岩溶热储高矿化度地热流体成因机制研究——以巴东县盐场河地热田为例

摘要

岩溶热储中地热流体多为中低温低矿化度热水,而岩溶热储中出现高矿化度地热水多与岩溶含水层矿物溶解有关。然而,湖北省巴东县盐场河地热田中地热水TDS高达12477.7 mg·L^(−1),水温约34℃,含水层矿物溶解并不足以解释其成因。文章在野外调查和地热钻探的基础上,对4个地热钻孔、1个温泉及附近4个冷泉进行了水文地球化学采样和测试。研究结果表明:盐场河地热田地热水化学类型为Cl-Na型,单位涌水量最大可达1767 m^(3)·d^(−1),出水口温度在30.2~34.5℃。对比钻孔测温和SiO2温度计分析,热储温度为59.1℃,循环深度为1923 m。Phreeqc水化学模拟揭示含水层中的水–岩相互作用(主要是含水层矿物溶解)为地热水化学组分提供了部分贡献,主要来源于径流过程中咸化潮坪泻湖相盐岩的溶解。水文地质条件和氢氧同位素指示地热水的大气降水来源,但季节性的冷水混入控制了水−岩相互作用的平衡。可见,巴东县盐场河岩溶热储高矿化度地热水主要是径流过程中盐岩的溶解提供了水化学组分,但是出露过程中受到季节性的冷水混合影响。