平均 25 410 mg/L。主量元素中，Na+，Cl-离子占绝对优势，Ca2+，SO42-，K+，Mg2+，HCO3-含量相对较低，未检出CO32-离子。阳离子Na+=1752 300 mg/L、K+=23 120 mg/L、Mg2+=51 670 mg/L、Ca2+=133 890 mg/L；阴离子 Cl-=2685 900 mg/L、SO42-=183 710mg/L、HCO3-=40360 mg/L。Cl-，Na+，Mg2+，K+，SO42-离子含量与矿化度呈正相关关系（图2ae）；Cl-与Na+含量也呈正相关关系，R2=0.993 1（图2-f），反映盐泉水中矿物质可能来源于石盐矿物的溶解17。图1 西藏北羌塘盆地浩波湖一带区域地质简图及盐泉水分布图Fig.1 Regional geological map and salt springs sites of the Haobo Lake Area of North Qiangtang Basin（图a据14）1.第四系洪冲积物；2.新近系石坪顶组；3.新近系唢呐湖组；4.新近系康托组；5.侏罗系索瓦组；6.侏罗系夏里组；7.侏罗系布曲组；8.古近纪闪长玢岩；9.古近纪正长斑岩；10.古近纪安山斑岩；11.断层；12.实测地质界线；13.不整合地质界线；14.河流；15.山峰；16.湖泊；17.泉眼；18.采样位置179新疆地质2023年样号水体类型矿化度K+Na+Ca2+Mg2+SO42-HCO3-CO32-Cl-LiRbCsBBrIAsUKn1Kn2Kn3Kn4水化学类型Q1301泉水2 09029560632013036007800.580.1500.0680.60.3600.052147.000.0051.231.800.861.88硫酸钠型Q1302泉水1 10021250421910021003500.420.1500.0690.50.2500.029106.000.0050.941.510.991.64硫酸钠型Q1303泉水2 01030580651913021008300.670.1700.0760.60.3900.058147.000.0050.721.280.831.06硫酸钠型Q1304河水1 96030570671913019008100.630.1600.0730.70.3500.071145.000.0050.631.190.810.93硫酸镁型Q1305泉水1 5202646057191205906500.460.1400.0660.60.2500.051127.000.0050.220.790.880.34氯化物型Q1306泉水13021713518430260.0280.0030.0010.10.0280.0063.420.0010.661.020.581.09硫酸镁型Q1308玉瓶湖1 1201115092695604001900.230.0040.0011.00.0720.0054.890.0020.061.202.540.14硫酸镁型Q1309托把湖149 8802 61052 3003 8401 6703 230120085 900106.007.6701.34053.025.0000.50020.200.5000.010.210.350.01氯化物型Q1310映天湖138 1102 45047 8003 8601 4503 710140078 50095.808.0701.71051.031.9000.50013.700.5000.010.250.40.01氯化物型Q1311泉水21 4004007 380550270510140012 10018.100.9600.1308.125.0000.5000.290.5000.050.260.390.08氯化物型Q1312泉水22 0303907 630580270520210012 40019.101.0300.1207.65.0000.12000.010.1000.070.280.370.12氯化物型Q1313泉水21 3303907 360540270510130012 10018.000.9700.1207.65.0000.1000.010.1000.040.260.390.08氯化物型Q1314泉水20 3704007 080560260440200011 40018.800.9200.1206.35.0000.1000.010.1000.070.250.330.12氯化物型Q1315泉水20 9703806 730510250390180012 50015.500.8400.1006.75.0000.1000.010.1000.060.240.320.12氯化物型Q1316泉水21 3204107 420560270470160012 00017.200.8800.1107.15.0000.1000.190.1000.050.250.350.09氯化物型Q1317泉水21 2604207 410580270460190011 90016.901.0200.1106.95.0000.1100.010.1000.060.250.330.11氯化物型Q1318泉水23 