锂同位素地球化学在地热流体水岩反应中的应用——以川西现代富锂热泉研究为例

• 作者: 于沨 于扬 王登红 高娟琴 王成辉 郭唯明
• 来源期刊: 岩石学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 地热流体 锂同位素 水岩反应 地球化学
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 472-482
• 页数: 11页
• 分类号: P597.2|P618.71
• 语种: 中文
• DOI: 10.18654/1000-0569/2022.02.11

摘要

高温流体的化学组成及同位素特征是深部环境信息的重要载体.本文基于锂同位素地球化学方法系统分析了川西现代热泉地热流体的水化学特征、水岩反应过程、补给来源、水岩反应温度及循环深度.研究结果显示,茶洛热泉水化学相类型为HCO3-Na型,与地表水和冷地下水的HCO3-Ca型存在明显区别.利用锂同位素温标估算茶洛热泉的水岩反应体系温度为227.80±19.84℃(2σ,n=8),热循环深度为7348.08m±684.26m(2σ,n=8).茶洛热泉水化学成分主要受水岩反应控制,处于非平衡向局部平衡过度.高K、Li、F、Cl等与花岗岩岩体有关的特征元素表明水岩反应中以与花岗岩岩体反应为主导,估算其贡献率约为75.34％.矿物饱和指数的计算,显示了热泉水中的白云石、萤石、霞石、方解石处于过饱和状态;钾盐以及大多数样品的石膏、硬石膏处于不饱和状态;石盐则趋近于平衡状态.锂元素浓度及锂同位素分析结果表明,热泉中的锂元素浓度远高于地表水和冷地下水,且富集较轻的锂元素.锂同位素质量平衡拟合估算与茶洛热泉水进行水岩反应的岩体的锂元素浓度为 13.43±7.04×10-6(2σ,n = 13),δ7Lirock值为 1.14±2.06‰(2σ,n = 13).岩体深度约6958～7450m.研究成果对于认识地热流体的富锂机理,拓展地热型锂资源的找矿思路均具有理论意义与实际应用价值.