福建漳州地?zé)崴瘜W(xué)及氫氧同位素特征研究

楊 旎, 王安東, 孫占學(xué), 陳向陽(yáng), 豆保娜, 武超峰

(1.東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330013;2.東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330013;3.福建省閩南地質(zhì)大隊(duì),福建 漳州 363000;4.東華理工大學(xué) 地球物理與測(cè)控技術(shù)學(xué)院,江西 南昌 330013)

能源和環(huán)境是當(dāng)今人類面臨的兩大問(wèn)題。隨著煤炭、石油等傳統(tǒng)能源的日趨枯竭和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重,新能源和可再生能源受到越來(lái)越多的關(guān)注。地?zé)崽锸且环N綠色低碳、安全穩(wěn)定的可再生能源,具有水、熱、礦三大屬性,開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源在促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、環(huán)境治理、節(jié)能減排等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)(汪集旸等,2017;肖則佑等,2018;許鵬等,2018;張薇等,2019;王軼等,2020)。因此對(duì)地?zé)崴_(kāi)展水化學(xué)和氫氧同位素研究,可以有效識(shí)別地?zé)崴乃瘜W(xué)類型、流體來(lái)源、水巖作用以及賦存環(huán)境等(Tarcan, 2003;Awaleh et al.,2015;周訓(xùn)等,2015;張磊等,2021),為地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)與利用提供重要依據(jù)。福建漳州地處環(huán)太平洋構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶,是中國(guó)東南沿海地?zé)釒У闹匾M成部分,地?zé)豳Y源豐富。漳州地區(qū)地?zé)崴睦脷v史可以追溯到1 300年以前,而對(duì)于其開(kāi)展正規(guī)的地質(zhì)調(diào)查和研究工作則是從二十世紀(jì)七十年代以后開(kāi)始的。1972—1976年福建省水文地質(zhì)隊(duì)首次對(duì)漳州地區(qū)開(kāi)展了1∶2.5萬(wàn)地質(zhì)調(diào)查和1∶20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查,認(rèn)為漳州地?zé)崽锏男纬珊蜔崴雎吨饕芙麰W向和近SN向斷裂的聯(lián)合控制,熱水屬于深層循環(huán)溶濾水(龐忠和,1987)。1984—1985年福建省地礦局在地?zé)崴瘜W(xué)、同位素和逸出氣體等的分析基礎(chǔ)上,指出漳州地?zé)崽锸谴髿饨邓疂B入基巖,沿構(gòu)造破碎帶被加熱上涌而形成;玉髓溫標(biāo)法估算了熱儲(chǔ)溫度為130 ℃,并認(rèn)為熱水氯離子和礦化度高是第四紀(jì)?；鶎佑绊懙慕Y(jié)果(龐忠和,1987)。熊亮萍等(1990)運(yùn)用管道模型法計(jì)算了漳州熱田地下熱水的循環(huán)深度,并運(yùn)用熱田相關(guān)的水化學(xué)資料估算地下熱水的熱儲(chǔ)溫度。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所地?zé)峥蒲袌F(tuán)隊(duì),對(duì)漳州盆地地?zé)嵯到y(tǒng)的成因模式、熱能潛力與熱水分布規(guī)律進(jìn)行相關(guān)研究,探討了地?zé)崴难h(huán)深度、補(bǔ)給來(lái)源、地?zé)崴挲g和熱儲(chǔ)溫度等,認(rèn)為漳州地?zé)崽锸堑湫偷闹械蜏貙?duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)(龐忠和,1987;龐忠和等,1990a;汪集旸,1993;Pang,2005)。然而,鐘時(shí)杰等(1990)、馬峰等(2015)則認(rèn)為漳州地區(qū)深部可能具有高溫地?zé)豳Y源,是潛在的干熱巖靶區(qū)之一。陳禮明(2019)對(duì)包括漳州地?zé)崽镌趦?nèi)的福建省地?zé)崴畾溲跬凰剡M(jìn)行了研究,認(rèn)為大氣降水是地?zé)崴闹饕a(bǔ)給來(lái)源,補(bǔ)給高程為165.5～1 853.3 m;地?zé)崴摩腄、δ18O同位素含量與Cl-、礦化度(TDS)呈正相關(guān),可能是受到海水混入作用的影響。

有關(guān)漳州地?zé)岬幕咎卣骷俺梢驒C(jī)制積累了不少的基礎(chǔ)資料,為進(jìn)一步深入的理論研究與分析論證創(chuàng)造了條件。然而,通過(guò)計(jì)算特征系數(shù)分析地?zé)崴臓顟B(tài)及相關(guān)的地質(zhì)作用、大氣成因指數(shù)分析地?zé)崴畞?lái)源以及根據(jù)離子組分比值分析海水入侵和存在海水混合的問(wèn)題等方面還有待深入研究。本研究在收集已有研究成果基礎(chǔ)上,實(shí)地采集了地?zé)崴畼悠?0個(gè),通過(guò)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、地?zé)崴瘜W(xué)以及氫氧同位素分析,對(duì)漳州地區(qū)地?zé)崴牡厍蚧瘜W(xué)特征、熱儲(chǔ)溫度、大氣降水與海水混合作用等進(jìn)行系統(tǒng)研究,為地?zé)豳Y源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