0504507 990620290490180013 00018.001.0000.1107.95.0000.1000.010.1000.050.240.330.10氯化物型Q1319泉水23 1604508 130610290500150013 00019.401.030.1207.85.0000.1100.010.1000.050.240.340.08氯化物型Q1320泉水23 1104608 150600290550130012 90018.200.960.1107.95.0000.1000.010.1000.040.250.380.07氯化物型表1 西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水水化学组成Table 1 Chemical composition of salt springs water in Haobo Lake Area of North Qiangtang Basin,Tibet单位：mg/L180第41卷第2期屈李华等：西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨样号水体类型矿化度K+Na+Ca2+Mg2+SO42-HCO3-CO32-Cl-LiRbCsBBrIAsUKn1Kn2Kn3Kn4水化学类型Q1321河水3 190731 080213238026001 3402.15.0000.0620.0102.00.5000.0150.010.0101.163.317.554.07硫酸钠型Q1322咸水泉140 4903 12048 9003 8901 5203 440130079 300101.0008.4401.78042.025.0000.50014.900.5000.010.230.370.01氯化物型Q1323泉水30 64068010 400930410670210017 30023.7001.4000.2608.25.0000.1000.010.1000.040.220.300.07氯化物型Q1324泉水42 03091014 4001 240540820170023 90031.8001.9400.36011.06.6900.2000.010.1000.030.190.280.05氯化物型Q1325泉水41 27085013 8001 190520790170023 90030.6001.8800.35011.06.4000.1200.010.1000.030.190.280.05氯化物型Q1326泉水2 86061980132537033001 0801.9900.0520.0103.30.5000.0810.010.0102.004.8511.888.34硫酸钠型Q1327浩波湖107 650226037 0003 3701 1603 380330060 00074.1006.5601.55030.025.0000.5009.040.5000.020.290.420.03氯化物型Q1328泉水18 4004105 960730170840120010 10012.9001.4800.5406.02.6700.26049.500.0500.040.390.480.05氯化物型Q1329泉水18 9804206 200780180890180010 30014.0001.6200.6106.02.7400.1900.010.0500.050.400.480.08氯化物型Q1330泉水7 220120211041015088013003 4004.6300.2900.0812.41.6200.1109.980.0200.060.620.900.10氯化物型Q1331泉水8 1601402 41044017098013003 8705.1600.3000.0852.81.6200.09810.400.0200.060.630.930.10氯化物型Q1333泉水2 5203155022035116012003800.4600.0670.0050.90.2500.01721.400.0050.141.882.200.18硫酸钠型Q1334泉水2 78039890533836017001 1800.8500.0890.0391.20.4900.06643.800.0050.481.782.831.05硫酸钠型Q1335河水700517034920012001600.0960.0220.0080.30.0440.0132.510.0010.812.522.451.16硫酸钠型Q1339河水1 77042410965348014005300.8000.1700.0501.10.2500.01212.400.0050.251.342.090.48硫酸钠型Q1340河水2 070484801106356017006201.0100.2100.0621.40.2600.01517.100.0050.261.352.120.51硫酸钠型Q1343莱阳湖9 