公主温泉位于西藏自治区比如县,目前处于开发状态,但尚未开展水文地球化学特征、热储层岩性、热储温度及补给运移条件等成因机制的系统研究,制约了该地区温泉资源的可持续开发利用。研究基于野外调查,结合流体化学与同位素测试结果,系统分析了该温泉的水化学组成、水化学过程、热储温度及补给来源,进一步揭示了其地热系统的成因机制。研究结果表明:(1)研究区地热水主要呈中性至弱碱性,水化学类型为Cl—Na型,化学成分主要受蒸发盐矿物和硅酸盐矿物溶解及阳离子交换作用控制。(2)地热水以大气降水为主要补给来源,经修正的δD值计算的补给高程在5 398~5 819 m之间,平均值为5 605 m。氚同位素分析表明地热水为现代水与古老水的混合,热水滞留时间较长,补给距离较远。(3)利用硅焓模型法分析得到热储温度范围为183~245°C,冷水混合比例为58.2%~89.8%,指示研究区热储为高温地热系统。(4)地热系统成因模式为高山区降水沿背斜槽谷区岩石裂隙或断裂破碎带渗入地下,运移至深部热储层,在循环过程中吸收高温岩体或局部熔融体的热量,并发生水-岩作用,最终,由于压力和密度差异,沿构造破碎带向上运移至地表形成温泉。研究可为西藏比如县地热资源勘查评价与可持续利用提供重要的科学依据。