青海省互助土族自治县地热田水化学特征及成因机制

摘要

西宁盆地地热资源丰富,地热水呈现出高矿化度特性。为揭示该区地热水高矿化度的成因机制与循环演化规律,本研究选择西宁盆地东北部青海省互助县典型地热田为研究对象,通过地热水采样测试、同位素技术、传统水文地球化学方法和水文地球化学模拟等多方法协同分析,对区内地热水水化学特征、成因机制进行系统研究,在确定互助县地热田水化学特征的基础上,探讨了地热水补给来源和循环深度,定量评价了水循环过程中引起高矿化度特性的矿物反应机制,并构建了地热田成因模式。结果表明:区内地热水中水化学组分以Na⁺、Cl、SO₄～2为主,水化学类型为Cl·SO₄-Na型。区内地热水为弱碱性的高矿化度（TDS）、高氟热水,其中TDS质量浓度为9 530～43 056 mg/L,F质量浓度为1.26～2.31 mg/L。区内地热水接受大气降水入渗补给,循环深度为2 274.9～2 635.7 m,径流路径先后经过灰岩、片麻岩、砂岩及砂砾岩地层。区内地热系统为中低温传导型,热源主要来自下部地壳和上地幔的大地热流,盖层为古近系泥岩、石膏岩、砂质泥岩,热储层为白垩系砂岩-砂砾岩,热储温度为63.50～72.70℃,区内地热水高矿化度的来源主要受石膏、岩盐溶解和正向阳离子交换作用的影响;其中岩盐溶解和正向离子交换使Na+和C1质量浓度增大,蒸发盐岩中石膏的溶解使Ca²⁺和SO₄～2质量浓度增大,H₂SiO₃和F分别来自石英和萤石溶解。

关键词

地热田 / 水化学特征 / 水文地球化学模拟 / 成因模式 / 青海省互助县 / 西宁盆地