4001502 5904003601 48016004 2504.0900.0810.0203.81.0000.0260.010.0200.050.671.540.13硫酸镁型Q1344汾兴湖8 9601402 4203803401410150041103.9900.0610.0203.61.0000.0270.010.0200.050.681.550.13硫酸镁型Q1346泉水580412041191901100950.0930.0020.0010.30.1900.0760.010.0020.501.601.930.88硫酸钠型续表1注：Kn1=(CO32-+HCO3-)/(Ca2+Mg2+);Kn2=(CO32-+HCO3-+SO42-)/(Ca2+Mg2+);Kn3=(SO42-)/(Ca2+);Kn4=(CO32-+HCO3-)/(Ca2+)；以上数值用离子当量计算据文献22。181新疆地质2023年盐泉水中B，Br含量反映地下水溶滤岩层信息2。样品中B和Br含量普遍较低，变化范围较大，变化基本一致，具一定正相关关系，R2=0.904 5（图2-g）。研究表明，原始海水蒸发经历的几个沉积阶段，每阶段B和Br含量不同。原始海水B，Br含量为4.3 mg/L和61 mg/L。石盐开始沉淀时，B，Br含量为46.87 mg/L和651.80 mg/L。石膏沉积阶段，B，Br 含量为 17.08 mg/L和 281.79 mg/L18。资 料 显示，羌塘盆地普遍见石膏发育2，19-21，由于样品的 B 和 Br含量变化较大，初步判断盐泉水经历较复杂的地下演化。盐泉水的 Li，Rb 含量随海水浓缩阶段不断增高呈正相关性22，样品Li，Rb含量具正相关关系，R2=0.873 9（图2-h）。Li，Rb 含量对盐泉水浓缩阶段具一定指示作用，原始海水的 Li 为 0.17 mg/L、Rb 为0.11 mg/L18。除Q1306、Q1335和Q1346样品外，其余样品的Li，Rb 含量均高于原始海水含量，既反映盐泉水处于文石沉积-水氯镁石等不同浓缩阶段，又反映盐泉水经历不同的地下循环系统，携带的离子成分不同。在 Piper 图解中（图 3），阳离子投影点落于靠近Na的端元（Na+K），（Na+K）占阳离子总量的60%以上。大部分泉水阴离子投点较分散，总体具向Cl一端浓集趋势。将样品数据投影到 Gibbs 图解中（图4），盐泉水数据值多落于蒸发结晶、沉降作用控制区，个别样品处于大气降水与岩石风化区域，总体具向海水演化趋势。样品取于泉眼处或流动河水中，几乎不受蒸发作用影响，这种情况下盐泉水在地下运移路线及形成过程不同，且大部分溶滤了地层海水信息。由于盐泉水多分布在岩盐区，能反映盐岩沉积和卤水演化信息。从离子相关性、Piper及Gibbs图解等信息可知，研究区盐泉水具相同物质来源，且演化较复杂，包含了深部物源补给、盐岩溶滤及地表水混合的特征。图2 西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水相关性分析图Fig.2 Correlation analysis diagram of salt springs water in Haobo Lake Areaof North Qiangtang Basin，Tibet182第41卷第2期屈李华等：西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨3.2 水化学特征指数对盐泉水成因指示通过钠氯系数、溴氯系数、钙镁系数、脱硫系数等探讨盐泉水成因类型及水文地质条件的封闭性（表2）。钠氯系数（nNa+/nC1-）反映水体中钠盐富集程度，以0.86为界。一般认为沉积卤水钠氯系数小于0.86，溶滤卤水钠氯系数高于0.86，接近于124-25。当地下水溶滤地层中的石盐岩-钾盐时，该系数降至0.86左右；当地下水溶滤地层中的钾石盐时，降至0.70左右20。样品河水和盐泉水钠氯系数均值为1.1，湖水卤水钠氯系数小于1，均值0.98，盐泉水及湖水未达到海水浓度，但湖水钠氯系数相比盐泉水低，这是由于湖水的蒸发作用造成。溴氯系数（Br-103/nC1-）是判断盐泉水成因的重要参数。海水平均溴氯系数约为3.4，内陆海和陆缘海海水主要受地表水或地下水补给，矿化度虽高低不一，但溴氯系数均比平均海水低26。相反，随着水体蒸发、浓缩作用持续进行，溴进入固相矿物中的量较少，趋于留在溶液中27，使得沉积卤水溴氯系数普遍大于3.4。溶滤卤水溴氯系数或溴含量通常较低，该系数值普遍低于121，25。样品贫溴富氯，溴氯系数普遍低。除Q1306、Q1311、Q1346样品溴氯系数高于1外，其余均小于1，这可能与地层水补给有关，说明样品属溶滤卤水型，很可能是地下循环过程中泉水溶滤了钾石盐。钙镁系数（nCa2+/nMg2+）该系数反映地下水变质程度，时间越长，封闭性越好，变质程度就越高，钙镁系数也越高，深层水钙镁系数一般大于328。样品钙镁系数除Q1333高于3外，其余样品均小于3，说明封闭环境较差。脱硫系数100(SO42-)/2n(C1-)该系数是地下水氧化还原环境的重要指标。