青藏高原：存在地下水深循环吗？ k-
sbZL
7q|(ZZa
青藏高原冰川 $XI5fa4Tt
-c=IO(B/
■ 新闻缘起 Drlt xI)
1{"fmV
近日，中国科协第30期新观点新学说学术沙龙——《青藏高原冰川融水深循环及其地质环境效应》在河海大学顺利举办。 CFZ= !s)B
_ }!Q4K
此次会议由河海大学陈建生教授领衔申请，有来自河海大学、大庆油田勘探开发研究院、中国科学院青岛海洋研究所、东华理工大学、中国科学院青藏高原研究所、南京师范大学地理学院等单位从事水文地质、构造地质、油气资源、地球物理、地球化学等不同学科方向的专家学者近30人参加了会议讨论。 M14_w,
ORx, n7-
“西藏内流区每年由超过500亿方的冰雪融水渗漏到了中国北方鄂尔多斯、华北平原与内蒙古高原一带，渭河、泾河、洛河、汾河等几十条河流与湖泊都是由青藏高原的渗漏水所补给的，地下水是通过岩石圈中的渗漏通道通过深循环补给到北方地区。” ~|J6 M
D 2!ww{t
这是陈建生等教授在日前举行的第30期新观点新学说学术沙龙中提出的。 mc(&'U8R0I
<$D)uY K
——新的发现—— z<<` 1wqg
)hQNIt3o_
首次提出地下水深循环 J7QlGm,=
~.x! st}
传统的水文地质理论认为，地下水仅限于在上地壳循环。前苏联和德国进行的深钻发现地下水的循环深度至少达到了15公里，已经超出了上地壳的范围。 \hM6 ykY-
+n Mg QOs
“我们在我国北方的沙漠中发现可能存在着深循环的水，而且速度非常快。我们在鄂尔多斯、内蒙古高原和华北平原发现，很多的地下水不是来自当地的降水，可能来自外源的远程补给，根据氘、氧、氚等同位素判断，远程补给源区应该是纬度很高或者高程很高的寒冷地区，地表渗漏水通过深循环补给到了鄂尔多斯、内蒙古高原与华北平原等地。”陈建生说。 m2|0<P@k!
XtfL{Fy|T
他表示，地下水深循环的观点前人没有提出来。 ~*B1}#;
59 ^@K"J
渗漏水不少于500亿方 V7401@F
2z[Pw0# V
“根据前人的地球物理探测与地球化学分析结果，我们提出了西藏内流区冰雪融水渗漏方式与渗漏通道的时空关系，地下水在北羌塘渗漏到了中地壳以下。”陈建生说。 \Y!Z3CK
5[gkGKkf_
西藏内流区的渗漏水不少于500亿方，大概循环的深度在122公里到200公里，从羌塘到鄂尔多斯盆地上地幔有一个低速带，深循环的地下水可能就是沿着这个低速带由西向东补给的。地下水到了鄂尔多斯盆地之后继续向东补给到了内蒙古高原与华北平原，但渗漏通道的深度已经从100多公里上升到了20—30公里的中地壳。 _i8$!b2Mr
9$DVG/
——重要证据—— +Kq> r|;
82)d.>
地表水严重渗漏 (Z,,H1L
)cqhbR
青藏高原中的西藏高原面积为120万平方千米，分为外流区与内流区两部分，其面积分别约为59万平方千米和61万平方千米，分别占49％和51％。但科学家发现，外流区的径流量有4280亿方，而内流区的径流量只有202亿立方米，二者相差了20多倍。 K.z}%a
Y,(eu *Za
在北羌塘的卫星遥感图上可以发现，很多的河流是来自于冰川融雪的补给，河流的宽度超过了1千米，但是河流没走多远就消失了，并没有形成湖泊，这表明河水渗漏到了地下。 N%B#f\N
//+UQgl6
地下有大规模溶洞 2C xdNj
v8 %]^` '
第二个证据来自于北羌塘钻孔中发现的大规模的溶洞。国家地调局成都矿产研究所在南羌塘与北羌塘各钻了一个钻孔，他们要在这里找石油，在北羌塘打了一个钻孔很不顺，打到200多米的时候就出现了大溶洞，这个孔就废掉了，他们就移动了孔位，在100多米远的地方又打了一个孔。 N'`*#UI+
cE*|8'rSf
“钻孔发现，北羌塘地区曾经是一个含油气很高的盆地，而且石油经历过成熟的过程，但是后来遭到了地下水渗漏的侵入，油气也随着地下水流走。”陈建生说。 2s{yg%U(
Pucf 0 #
西藏那木错湖水位降低 fRa1m?%s
#^v5Eo
