贵州省水银洞位于扬子准地台西南缘和华南褶皱带西缘右江裂谷过渡带,是一个由多时期、多性质构成的复合造山带,经历多期构造运动,区域发育多条深大断裂和次级断裂。受新构造运动改造,地表形成了一系列北北东及东西向褶皱断裂,区内地热地质条件良好。本次研究以水银洞地区地热水为研究对象,运用地质、水文地球化学和环境同位素等方法,对区内地热水的水文地球化学特征、补给来源、径流循环特征进行分析,定性估算地热水的热储温度、循环深度及冷水混入比例,探讨地热水的成因演化机制。此次研究可以丰富对该区地热水的认识,为后期地热水资源的勘探和合理开发提供科学依据,研究取得了以下认识:(1)研究区地热水属低温地热资源,主要储集在构造蚀变体和茅口组地层中,地热水离子浓度主要受石英、方解石、白云石、粘土矿物、黄铁矿等矿物控制。地热水温度为33~41.5℃,p H值7.16~7.78,TDS浓度为903.78~1426.94mg/L,水化学类型以HCO₃^-·SO₄^2--Ca²⁺为主,HCO₃^-·SO₄^2--Na⁺型较少;结合地热水水化学特征和矿物饱和指数可知,地热水中的Ca、Mg及HCO₃离子来源于储层中方解石、白云石的溶解,SO₄离子主要来源于硫化物的氧化,Na离子来源于粘土矿物溶滤。(2)氢氧同位素特征表明地热水补给来源为大气降水,补给高程为1657~2232 m,氚测试结果表明地热水为1952年前的“古水”;¹⁴C测年结果显示地热水年龄为8791~10977 a,表明地热水循环时间较长;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr结果表明地热水从西往东径流至研究区,并在长时间的径流循环过程中发生了程度较低的水岩相互作用;地热水中CO₂的δ¹³C值表明参与水-岩相互作用的碳可能为大气降水和有机物混合成因,δ³⁴S值表明硫的主要来源为硫化物氧化。(3)区内热源为大地热流,深大断裂和灰家堡背斜上的褶皱、断层为主要导热导水通道。地热水热储温度为60~80℃,循环深度为1147~1842 m,冷水混入比例为0.57~0.89。地热水成因总结为:大气降水在水银洞西部出露的茅口组地层远端侧向补给,沿深大断裂深循环吸收大地热流加热,热水受地形和岩性的控制从西往东径流至研究区,沿深大断裂对流上升至浅部,富集于构造蚀变体和茅口组中地层中并与围岩发生水岩反应。