图3 西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水水化学组成piper图解Fig.3 Triangular diagram of saline spring compositions inHaobo Lake Area of North Qiangtang Basin，Tibet（底图据23）碱土金属非重碳酸型；碱土金属重碳酸型；碱金属重碳酸型；碱金属非重碳酸型图4 西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水水化学组成Gibbs图解Fig.4 Gibbs plots indicating the mechanisms that determine major-ion compositionof saline springs in Haobo Lake Area of North Qiangtang Basin，Tibet（底图据24）183新疆地质2023年地层越封闭，还原环境越强，脱硫系数越小28。样品的脱硫系数变化很大，说明盐泉水脱硫作用不明显。4 氢氧同位素特征为进一步确定盐泉水形成过程及水质来源，对样品进行氢氧同位素测试（表2）。结果显示：盐泉水、河水及湖水氢氧同位素特征各不相同且变化较大。盐泉水的Dv-SMOW值为-97-26，平均-78.30；18Ov-SMOW值为-14.001.20，平均-10.42。河水的Dv-SMOW值为-142.00-70.00，表2 西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水的水化学参数、D和18O及87Sr/86Sr组成Table 2 Hydrochemistry parameters,D、18O and87Sr/86Sr of salt springs inHaobo Lake Area of North Qiangtang Basin，Tibet样号Q1301Q1302Q1303Q1304Q1305Q1306Q1308Q1309Q1310Q1311Q1312Q1313Q1314Q1315Q1316Q1317Q1318Q1319Q1320Q1321Q1322Q1323Q1324Q1325Q1326Q1327Q1328Q1329Q1330Q1331Q1333Q1334Q1335Q1339Q1340Q1343Q1344Q1346水型泉水泉水泉水河水泉水泉水玉瓶湖托把湖映天湖泉水泉水泉水泉水泉水泉水泉水泉水泉水泉水河水咸水泉泉水泉水泉水泉水浩波湖泉水泉水泉水泉水泉水泉水河水河水河水莱阳湖汾兴湖泉水钠氯系数1.111.101.081.091.091.011.220.940.940.940.950.940.960.830.950.960.950.960.971.240.950.930.930.891.400.950.910.930.960.962.231.161.641.191.190.940.911.95溴氯系数0.460.710.470.430.381.080.380.290.412.070.400.410.440.400.420.420.380.380.390.370.320.290.280.270.460.420.260.270.480.420.660.420.280.470.420.240.242.00钙镁系数1.911.342.072.141.821.580.811.391.611.241.301.211.311.241.261.301.301.281.250.401.551.381.391.390.321.762.602.631.661.573.810.852.291.101.060.670.681.31脱硫系数6.1510.545.785.926.8125.55108.781.391.741.561.551.561.421.151.451.431.391.421.5710.471.601.431.271.2212.642.083.073.199.559.35112.6611.2646.1333.4233.3312.8512.6673.81DV-SMOW-94-97-96-98-96-70-42-31-23-74-74-75-74-76-75-75-75-75-75-82-26-74-76-74-78-60-88-88-81-81-81-85-142-70-70-20-27-8118OV-SMOW/-13.60-14.00-13.90-14.00-13.90-8.80-4.001.001.70-9.40-9.60-9.70-9.70-10.00-9.80-9.80-9.90-9.90-9.90-11.201.20-10.10-9.50-9.50-10.90-5.10-11.30-11.30-11.20-11.30-11.40-12.10-13.00-9.10-9.00-2.00-1.90-11.3087Sr/86Sr0.708 9900.709 0060.709 0550.708 