西藏高溫地?zé)犸@示區(qū)氟分布及富集特征

孫紅麗，馬 峰，劉 昭，劉志明，王貴玲*，男達(dá)瓦（.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，河北石家莊 05005；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 0008；.西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地?zé)岬刭|(zhì)大隊(duì)，西藏 拉薩850000）

西藏高溫地?zé)犸@示區(qū)氟分布及富集特征

孫紅麗1，2，馬 峰1，劉 昭1，劉志明1，王貴玲1*，男達(dá)瓦3（1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，河北石家莊 050051；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083；3.西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地?zé)岬刭|(zhì)大隊(duì)，西藏 拉薩850000）

通過對(duì)西藏高溫地?zé)犸@示區(qū)內(nèi)12個(gè)主要地?zé)崽锊杉牡責(zé)?、地表水樣?0組測(cè)試和分析可知，研究區(qū)氟含量0.34～19.2mg/L，地下熱水中氟含量均高于2.0mg/L，研究區(qū)南部氟含量較北區(qū)偏高.氟含量高區(qū)，地?zé)犸@示較明顯.氟離子在水化學(xué)類型為Cl-Na或Cl·SO4-Na等Na型水中富集程度高于HCO3-Na·Ca或HCO3-Ca等Ca型水.研究區(qū)高氟地?zé)崴母患瘷C(jī)制主要有:深部地?zé)崃黧w的升流混合作用，補(bǔ)給水向下滲流過程中含氟硅酸鹽礦物、螢石的溶濾作用.兩種機(jī)制相比，深部熱流的混合作用對(duì)地下水形成高濃度F-的貢獻(xiàn)更大，但礦物的溶濾作用相對(duì)而言更為普遍些.研究區(qū)砷的富集機(jī)制與氟相似，這也使得二者在空間分布上具有共生性.應(yīng)加強(qiáng)高氟高砷區(qū)地?zé)崴墓芾砼c防護(hù)，防止其污染地表水環(huán)境.

地?zé)犸@示區(qū)；氟；砷；富集；因子分析；西藏

飲用水中少量的氟可預(yù)防齲齒，有益于牙齒健康［1］，但是高于1.5mg/L氟含量的飲用水，則會(huì)引起類似于牙氟中毒的地方病［2］.中國(guó)、加納、印度、墨西哥、新西蘭、西班牙、韓國(guó)及美國(guó)等許多國(guó)家都存在部分氟中毒地區(qū)［3-6］.地下水高氟含量區(qū)與地?zé)崽锓植济芮邢嚓P(guān)，可為尋找地?zé)崽锾峁┮稽c(diǎn)線索［7］，García等［8］指出深層含水層水溫是控制氟遷移的一個(gè)主要因素之一，石維棟等［9］指出高氟地下水含量明顯受控于地?zé)岙惓?，如典型的中低溫地?zé)釁^(qū)關(guān)中盆地地下水氟含量較高［10］，我國(guó)典型高溫地?zé)崽镂鞑匮虬司責(zé)峋蟹扛哌_(dá)19.4mg/L［11］，美國(guó)黃石公園及其他與地?zé)峄顒?dòng)相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)中，以地?zé)崴疄橹鞯呐潘ǔ：挟惓８叩姆?2］.地?zé)嶙鳛橐环N新型的綠色環(huán)保能源，其潛在的開發(fā)利用價(jià)值已被越來越多的人所關(guān)注［13-14］.我國(guó)地?zé)豳Y源豐富，儲(chǔ)量居世界第二位，并正以每年10%的速度增加對(duì)地?zé)崮茉吹拈_發(fā)利用［15］.然而，地?zé)豳Y源的開發(fā)利用也引起許多環(huán)境問題，如空氣污染、地下水位下降、地面沉降等［16］，及地?zé)崴拈_發(fā)利用后尾水處理不當(dāng)帶來不良環(huán)境影響，如熱污染、化學(xué)污染等［13］.如西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電后的地?zé)崴湃腙鞍私斐申鞍私潘谙掠我欢▍^(qū)域［16-17］及相鄰水域中含較高的氟等有害物質(zhì)［18］.該排水口下游河段沿途分布有以該水系為主要飲用水源的自然村莊［18］，給當(dāng)?shù)氐娘嬘盟踩斐呻[患.本研究分析了西藏高溫地?zé)犸@示區(qū)地?zé)崴蟹x子的含量、高氟地?zé)崴瘜W(xué)特征，運(yùn)用相關(guān)分析、主成分因子分析等數(shù)學(xué)方法，對(duì)該地區(qū)地?zé)崴蟹目臻g分布、富集特點(diǎn)進(jìn)行了討論，并通過研究熱及重點(diǎn)離子的來源，分析了氟的來源及富集機(jī)制，為富氟地區(qū)地?zé)岬拈_發(fā)利用提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù).

