郭琦-AG：流体地球化学与水化学温度计在东喜马拉雅康定高温地热系统的应用

　　高温地热系统具有强大的热能来进行地热发电,康定地热田是喜马拉雅地热带东段一个典型的高温地热系统。通过对9个水样、4个气样的水文地球化学、气体地球化学、水同位素的分析,确定了混合与脱气是影响水化学组分的主要水文地球化学过程,并结合水化学过程估算了热储层温度。数据结果表明碱性的深部地热水是由75%的冰雪融水与25%的岩浆水混合而成。热水中富集Na⁺、K⁺、F^-、Li⁺离子以及其他稀土元素符合其花岗岩储层特性。浅层的地热水由30%上涌的深部热流体与70%大气降水混合。高浓度的Ca²⁺、Mg²⁺和HCO_3^-离子表明其存在于灰岩储层中。由于地下水快速循环而没有发生强烈的水岩反应,使得热水中并未出现“氧漂移”。CO₂是最主要的地热其他成分,比例超过97%。通过地热温标模型矫正,CO₂脱气范围在0.4～0.8　mol·L^-1。当pH从6.0增加到9.0时,大约有36%的SiO₂发生重沉淀。通过碳同位素确定CO₂来源于灰岩变质以及岩浆脱气。通过阳离子温标Na-K、Na-Li计算得出热储温度为280℃,而通过CO₂脱气矫正的温标模型计算得出储层温度为250℃,另外硅—焓混合模型在混合前没有蒸汽分离情况下计算得出的热储温度为270℃。

　　图1　地热水和雨水硅—焓图 

　　图2　地热水与河水Piper三线图 

　　图3　地热水与河水Na-K-Mg三角图 

　　图4　地热水与地表水δD　vs　δ¹⁸O　图 

　　图5　地热水中温度与矿物饱和指数(SI)的关系图(a)15J35,　(c)15J36,　(e)15J38,　(g)15J42;地热水中温度与矿物饱和指数(SI)经CO₂脱气矫正后的关系图 (b)15J35,　(d)15J36,　(f)15J38,　(h)15J42。 

  以上研究成果发表在国际地学杂志《Applied Geochemistry》上（Guo Q., Pang Z., Wang Y., Tian J., 2017. Fluid geochemistry and geothermometry applications of the Kangding high-temperature geothermal system in eastern Himalayas, Applied Geochemistry, 81: 63-75, doi: org/10.1016/j.apgeochem.2017.03.007）。