承德北部茅荆坝地热田地热流体的水化学和同位素特征及其成因

• 作者: 庞菊梅 王英男 金爱芳 邵海 殷志强 万利勤 殷秀兰 于军
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 茅荆坝地热田 流体循环 地热水年龄 硫同位素 热储温度
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 页码范围: 224-236
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202205008

摘要

承德北部茅荆坝地区地表出露的地热水温度高达98.7℃，赋存于裂隙较发育的侏罗世中粗粒二长花岗岩热储，SO42-含量较高，但关于该区地热流体的补给来源、循环演化过程与成因机制研究尚少。为了认识该基岩山区地热系统的成因以合理开发利用地热资源，在区域地热地质调查的基础上，测试分析了不同水体的水化学组分、地下水年龄(3H和14C)、硫酸盐硫、氧同位素(δ34S-SO42-和δ18O-SO42-)、碳酸盐碳同位素(δ13C-HCO3-)、锶同位素(87Sr、86Sr)等特征值。结果表明：(1)茅荆坝地区地热水化学类型以SO4—Na型为主，硅酸盐矿物的溶解及阳离子交换作用促进了地热水中Na+、K+和SiO2的富集，水中SO42-并非来源于硫酸盐岩矿物溶解，推测为H2S气体从深部还原环境上升到浅部氧化后生成SO42-，也可能来源于高温地热水与硫反应形成的硫酸盐；(2)地热水n(87Sr)/n(86Sr)均值为0.709 2，与海相碳酸盐岩比值接近，揭示热储深部可能存在海相碳酸盐岩储层；(3)地热水属于古地下水，14C校正年龄为11.9～14.9 ka，循环更新能力差，由周边山区的大气降水补给，补给高程在1 532～1 632 m;(4)地热系统深部热储温度为142～144℃，高温中心位于热田北部。研究结果对冀北山地地热资源的可持续开发利用具有重要意义。