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

西藏自治區(qū)位于青藏高原的西南部，是國(guó)內(nèi)地?zé)峄顒?dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)，地?zé)崽N(yùn)藏量居國(guó)內(nèi)首位，各種地?zé)犸@示達(dá)700多處［19］.西藏地?zé)峄顒?dòng)區(qū)位于地中海一喜馬拉雅地?zé)釒е校邷氐責(zé)豳Y源占全國(guó)地?zé)峥偭康?0%［20-21］，地?zé)豳Y源主要分布在青藏鐵路沿線的拉薩-尼木-羊八井-那曲-錯(cuò)納湖一帶，也正是本次工作得重點(diǎn)區(qū)域.

研究區(qū)位于西藏自治區(qū)中部地區(qū)，包括市縣有拉薩市、尼木縣、當(dāng)雄縣、那曲縣、聶榮縣、安多縣.地理坐標(biāo)范圍為90°00′E～92°30′E、29°15′N～32°30′N（圖1）.研究區(qū)屬高原溫帶至寒帶半干旱季風(fēng)氣候，年平均降水量南北變化較大，由研究區(qū)南部年平均300～544mm到高原北部大多地方年降水量100～150mm左右，多年年平均蒸發(fā)量南北不等，每年約2250～2640mm.研究區(qū)地下熱水的補(bǔ)給來源主要是冰川雪山溶水、大氣降水入滲.地下熱水的徑流、排泄條件取決于構(gòu)造斷裂、巖石破碎程度以及巖性等條件.

1.2 樣品采集與測(cè)試

本次工作主要針對(duì)青藏鐵路沿線西藏自治區(qū)境內(nèi)包括續(xù)邁、吉達(dá)果、嘎日橋、寧中、月臘、董翁、谷露、羅瑪、脫瑪、玉寨、錯(cuò)納、羊八井在內(nèi)的12個(gè)主要地?zé)崽铮▓D1）中氟的分布及富集機(jī)理進(jìn)行研究.主要收集及現(xiàn)場(chǎng)采集地表出露的地?zé)崛?2組、地?zé)峋?組、地表水4組、冰山雪融水1組，共計(jì)30件樣品，地?zé)崛勺杂谘芯繀^(qū)典型地?zé)崽锍雎兜牡乇頍崛?，地表水樣為相?yīng)研究區(qū)地表河流水體，冰山雪融水來源于念唐古拉山南側(cè)海拔4552m處高山積雪融溶水.采樣點(diǎn)的分布見圖1.

采樣時(shí)，水溫和pH值經(jīng)便攜式測(cè)定儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，用于SiO2測(cè)定的水樣，采集后立即稀釋5倍，置于100mL聚乙烯瓶中保存待測(cè)，用于其它測(cè)試目的的水樣，先用0.45μm的微孔濾膜進(jìn)行抽濾，去除水樣中的懸浮物，后分別裝入2個(gè)用去離子水潤(rùn)洗兩遍并干燥的100mL的聚乙烯瓶中，水樣必須裝滿采樣瓶，防止氣體進(jìn)入.向其中一個(gè)水樣瓶中加入14mol/L的試劑純硝酸直至水樣pH值低于2.0，此水樣用于常規(guī)陽(yáng)離子和微量金屬元素測(cè)試；另外一個(gè)采樣瓶中不添加任何試劑用于無(wú)機(jī)陰離子的測(cè)定.樣品采集完后存于4℃環(huán)境中保存并于2周內(nèi)完成測(cè)試.樣品分析時(shí)，質(zhì)量控制采用加 5% 的重復(fù)樣，所有重復(fù)樣品的誤差小于5%.