纳木错湖是我国的第二大湖泊，总面积约1980平方公里，虽然是咸水湖，但含盐量很低，每升水中的含盐量只有1.7克，湖水主要靠唐古拉山的冰雪融化补给。中国科学院青藏高原研究所在纳木错建有野外监测站，来自该所的周石硚研究员说：监测得知，2007年下半年，纳木错湖水位降低很多，从12月17日到25日，这8天的时间湖水位竟降低了10厘米，那段时间纳木错湖是有河流入湖补给的，而即便没有入湖补给，当地蒸发也不可能这么大。可以肯定，这段时间内，湖水是漏的。研究所还做过一项测算，9月至12月期间，纳木错湖不算入湖水量补给，至少有3.5亿方水下渗到地表以下。实际的渗漏量还要大，从这点来说，还是支持青藏高原水有渗漏观点的。 d ,QJf\fc"
e2*^;& |%
——潜在应用—— K5.C*|w
p-7dJ
有助于找到油气流动踪迹 MJg^
QVM
Xj-3C[ 8@
“在北羌塘钻孔的有机物包裹体中发现了油气，但是钻孔中除了找到沥青和干沥青外，并没有发现任何的油气迹象，灰岩溶洞表明该地区地下水已经强烈地渗漏，早年生成的油气已经随着地下水转移到了其他地方。如果情况果真如此，我们就应该在西藏以外存在深层承压水的地区找到油气流动的踪迹。”陈建生认为。 [#Yyw8V#<
v ;$^1 I
有可能揭示部分地震机理 W;-Qze\D
7k$8i9#
中地壳的空隙带是形成地下水深循环的重要因素，那么这种空隙带会塌陷吗？塌陷后会出现什么样的地质现象？ )@Zel.XD
ttw@nv%
@
“既然是空洞肯定会塌陷，尤其是冷却后，岩体收缩，裂隙增大，部分岩块之间变得疏松，在外力的作用下会发生塌陷的可能，塌陷后的岩块的势能转变成震动能释放，这是塌陷地震产生的机制，也可能还是浅层地震以及洋中脊地震的发震机制。”陈建生说。 @P. l8|w
kv5Qxj}
——业界声音—— W.67, 0m$
0"QE,pLe4
水究竟是从哪里来的？ W"Rii]GK"
z H \*v'
顾慰祖（南京水科院教授）： .Nf*Yqs0
FFQF0.@EBi
鄂尔多斯地下水补给资源总量每年为 105亿立方米，渭河补给黄河的水量每年为100亿立方米，问题是其补给源至今并未查明，并没有找到这200多亿究竟是哪儿来的？如果是降水补给，还没有确实的依据，而且整体水量并不平衡。华北地区年降水量不大，用水量很大，特别是前几年很干旱，大家都用地下水，地下水位应该很低了，但实际上地下水位并非如预期那样有很大的降深，而且有些地方还在上升，从这个现象来看，华北水量也不平衡，肯定也有外源。山西也有水量不平衡问题，长期以来使用泉水和深层地下水，如果只考虑降水补给，主要是对裸露半裸露灰岩的补给，与引用水量也不平衡，肯定也有外源。深循环理论，给了一线希望，也许北方的深层地下水其一个补给源是来于青藏高原。因为反过来说，如果没有青藏高原渗漏源，鄂尔多斯与华北平原的地下水从哪来？联系起来考虑就一定有外源。地下水中的氢氧与深部的氦同位素提供了一些证实它们之间存在联系的数据和信息。 7]v- 2
*
u51/B:+
北方降水补给地下水？ WWe.1A,
LTY.i 3
卫克勤（中科院地化所教授）： Rxli;bl zi
JV/,QWar
黄土包气带平均补给地下水的量大概占降水量的12%到13%，这个很支持深循环的说法，华北平原和内蒙古高原，垂直下渗得到的补给量是次要的，在这个地区的水资源框架中是次要的。我们所研究地区的浅层地下水主要不是由当地雨水下渗补给的，一定存在一种快速的补给通道，使浅层地下水有比较高的氚含量。 & aLR'*]6
v[|iuOU
地下水是不是广为联通？ ,H%\+yn{
m:41 zoV
汪永进（南京师范大学地理学院教授）： =0:hrg+Zgx
HIU @m<
这一理论思想比较新，其实质就是两个介质，一个是地下水一个是岩石圈中的空洞，很可能从不同的地质时期一直到现在，地下水的分布和空洞至今有相互的因果关系，这样的话，很可能解释一系列地质现象，理论很耳目一新。但是我们首先要搞清楚，现在这个空洞，现在这个地下水，是不是广为联通，这是一个基础问题。 ;I7Z*'5!
7 uDUZdJy
2009年06月24日 来源： 科技日报 作者： 周清春
