江西新泉—温汤断裂东段中低温地热流体水化学特征及成因机制摘要
江西新泉—温汤断裂带东段赋存丰富的中低温地热资源,但对地热流体成因机制的研究相对匮乏,制约了该区水热型地热资源的科学开发。本研究聚焦新泉—温汤断裂带东段地热流体,综合运用水文地球化学和多同位素(H-O-Sr-C)示踪技术,识别地热水化学循环演化过程,阐释地热资源成因机制。结果表明,研究区地热水温度为23.1~40.5℃,呈弱碱性(pH:8.20~8.94),溶解性总固体(TDS)为135.0~225.2mg/L,水化学类型为HCO3-Na型。主要溶质摩尔比、Sr同位素及水文地球化学模拟表明,硅酸盐矿物溶解是控制地热水化学特征的主要地球化学过程,其次为阳离子交换作用。氢氧同位素特征与放射性14C测年技术揭示地热水来源于约4kaBP的古大气降水,补给区位于研究区西南侧海拔719~1104m的武功山山区。通过集成多组分溶质地温计估算热储温度为74.2~115.5℃,循环深度1 660.0~2 881.9 m,浅层冷水的混合比例为71.1%~76.2%。地热水成因机制为:大气降水沿花岗岩风化裂隙下渗至深部热储,经地壳深部热源加热后,因密度差异在浮力驱动下沿深大断裂带快速上升,最终受地形切割作用于沟谷部位出露形成水热型地热资源。该成果不仅阐明了断裂带地热流体的运移-富集机制,也为区域地热资源勘探与可持续利用提供了理论支撑。
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