2 結(jié)果與討論

2.1 水化學(xué)特征

采集得到的30組地?zé)崴瘜W(xué)特征如表1所示，12個(gè)地?zé)崽镏?，水溫高?0℃的熱水泉有7個(gè)，其中80℃以上的為4個(gè)，分別為續(xù)邁、嘎日橋、寧中和谷露地?zé)崽?，另外，谷露地?zé)犸@示區(qū)熱泉出露溫度高達(dá)94℃，具有較高的開發(fā)利用和研究?jī)r(jià)值.研究區(qū)地?zé)崽锏責(zé)崴畃H值范圍為6.7～9.6，大部分地?zé)崽餅橹行灾寥鯄A性范圍.根據(jù)舒卡列夫分類法，研究區(qū)涉及到的水化學(xué)類型有HCO3—Na、HCO3—Ca、SO4·Cl—Na、Cl·HCO3—Na、HCO3—Na·Ca、Cl-Na，其中HCO3—Na是主要的水化學(xué)類型，這與本研究區(qū)處于高原地帶上，地下熱水的補(bǔ)給來源主要為冰川雪山溶水和大氣降水因素相關(guān)，另外，由于受地理、水文、地層、地質(zhì)構(gòu)造及相關(guān)的人類活動(dòng)等因素的影響，在溶濾、混合、蒸發(fā)濃縮、離子交換、氧化還原等作用的共同影響下，使得該區(qū)域的地下水的化學(xué)類型呈現(xiàn)一定的復(fù)雜性.

圖1 研究區(qū)主要地?zé)崽铩⒉蓸狱c(diǎn)分布及地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch of the main geothermal field and the sampling points distribution in research region

表1 西藏高溫地?zé)犸@示區(qū)水文地球化學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Hydrogeochemical data of high geothermal region in Tibet

圖2 研究區(qū)主要地?zé)崽锼畼臃诸惖年庪x子（a）和陽(yáng)離子（b）三角圖Fig.2 The main anions and cations ternary graphs for classification of all the samples

利用SPSS17.0對(duì)30個(gè)水樣的7種主要離子組分進(jìn)行聚類分析，結(jié)果（圖3）顯示樣品可分為3類，地表水、雪水與其他10組溫泉水樣品屬于a組，羊八井地?zé)峋畼悠贰⒏氯諛颉⒘_瑪?shù)責(zé)崽餃厝獦悠穼儆赽組，為Cl-含量較高的類別，其他高離子成分的樣品聚類于c組.

圖3 水樣中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、、、Cl-濃度的聚類分析結(jié)果Fig.3 Results of cluster analysis using K+， Na+， Ca2+，Mg2+，， Cl-concentrations

