【案例分享】Picarro分析儀助力揭示川西高原鮮水河斷裂帶地熱水的分布與成因

更新時間：2024-12-19 點擊次數(shù)：949

摘要

鮮水河斷裂帶（XSFZ）構(gòu)造活動強烈、地震頻繁、溫泉豐富，地熱資源開發(fā)潛力巨大。以往的研究主要集中在XSFZ東南段的某些熱液系統(tǒng)，如康定熱液系統(tǒng)，但缺乏對XSFZ沿線地熱水的綜合比較和系統(tǒng)分析。根據(jù)詳細地質(zhì)調(diào)查，XSFZ熱液系統(tǒng)劃分為爐霍（LH）、道孚（DF）、黔寧—八美（QB）、雅拉河—中古（YZ）、康定（KD）和磨西（MX）6個地熱活動區(qū)。根據(jù)⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值和元素在水-巖石相互作用中的表現(xiàn)，硅酸鹽礦物的溶解是地熱水中水文地球化學成分的主要來源。δD和δ¹⁸O組成表明地熱水主要來源于降水，但也受到深層流體的影響。水庫溫度和氯焓模型表明，XSFZ 沿線存在3個不同的地熱系統(tǒng)：YZ和KD地熱水來自共同的深層水庫（R1），MX來自R3，LH、DF和QB來自共同的深層水庫R4。由于XSFZ沿線熱結(jié)構(gòu)分布不均勻，東南段熱應力較強，地震發(fā)生較多。因此，對XSFZ沿線地熱水的研究可以為該地區(qū)深層構(gòu)造活動和地震監(jiān)測地球化學指標提供有價值的見解。

研究目的

系統(tǒng)地調(diào)查中國四川西部鮮水河斷裂帶（Xianshuihe fault zone, XSFZ）沿線的地熱活動區(qū)域，以了解地熱異常的成因機制，并為該地區(qū)的地熱資源開發(fā)和地震監(jiān)測提供有價值的見解。研究旨在通過分析地熱水的氫、氧同位素組成、水巖相互作用的元素行為以及地熱水的熱結(jié)構(gòu)，來揭示地熱系統(tǒng)的來源、循環(huán)模式以及與地震活動和熱結(jié)構(gòu)分布的關(guān)系。

研究方法

包括對XSFZ沿線近60個溫泉進行系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查和樣品采集，進行水文地球化學、氫氧同位素和鍶同位素分析。研究者們還結(jié)合熱控制結(jié)構(gòu)的特點，構(gòu)建了XSFZ不同地熱系統(tǒng)的循環(huán)模式，并討論了水文地球化學過程、地震活動和熱結(jié)構(gòu)分布之間的關(guān)系。

研究結(jié)論

在文中，圖5展示了地熱水樣品的δD和δ¹⁸O值，與全球平均水線（GMWL）和局部水線（LMWL）進行比較。圖中顯示，地熱水樣品的同位素值沿著GMWL和LMWL分布，表明地熱水主要受到降水補給的影響。此外，部分樣品落在混合區(qū)域，表明可能受到深部巖漿水的影響。這些數(shù)據(jù)支持地熱水系統(tǒng)受到深部熱源和水巖相互作用的控制。

Picarro的使用

在本研究中，Picarro L2140-i用于測量地熱水樣品的δ¹⁸O和δD。儀器得到的數(shù)據(jù)主要用于分析地熱水的氫氧同位素組成，這有助于研究者了解地熱水的來源、水巖相互作用以及深部流體的影響。這些數(shù)據(jù)支持了研究結(jié)論，即地熱水主要來源于當?shù)亟邓?，但也受到深部流體的影響。δD和δ¹⁸O的值表明，地熱水的補給海拔高度與區(qū)域地形和氣候條件相一致，這為地熱系統(tǒng)的補給和循環(huán)提供了重要信息。

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