论文摘要
川西高原位于印度板块与欧亚板块碰撞带上,属于地中海—喜马拉雅地热带东支,拥有丰富的地热资源。在收集整理《横断山温泉志》《磨西断裂带高温热水对泸定县湾东电站压力钢管隧硐影响研究报告》及相关文献温泉水化学资料和野外实地调查采样测试的基础上,通过对比川西高原温泉的泉口温度和TDS的关系发现,当温泉的矿化度低至某种程度时,矿化度与泉口温度呈现出良好的线性关系。本论文以此为突破口,结合《鲜水河断裂带温泉资源调查》项目选题,以川西地热地质背景为基础,搜集统计川西温泉相关资料,并进行野外实地调查取样,选取川西高原温泉中随泉口温度增加,矿化度增加最少、且矿化度与泉口温度线性关系最好的温泉（共10组,下文称“川西淡矿化温泉”）作为研究对象,综合利用地热地质学、水文地球化学、水化学同位素等分析手段,分析川西淡矿化温泉的水文地球化学特征、同位素特征、水岩作用过程,研究其地球化学的成因模式。本论文主要研究结果如下:1、川西淡矿化温泉的分布主要受甘孜—理塘深断裂带、德格—乡城断裂带和毛垭坝活动断裂带控制,部分温泉则形成于印支期—燕山期复合花岗岩基岩裂隙中。甘孜—理塘深断裂带为一条岩石圈断裂,构造活动强烈,切割深度已达上地幔,这为川西淡矿化温泉的形成提供了良好的导热、导水通道。川西淡矿化温泉的热源主要为1530km深度范围内,温度相对较高的局部熔融体。其热储主要为印支期花岗岩体裂隙中的构造热储和三叠系砂板岩、碳酸盐岩层状热储。通过对川西淡矿化温泉热储温度估算可知,川西淡矿化温泉绝大部分属于高温水热系统;在强烈的冷—热水混合作用下,低温地热系统中也能形成矿化度极低的淡矿化温泉。2、川西淡矿化温泉水化学常量组分以Na+、Ca2+、HCO3-、SO42-为主,Na+主要来源于钠长石溶解,Ca2+来源于浅层地下冷水混合作用;HCO3-来源于碳酸盐溶解以及深部有机物分解;SO42-来源于金属硫化矿物的氧化分解及H2S气体的氧化还原作用。微量组分中,大部分川西淡矿化温泉的CO32-和H2SiO3较高,Cl-/HBO2和Cl-/F-对应着良好的线性关系,表明温泉的形成过程中受到了浅层地下冷水的混合作用的影响。氢氧稳定同位素与大气降雨线的关系说明,川西淡矿化温泉主要为大气降水渗入补给成因。3、川西淡矿化温泉高温水热系统的地球化学成因模式分为（1）地下水—矿物溶解/沉淀阶段,（2）地下水还原增温阶段,（3）地热水上升出露阶段。阶段（1）以钠长石、钾长石、钙长石等矿物发生溶解作用和阳离子吸附交替作用为主,形成阳离子以Na+为主,阴离子以HCO3-为主的浅层地下冷水;阶段（2）以SO42-—H2S氧化还原作用为主,在循环过程中,浅层地下冷水逐步增温,转变为温度很高的地热水;在该阶段末,地热水开始沿优势通道向上运移,由于压力和温度骤然降低,地热水发生闪蒸汽化,CO2和H2S气体大量逸出,地热水中的HCO3-发生分解,在地热水上升初始阶段形成阳离子以Na+为主、阴离子以SO42-为主、pH值很高、矿化度极低的地热水;（3）阶段以冷—热水混合作用为主,阶段（2）末期形成的矿化度极低的地热水在上升出露过程中,因地质环境条件变化以及与浅层地下冷水混合方式、比例的不同,可以形成不同水化学类型的矿化度极低的地热水。4、川西淡矿化温泉低温水热系统主要为乡城县两组淡矿化温泉,其实测温度低,热储温度估算仅56.2℃左右。两组温泉均出露于三叠系上统厚层石灰岩地层,水化学组分含量体现出富钙镁、贫钠钾的特征。温泉水源来自附近山体大气降水补给,大气降水沿温泉附近次生断裂入渗、径流,遇三叠系上统厚层石灰岩地层加热增温,而后沿运移方向前端的次级断裂向上运移,并与浅层地下冷水发生混合,最终形成水化学类型为HCO3-Ca型中性（6<pH<7.5）的、矿化度很低的低温温泉。开展川西这种低温—中高温温泉地球化学特征及成因研究,对于丰富地热学理论、揭示地球深部构造热演化环境和水-岩相互作用过程、补充并丰富对区域内地下热水循环系统的认识具有重要的理论和实际意义。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 陶广斌
导师: 李晓
关键词: 地球化学成因,地球化学特征,淡矿化温泉,川西高原
来源: 成都理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 地球物理学
单位: 成都理工大学
基金: 《鲜水河断裂带温泉资源调查》项目
分类号: P314.1
DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000445
总页数: 78
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