2.2 地?zé)崴植继卣?/p>

2.2.1 氟空間分布特征 研究區(qū)氟的濃度范圍為0.34～19.2mg/L，其中26組水樣超出了國(guó)家飲用水規(guī)定的1.0mg/L的限值［23］，超標(biāo)率為86.7%.除地表水外，熱水中氟含量最低值為2.0mg/L，均達(dá)到了氟礦水的命名濃度2.0mg/L.研究區(qū)12個(gè)主要地?zé)崽镏校?個(gè)地?zé)崽锓扛哂?.0mg/L，占地?zé)崽锟倲?shù)的75.0%，其中羊八井和谷露2個(gè)地?zé)崽锏責(zé)崴畼悠分蟹鷿舛瘸^了15.0mg/L，氟富集現(xiàn)象明顯（圖1）.相對(duì)于研究區(qū)北側(cè)，研究區(qū)南側(cè)氟含量較高，大體上具有南高北低的趨勢(shì)，如南部的續(xù)邁和嘎日橋地?zé)崽?，氟含量均高?.0mg/L，由圖4a可知，氟離子濃度與采樣點(diǎn)高程負(fù)相關(guān)，表明熱水中氟含量向海拔較低處地下水流相對(duì)滯緩處呈富集趨勢(shì).氟含量高區(qū)，地?zé)犸@示較明顯.地表出露溫度高于80℃的羊八井、谷露、續(xù)邁、嘎日橋、寧中地?zé)崽铮尸F(xiàn)出較高程度的氟富集，在一定程度上，氟含量是地下熱水溫度的函數(shù).研究區(qū)樣品中氟離子濃度與采樣時(shí)現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)溫度呈正相關(guān)關(guān)系，地?zé)崴跀M合線兩側(cè)基本呈對(duì)稱分布，擬合相關(guān)系數(shù)達(dá)0.85（圖4b）.同時(shí)，研究區(qū)As含量最高達(dá)3.03mg/L，為高砷地下水分布區(qū)，測(cè)樣結(jié)果（表1）顯示12個(gè)主要地?zé)崽镏械?個(gè)，As含量超過了我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值0.01mg/L［22］，其中6個(gè)高砷地?zé)崽餆崴蟹x子含量高于5mg/L，占高氟地?zé)崽锟偭康?5.0%，可以看出，高氟地下水與高砷地下熱水在空間分布上具有相似性.圖1圈定出了研究區(qū)高砷地下熱水分布、高氟地?zé)崽锸疽鈭D.

圖4 水樣中氟離子濃度與采樣高程、水溫及pH值的關(guān)系Fig.4 Plot of F concentration versus sampling elevation and temperature， pH values of water samples

另外，包括冰山雪融水在內(nèi)的5個(gè)地表水中，氟的最高值達(dá)2.0mg/L，砷最高達(dá)0.60mg/L，超出了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）的V類標(biāo)準(zhǔn)，其中砷最大超標(biāo)6倍，推測(cè)地表水中的氟、砷含量來源于地下熱水以泉的形式向地表排泄進(jìn)入河流，進(jìn)而影響地表水環(huán)境，對(duì)地表水的利用造成不良影響，因此在對(duì)高氟高砷區(qū)地下熱水的利用和管理時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎以防其對(duì)環(huán)境造成污染. 2.2.2 氟水化學(xué)分布特征 研究區(qū)地?zé)崴畃H范圍為6.7～9.6，30組水樣中，偏堿性水樣為24組，占總量的80%.而氟離子在偏堿性的環(huán)境中的富集程度高于偏酸性的環(huán)境（圖4c），含氟濃度高于7.0mg/L的樣品的pH值均大于7.0，溶液中pH與氟離子濃度具有較明顯的正相關(guān)關(guān)系，因氟的化學(xué)特性使得其絡(luò)合物在堿性環(huán)境中易于水解破壞而處于游離狀態(tài)，另外，呈堿性、偏堿性水有利于含氟礦物的溶解，以CaF2（螢石）為例，天然條件下的水體同時(shí)存在以下平衡關(guān)系:

堿性條件有利于水體中的Ca2+以CaCO3的形式脫離溶液體系，從而使得平衡（2）向含氟礦物（如螢石）溶解的方向進(jìn)行，氟離子濃度增加.

圖5 水化學(xué)類別與氟濃度范圍箱圖Fig.5 Box plots of fluoride’s concentration rang in relation to different water types

表2 樣品中各物理化學(xué)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)Table 2 The correlation coefficient between the physical and chemical indexes in the samples

