云南省腾冲热海地热田水化学及同位素特征

【摘要】： 腾冲热海地热田位于中国西南边陲，云南腾冲县西南14 km处。其目前的水热活动十分活跃、热显示丰富，具有十分重要的地球化学的理论研究意义。 热海地热田热水的Cl、B、Na等溶质具有很好的线性相关性，表明热储水源统一、冷热水混合过程单一，混合端元分别为深部高Cl水、富CO_2蒸汽以及雨水三个端元。热水的~(18)O、D同位素显示地热田的补给主要来自大气降水，部分混有幔源水的成分，补给区位于高黎贡山和北侧高山，补给高程在1600 m～2300 m之间。 热海地热田逸出CO_2气体和水溶总CO_2(TDC)的δ~(13)C值分布在-5‰～1．99‰之间。TDC的δ~(13)C值在瑞利去气或绝热沸腾去气过程中都会降低，降低程度与系统温度、开启状态有关，温度越低，开启状态越好，降低速度越快，反之亦然。本文反演得出深部热储CO_2气体的δ~(13)C值在-2～0‰之间，明显具有幔源碳的特征。同时我们发现水中δ~(13)C-TDC与腾冲火山区断裂带和中更新世英安岩分布有很好的空间相关性，说明热海地热田底部的岩浆囊可能同早更新世喷发有内在的联系。 热海地热田逸出气体的~3He/~4He值同样显示出了与断裂带、岩浆囊的分布有很好的空间相关性，断裂带越深，比值越大。近期水热爆炸(1993-2008年)反映出有向深部发展的趋势，表明岩浆囊活动可能加剧，应引起重视。 根据氚法测定深层热水的补给有早于1952年前的雨水。大部分泉点因冷热水混合导致氚含量升高，亦或是1952到1961年的氚高峰期没有过去，导致部分泉点的氚含量高于当地雨水年平均氚含量。 结合地热温标揭示的热储层温度，以及地热区的水化学、气体特征反映出的热储层赋存条件，本文提出了热海底热田热储的概念模型。地热田热储可分为深部热储和浅部热储两层。浅部热储温度在220～230℃之间，水循环较快，埋深在250～320 m；深部热储温度应为270～280℃，埋深660～785 m，水循环较慢。热源温度为320～450℃。而深部流体的温度可达400～450℃。 【关键词】：热海地热田 ~(18)O D ~(13)C同位素 地温温标 ~3He/~4He
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P641.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 前言9-15
• 1.1 选题依据和意义9-10
• 1.2 研究现状分析10-13
• 1.2.1 地热田的地球化学研究进展10-11
• 1.2.2 热海地热田的国内研究进展11-13
• 1.3 研究内容及方法13-15
• 1.3.1 技术路线图13-14
• 1.3.2 样品的采集和测试14-15
• 2 研究区概况15-22
• 2.1 地理地貌和水文地质条件15-16
• 2.2 区域构造和地质条件16-22
• 2.2.1 火山分布16-18
• 2.2.2 断层18-20
• 2.2.3 地层和岩石20
• 2.2.4 温泉出露情况20-22
• 3 水地球化学特征22-50
• 3.1 水化学特征22-29
• 3.2 氢氧同位素特征29-34
• 3.2.1 氢氧同位素在地表蒸发中的分馏29-30
• 3.2.2 氢氧同位素在地下沸腾中的分馏30-34
• 3.3 碳同位素特征34-50
• 3.3.1 CO_2的~(13)C分馏特点34-46
• 3.3.2 热海地热田泉CO_2(g)和TDC的~(13)C分布46-50
• 4 气体地球化学特征50-56
• 4.1 水热爆炸泉气体特征50-52
• 4.2 热海地热田泉气体组成52-56
• 5 热水年龄和热储温度56-66
• 5.1 热水的年龄56-60
• 5.1.1 氚法测年56-60
• 5.1.2 镭氡年龄60
• 5.2 热储层温度60-66
• 5.2.1 水化学地热温标——SiO_2和Na-K-Mg温标60-63
• 5.2.2 气体同位素地热温标——Δ13C(CO_2-CH_4)温标63-66
• 6 结论66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 个人简历74-75
• 附录75-84
• 附图84-85

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