9910.708 9640.709 7090.708 9730.709 3530.709 4210.709 0810.709 0960.709 1250.709 0990.709 0660.709 1360.709 0940.709 0970.709 1480.709 0940.709 2900.709 4870.709 0620.709 0670.709 1080.708 6090.709 5090.709 7020.709 7830.708 8990.708 9190.708 9230.708 8420.708 9970.709 1170.709 1140.709 0910.709 0380.709 637Sr/mg/L2.942.293.853.764.140.366.0427525020.928.521.120.320.821.121.221.330.131.41.8820930.640.9-1.35589-4.232.761.687.056.4513.312.32.43184第41卷第2期屈李华等：西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨平均-92.40；18Ov-SMOW值为-14.00-9.00，平均-11.26。湖水的Dv-SMOW值为-60-23，平均-33.83；18Ov-SMOW值为-5.10-1.70，平均-1.72。研究表明，盆地内地下水具较复杂的演化历史，不同来源的水常常相互混合30-31，包括大气水、海水、原生水，且地层水、变质水和岩浆水等也被认为是大气水、海水及原生水中的一种或多种水的派生物或混合物，这些水具明确的同位素组成31。鉴于此特征，不同来源的水具明显的氢氧同位素组成差异，可作为判断水质来源的重要依据32。大气降水的氢氧同位素之间存在密切关系33，将盐泉水的D和18O投于氢氧同位素图解中（图5），结果显示，盐泉水氢氧同位素值处于全球降水线附近，有向大气降水线方向偏离趋势，相对富集重同位素。湖水重同位素值普遍比盐泉水高，说明蒸发作用对湖泊重同位素具明显富集作用。全球大气降水同位素组成为D=-22，18O=-434，湖泊D同位素除莱阳湖外，均小于大气降水平均值。盐泉水均小于大气降水平均值，最小可达-142。湖泊18O同位素值除浩波湖略低外，其余均高于大气降水平均值。总体而言，样品同位素值虽呈线性关系但变化较大。原因如下：湖水来源是多元化的，不同水体来源所携带的同位素信息不同，可改变湖泊同位素组成。另由于湖水蒸发作用强于盐泉水21，其同位素组成不仅与原始补给水同位素值有差异且不同湖泊之间也各不相同；盐泉水是大气降水与地层水的混合物，由于地下径流路径及形成过程有所不同，与不同地层发生水-岩反应并进行同位素交换，存在广泛的同位素异常值，一般会改变其初始值35。河水来自雪融水，雪是大气降水的固态形式，理论上其同位素值应与大气降水值相一致。由于雪的形成温度大多低于冷凝点，造成同位素组成普遍低于大气降水。因此，温度越低，雪的D和18O值就越低36。特殊的高原地形条件对雪的同位素组成具明显影响，海拔越高，同位素值越低37-38。综上所述，本区氢氧同位素组成特征可能是区域性大陆效应与高度效应的综合反应结果。5 锶同位素特征自然界中锶有4种天然同位素，分别是84Sr、86Sr、87Sr和88Sr，丰度为0.56、9.86、7.00和82.5840。其中87Sr由87Rb经衰变而成，随着87Rb的衰变，地质历史中的87Sr逐渐增多40。由于锶同位素在化学与生物化学过程中不产生分馏，可用于指示物质迁移和变化过程，因而可把87Sr/86Sr作为物质迁移和变化过程的有效示踪剂，此方法已广泛地用于地下卤水的物质来源示踪42-48。为进一步探讨盐泉水的演化和物质来源，本文对样品进行锶同位素测试分析（表2）。样品87Sr/86Sr值显示：变化趋势基本相同，但略有差异。河水87Sr/86Sr 范围为0.708 9910.709 290，平均0.709 102；盐泉水87Sr/86Sr 为 0.708 6090.709 783，平均0.709 141。湖水87Sr/86Sr为0.708 9730.709 509，平均 0.709 231。87Sr/86Sr 差异说明补给水在地下和地表运移路径或形成过程明显不同，具各自独立的地表及地下水的运移系统。即使部分盐泉水位置较近，泉水在地下的运移路线或形成过程也有所不同。水环境中锶来源多种多样，其中地表水、基底岩石矿物风化作用及大气降水是最主要来源49-50。对盐泉水而言，水-岩反应是87Sr/86Sr重要来源，87Sr/86Sr比值是研究图5 西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水18O-D同位素投影图Fig.5 The projection of18O vsD of salt springs inHaobo Lake Area of North Qiangtang Basin,Tibet（底图据39）185新疆地质2023年地下水系统中水-岩反应的重要方法51-53。