水樣中氟的含量與地?zé)崴乃瘜W(xué)類型密切相關(guān)（圖5），水化學(xué)類型為Cl-Na型或Cl·SO4-Na等Na型地?zé)崴x子濃度較高，該種類型的水長(zhǎng)期處于地下水流緩滯地帶，有利于氟的穩(wěn)定，較容易富集氟離子；其次為Cl·HCO3-Na和HCO3-Na型地?zé)崴?；不利于氟的遷移和穩(wěn)定的是HCO3-Na·Ca和HCO3-Ca等Ca型熱水，該2類水中氟離子濃度均處于較低的范圍.氟的含量與水化學(xué)類型的關(guān)系也體現(xiàn)了水中主要離子對(duì)氟離子穩(wěn)定性的影響，水樣中Na+、Cl-含量較高時(shí)，氟離子濃度較高，如Cl（SO4）·Na、Cl·HCO3-Na、HCO3-Na型水，因該類水礦化度一般較高，熱水在地下與巖石作用時(shí)間較長(zhǎng)，含氟礦石不斷溶出，大量的Na+與F-共存于地下水中，而F-與Cl-的性質(zhì)相近，NaF的易溶性又保證了氟在地下水中的高度穩(wěn)定性，因此有利于氟的富集；由于CaF2為難溶物質(zhì)（溶度積1.46×10-10），水體中Ca2+的含量制約著F-的遷移和富集，如圖5中的HCO3-Na·Ca和HCO3-Ca型水.

利用SPSS.17對(duì)采得的30組水樣的主要指標(biāo)（表1）進(jìn)行相關(guān)分析（表2）.結(jié)果表明，與水樣中氟離子的濃度成正相關(guān)的物理化學(xué)指標(biāo)為溫度、pH值、Na+、K+、Cl-、As、、SiO、2TDS；負(fù)相關(guān)的指標(biāo)為Ca2+、Mg2+，其中溫度、pH值、Cl-、SiO2、Ca2+相關(guān)性明顯（相關(guān)系數(shù)大于0.5）.Na+、K+、Cl-、TDS對(duì)氟離子富集作用相同、含量對(duì)氟離子的富集起微弱的正相關(guān)關(guān)系，研究表明濃度較高時(shí)可置換地層中的氟離子［23］占優(yōu)勢(shì)的堿性環(huán)境中有利于含氟礦物中可交換的氟離子被水中的羥基置換而進(jìn)入水環(huán)境［24］；SiO2和Na+與氟離子濃度的正相關(guān)性，體現(xiàn)了氟離子的硅酸鹽等礦石溶解來源［5］；有別于Na+、K+、TDS， Cl-與氟含量正相關(guān)關(guān)系明顯，這可能預(yù)示著氟的另一種來源.

由表2可見，溫度、F-、pH值、與水樣中砷的含量呈明顯的正相關(guān)關(guān)系（相關(guān)系數(shù)大于0.5）.與氟類似，溫度與As的正相關(guān)性最顯著，表明高砷水的富集同樣受控于地溫異常，其熱動(dòng)力地質(zhì)效應(yīng)對(duì)于氟、砷元素的富集、遷移和轉(zhuǎn)化起到重要的控制作用.

2.3 地?zé)崴患卣?/p>

為進(jìn)一步研究高溫地?zé)崽锓患蛩?，?duì)研究區(qū)30組水樣中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、、、F-、SiO2、As、TDS、pH、溫度指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，并獲得3個(gè)大于1的主特征值如下表3所示.3個(gè)特征值的累積方差貢獻(xiàn)率為84.55%，對(duì)應(yīng)的3個(gè)主因子分別為:F1由K+、Na+、Cl-、、、TDS組成，F(xiàn)2由F-、SiO2、As、pH、溫度組成，F(xiàn)3由Ca2+、Mg2+、F-、pH組成，如圖6所示.因子分析的結(jié)果顯示，F(xiàn)1指示了研究區(qū)熱水中的鹽分；F2指示了溫度和pH值對(duì)含氟、As的硅酸鹽礦物的溶解起控制作用，研究區(qū)硅酸鹽礦物的溶解決定地?zé)犸@示區(qū)F-、As的富集；F3指示了螢石的溶解與沉淀受控于地下水的pH 值，進(jìn)而影響著地下水中Ca2+與F-的含量.

