中低温地热系统低盐度地热水高含量钠的地球化学成因:以广东惠州黄沙洞地热田为例

摘要：

高温地热系统中地热水中Na+含量一般超过300 mg/L,盐度也较大(TDS>1000 mg/L).而在中低温地热系统中,低盐度地热水的Na+含量一般小于160 mg/L.但在广东黄沙洞中低温地热系统出露的地热水中Na+高达325.4 mg/L,TDS小于650 mg/L.经典的水文地球化学作用(矿物溶解、离子交换等)很难解释其成因.样品水化学结果表明,地热水水化学类型均为HCO3-Na型,钠含量高(平均值为240.06 mg/L).氢氧同位素结果表明地热水与浅层地下水均具有相同的大气来源,都是瑶坑山区大气降水补给.水化学地温计和多组分矿物平衡(MME)评估的热储温度为100～130℃,地热水循环深度最大为2.43 km.Cl-作为混合比计算指标揭示浅层地下水混入地热水的比例为51％～72％,深部地热水中Na+实际含量应该高达685.2 mg/L.水-岩相互作用模拟结果表明,矿物溶解和离子交换对地热水中Na+富集的贡献较小,也揭示出地热水中存在Na+的额外来源.花岗岩流体包裹体微小但广泛存在于结晶矿物颗粒之间,其中Na+含量平均值为11758.9 mg/L.在地热水加热情况下,断裂和花岗岩裂隙网络层面及附近的流体包裹体膨胀破裂,流体混入到地热水中,为地热水提供了平均83％的Na+.因此,花岗岩流体包裹体可能是中低温地热系统低盐高钠地热水中Na+的主要来源.

关键词：水化学、低盐高钠地热水、水化学温度计、花岗岩流体包裹体、黄沙洞地热田、水文地质

所属期刊栏目：49

分类号：P597;P641(地球化学)

资助基金：国家自然科学基金No.41440027

在线出版日期：2024-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：271-287