刘建清等研究了北羌塘盆地侏罗系地层锶同位素分布特征54，结果表明：布曲组87Sr/86Sr为0.706 7110.708 323；夏里组一段为0.706 7700.708 009；夏里组二段为0.706 8870.709 445；夏里组三段为 0.706 9480.708 425；索瓦组一段为0.706 5910.711 086；索瓦组二段为0.707 2620.708 352。将侏罗系灰岩作为锶元素储集层，地层中包含的海水锶同位素比值与该时期形成的灰岩锶同位素比值具继承性。Semhi等认为55，大气降水中锶同位素比值大于碳酸盐的，如地下水与灰岩间互相作用对地下水径流路径上的锶有影响，锶同位素受地层中锶的渗入，排泄区泉水锶同位素的比例应向含水层物质的同位素比例偏移，比值较小。将样品与侏罗系进行对比，样品的锶同位素值普遍接近夏里组二段和索瓦组一段的值，这意味着水-岩反应是影响泉水锶同位素组成的重要因素之一。既反映盐泉水可能流经了夏里组二段和索瓦组一段，并与之发生过水-岩反应，带出侏罗系中的锶同位素信息，又反映湖泊成矿物质可能来自于夏里组和索瓦组（湖泊与盐泉水的成矿物质具有一致性）。综上所述，盐泉水是地表水与地下水环流汲取成矿作用的结果（因盐泉水与河水是湖泊的主要补给来源，所以湖泊与盐泉水的成矿物质来源具有一致性）。盐泉水的形成是大气降水沿岩石裂隙或断裂构造渗流到地下，不仅与地层水混合，还可能与来自深部的岩浆气液混合，随着地热增温和区域构造活动的热效应而被加热，同时在环流过程中不断地溶滤汲取含盐地层中的成矿物质并与岩石同位素进行交换。当靠近地表岩石中的大气降水因温度低而不断向下流动，从而与地下环流水体形成对流系统。通过地下深部循环，水体受地热梯度的加热，在温度、Ph、Eh等地球化学值达到平衡时，流体溶滤地层中的成盐物质，受地层压力影响并以泉眼方式排泄，直接对湖泊进行补给或汇流成河对湖泊进行间接补给，为盐湖的形成提供了有利条件。地下水循环汲取成矿模式见图6。图6 西藏北羌塘盆地浩波湖一带地下水循环汲取成矿示意图Fig.6 Schematic diagram showing mineralization through circulation and drawing ofGroundwater in Haobo Lake Area of North Qiangtang Basin,Tibet（底图据56修改）1.地下水循环 2.岩浆流体 3.断层 4.大气降水 5.大气蒸发 6.河流补给水 7.泉水 8.地下岩体186第41卷第2期屈李华等：西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水化学特征及物质来源探讨6 结论西藏北羌塘盆地浩波湖一带盐泉水具较好成盐显示，整体上具富集 Na+，Mg2+，Cl-，贫 K+，SO42-，HCO3-，CO32-特征。Cl-与矿化度及Na+含量呈正相关关系，矿化度随Cl-离子含量增加而增加。Na+，Mg2+，K+，SO42-也与矿化度呈正相关关系，反映盐泉水溶滤了地层中的蒸发岩盐类矿物。据盐泉水钠氯系数和溴氯系数判断，盐泉水属地层溶滤水。氢氧同位素组成反映成矿流体主要来源于大气降水，经地下循环与地层水混合并发生过水-岩反应，带出地层氢氧同位素信息，使得盐泉水同位素略有差异。锶同位素特征反映盐泉水在地下运移路径和形成过程明显不同。87Sr/86Sr值与区域背景值对比显示形成过程溶滤了夏里组二段和索瓦组一段中的蒸发岩，区内夏里组和索瓦组最有可能蕴含有成盐层系。总之，研究区存在大量地下水循环系统，大气降水通过地表渗透作用沿岩石裂隙和断裂构造进入地下水循环系统，通过与地层水混合，发生水-岩相互作用并获取大量成矿物质以盐泉水形式携至地表湖水中，是本区盐湖成矿物质主要来源。地表岩石的长期风化淋滤及第四纪沉积物中大量成盐物质随河水、泉水汇聚到湖中也可能是成矿物质来源之一。参考文献1郑绵平,袁鹤然,张永生,等.中国钾盐区域分布与找钾远景J.地质学报,2010,84(11):1523-1553.2牛新生,陈文西,刘喜方.羌塘盆地多格错仁地区盐泉地球化学特征及成钾预测J.现代地质,2013,27(3):621-628.3牛新生,刘喜方,陈文西.西藏北羌塘盆地友谊泉水化学特征及成盐指示J.矿床地质,2014,33(5):1003-1010.4马万栋,马海州.塔里木盆地西部卤水地球化学特征及成钾远景预测J.沉积学报,2006(1):96-106.5张玉淑,高东林,时林,等.云南思茅盆地勐腊含盐带盐泉水化学特征与找钾研究J.盐湖研究,2013,21(2):10-17.6Yin A,Harrison T M.Geologic evolution of the Himalayan-TibetanorogenyJ.Annual Review of Earth and Planetary Sciences,2000,28(1):211-2807夏林圻,马中平,李向民,等.青藏高原古新世-始新世早期(6540Ma)火山岩同碰撞火山作用的产物J.西北地质,2009,42(3):1-25.8Zhang K J,Z