表3 因子分析中水化學(xué)成分相關(guān)矩陣的特征值及方差累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 3 The eigenvalues and cumulative variance contribution rate of factor analysis on the water samples

圖6 主因子的旋轉(zhuǎn)成分圖Fig.6 Rotating component of principal factors

研究區(qū)位于念青唐古拉山南側(cè)，地下熱水的主要補(bǔ)給為冰雪融水、大氣降水及少量地表冷水沿深大斷裂（通常是區(qū)域上的構(gòu)造帶）經(jīng)深循環(huán)下滲流至基底熱源加熱，然后沿次一級(jí)的斷裂破碎帶（控?zé)針?gòu)造）通道升流至近地表形成熱儲(chǔ)，熱流體從蓋層薄弱處以熱泉、放熱地面等熱顯示方式向周圍排泄.進(jìn)入地下的冷水向下入滲過程中，一方面與流程上的巖石、地下熱水發(fā)生溶濾、混合、離子交換作用，含氟含砷礦物溶解進(jìn)入地下熱水系統(tǒng)，另外，經(jīng)基底熱源加熱和深部熱交換，系統(tǒng)溫度升高加速礦物中氟和砷的溶解和析出，與此同時(shí)，來自深部的熱液沿通道升流，帶入的氟和砷與上層冷水發(fā)生混合，使得氟含量升高；另一方面，地表冷水帶入的酸性氣體CO2在與巖石礦物作用中不斷消耗，系統(tǒng)pH升高，Ca2+沉淀降低，F(xiàn)-溶出，促進(jìn)氟的富集；此外，氟離子隨泉排泄至地表的同時(shí)，散熱地表帶走的熱量加速了地表蒸發(fā)濃縮作用，氟離子進(jìn)一步得到富集.

水樣中Cl-與F-、As的顯著正相關(guān)關(guān)系體現(xiàn)了F-、As與Cl-具有相似的來源，結(jié)合Cl-可能存在的5大來源［25］，西藏羊八井Cl-主要來自深部物質(zhì)［26］，西藏地?zé)崴蠰i、Rb、As、B等正是巖漿作用后期富集于殘漿中的典型組分［27］，推測(cè)深部巖漿巖熱液升流進(jìn)入淺層地?zé)崴到y(tǒng)為研究區(qū)F-、As富集的又一重要原因，則因子F1指示意義為深部巖漿巖混合作用、淺層蒸發(fā)濃縮作用控制的熱水中的鹽分.

另外， F-、As在地?zé)犸@示異常區(qū)富集明顯，如羊八井、谷露地?zé)崽?，而研究區(qū)熱流體主要來源于補(bǔ)給水滲流經(jīng)深循環(huán)基低熱源加熱和深部巖漿熱流的升流混合，溫度越高，深部熱源越明顯，因此，深部升流作用對(duì)高氟地?zé)崴男纬韶暙I(xiàn)較大.

綜上所述，推測(cè)研究區(qū)地下熱水中氟的富集機(jī)制可能為:深部巖漿巖熱液升流侵入淺層地?zé)崴到y(tǒng)，地表補(bǔ)給水向下滲流過程中含氟硅酸鹽礦物、螢石的溶解作用，另外還有地下熱水的蒸發(fā)、濃縮作用.結(jié)合研究區(qū)為高熱地溫顯示區(qū)，深部熱流體的混合作用對(duì)高氟地?zé)崴男纬韶暙I(xiàn)較大，但含氟硅酸鹽礦物的溶濾作用及淺層地?zé)崴恼舭l(fā)濃縮作用相對(duì)普遍些.

砷在地下水中的遷移、轉(zhuǎn)化、富集受地下水pH值、氧化還原環(huán)境、有機(jī)組分、微生物等多種因素的影響［28-29］，但在本研究中地下熱水中的砷主要來源于深部地?zé)崃黧w升流混入和含砷的硅酸鹽礦的溶解，與氟的富集具有相似性，也正是這個(gè)原因，導(dǎo)致本研究區(qū)高氟水與高砷水在地域上具有伴生性.

3 結(jié)論

3.1 西藏高溫顯示區(qū)的12個(gè)主要地?zé)崽锏叵聼崴蟹糠秶?.0～19.2mg/L，大體上呈南高北低的趨勢(shì).熱水溫度與氟離子含量呈線性相關(guān)性，氟含量高區(qū)，地?zé)犸@示較明顯.氟離子富集現(xiàn)象在地表出露溫度高于80℃的羊八井、谷露、續(xù)邁、嘎日橋、寧中地?zé)崽镏休^為突出.氟在偏堿性的環(huán)境中較偏酸性的環(huán)境更容易富集，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型水不利于氟的富集和遷移，Cl-Na型水則對(duì)氟的富集起積極作用.

3.2 研究區(qū)地下熱水中氟的富集機(jī)制可能為:深部地?zé)崃黧w的升流混合作用，補(bǔ)給水滲流過程中含氟硅酸鹽礦物、螢石的溶濾作用，淺層地?zé)崴恼舭l(fā)濃縮作用.幾種機(jī)制相比，深部熱流體的混合作用對(duì)地下熱水形成高濃度F-的貢獻(xiàn)較大，而礦物的溶濾作用和蒸發(fā)濃縮作用相對(duì)較普遍.經(jīng)因子分析和相關(guān)分析，研究區(qū)砷與該區(qū)域氟富集機(jī)制相似，也正是如此，導(dǎo)致研究區(qū)高砷地下熱水與高氟地?zé)崴谄矫嫔暇哂泄采裕?5.0%的高氟地?zé)崴幱诟呱榄h(huán)境.

3.3 研究區(qū)氟的富集機(jī)理及氟含量與地表出露溫度的線性關(guān)系，間接的體現(xiàn)氟含量與地下熱儲(chǔ)、地?zé)崽锏木o密關(guān)系.因此，地下水中氟濃度異常可為尋找地?zé)豳Y源提供基礎(chǔ)參考線索.

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致謝：感謝中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所陸川研究員及其他同事在數(shù)據(jù)分析方面和西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地?zé)岬刭|(zhì)大隊(duì)在樣品采集方面提供的幫助.

The distribution and enrichment characteristics of fluoride in geothermal active area in Tibet.

SUN Hong-li1，2， MA Feng1， LIU Zhao1， LIU Zhi-ming1， WANG Gui-ling1*， NAN Da-wa3（1.The Institute of Hydrogeology and Environmental Geology， Chinese Academy of Geological Sciences， Shijiazhuang 050061， China；2.Chian University of Geoscience，Beijing 100083， China；3.Geology and Mineral Resources Exploration Geothermal Geological Brigade， Tibet， Lhasa 850000， China）. China Environmental Science， 2015，35（1）：251～259

Thirty geothermal and surface water samples were collected from the twelve main geothermal fields in Tibet to analyze the occurrence and distribution of fluoride in Tibet. The results showed that concentration of fluoride varied between 0.34and 19.2mg/L， fluoride concentrations of all the geothermal water samples exceed 2.0mg/L. The fluoride's concentrations in the south were slightly higher than those in the north in the research area. The more abundant of fluoride，the hotter of the surface temperature. Generally， fluoride was more enriched in Na types' water （e.g. Cl-Na and Cl·SO4-Na types） than in Ca types' water （e.g. HCO3-Na·Ca and HCO3-Ca types）. The main mechanisms of fluoride's enrichment in geothermal water may included: the mixture of deep geothermal fluid； the leaching of fluorite and silicate minerals containing fluoride. Comparison these two main mechanisms showed that 1stone was more important for forming extremely high fluoride’s concentration， the 2stone was more common in the research area. The enrichment mechanism of arsenic was similar as fluorine in the study area， and that was why the two elements had similar patterns in the spatial distributions. Strict environment regulations should be placed to manage arsenic and fluoride-contamination.

geothermal active area；fluoride；arsenic；enrichment；factorial analysis；Tibet

X142；TK521

A

1000-6923（2015）01-0251-09

孫紅麗（1984-），女，湖北孝感人，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院博士研究生，主要從事水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究.發(fā)表論文4篇.

2014-04-20

國(guó)家“863”項(xiàng)目（2012AA052802）；中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所基金項(xiàng)目（SK201212）

* 責(zé)任作者， 研究員， guilingw@163.com