漳州隸屬于我國(guó)東南沿海地區(qū),大地構(gòu)造上屬歐亞大陸板塊東南前沿地帶(圖1),是瀕太平洋地區(qū)構(gòu)造-巖漿巖帶的重要組成,也是我國(guó)東南沿海地?zé)釒У闹饕M成部分,全區(qū)范圍內(nèi)有大量的溫泉出露(王德滋等,2002;王安東等,2015;孫占學(xué)等,2016)。中生代燕山運(yùn)動(dòng)以來(lái),太平洋板塊和菲律賓板塊向歐亞板塊(以NW向?yàn)橹?的俯沖是影響中國(guó)東南沿海地區(qū)巖漿活動(dòng)和巨型火山-侵入雜巖帶形成的重要因素,花崗巖體大面積出露,地?zé)峄顒?dòng)強(qiáng)烈(龐忠和,1987;楊立中,2016)。漳州地區(qū)基底巖石以晚中生代火山-侵入雜巖體為主,挾持于長(zhǎng)樂(lè)-南澳斷裂帶和政和-大埔斷裂帶之間,晚更新世以來(lái)由于斷裂張性活動(dòng),形成具有地塹性質(zhì)的斷陷盆地(龐忠和,1987;Lin,2001;Wang et al.,2016)。由于其地理位置和地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的特殊性,漳州地區(qū)不僅是地震監(jiān)測(cè)和地震學(xué)研究的重點(diǎn)區(qū)域(陳園田,1982;Lin,2001;Wang et al.,2016),也是我國(guó)東南沿海地?zé)釒е凶罹哂写硇缘牡責(zé)崽?龐忠和,1987;Pang,2005)。

圖1 漳州大地構(gòu)造背景圖(王德滋等,2002)

2 樣品采集與測(cè)試

本研究采集了漳州地區(qū)地?zé)峋畼悠饭?0個(gè),研究區(qū)地?zé)崴植枷嚓P(guān)信息見(jiàn)圖2和表1。共采集了中溫地?zé)崴?60 ℃≤t<90 ℃)8處,低溫地?zé)崴?24 ℃≤t<40 ℃)2處。

表1 地?zé)崴游恢?/p>

圖2 漳州地區(qū)溫泉分布圖(楊立中,2016)

地?zé)崴瘜W(xué)組成分析在核工業(yè)二三○研究所完成,氫氧同位素測(cè)試在東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。地?zé)崴x子水化學(xué)指標(biāo)的測(cè)試方法為:SO42-、Cl-、F-等陰離子采用離子色譜ICS-1100分析;K+、Na+、Ca2+和Mg2+等陽(yáng)離子采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀iCAP 7400分析。實(shí)驗(yàn)室對(duì)氫氧同位素的測(cè)定方法為:①δD同位素測(cè)定方法。樣品在45 ℃恒溫下與2%的H2和He混合氣平衡40 min后用MAT-253測(cè)試,精度為δD≤2‰;②δ18O同位素測(cè)定方法。樣品在28 ℃恒溫下與0.3%的CO2和He混合氣平衡20 h后用MAT-253測(cè)試,精度為δ18O≤0.2‰。

3 分析結(jié)果與討論

3.1 水文地球化學(xué)特征

3.1.1 水化學(xué)類型

三角形水質(zhì)圖解法是水質(zhì)分析中常用的方法,可根據(jù)圖中水樣點(diǎn)的位置,對(duì)其進(jìn)行水化學(xué)的分類并揭示水樣群之間的有用屬性和相互聯(lián)系(薛磊等,2020)。

運(yùn)用派佰三線圖(圖3)以及舒卡列夫水化學(xué)分類法對(duì)地?zé)崴M(jìn)行分類(張智超,2017)。由表2可知,研究區(qū)地?zé)崴?yáng)離子以Na+和Ca2+為主,其含量分別為8.76～2 644.00 mg/L和8.69～2 504.00 mg/L,陰離子以Cl-為主,其含量為2.50～8 203.00 mg/L。地?zé)崴乃瘜W(xué)類型為Cl-Na·Ca型(8處)和HCO3-Ca·Na型(2處)。

圖3 漳州地?zé)崴砂廴€圖

3.1.2 特征系數(shù)分布

地?zé)崴心承╇x子物質(zhì)的量濃度比可用來(lái)分析地?zé)崃黧w的運(yùn)移聚集規(guī)律和賦存環(huán)境(沈照理等,1983;王大純等,1986;閆曉雪等,2019;朱喜等,2021)。

變質(zhì)系數(shù)(γNa+/γCl-)可用于指示地?zé)崴牡貙臃忾]性和熱儲(chǔ)層水文地球化學(xué)環(huán)境等,其值越小,表明地?zé)崴幱谳^還原的水體環(huán)境,地層封閉性越好;值越大,表明地?zé)崴顒?dòng)越強(qiáng)烈(張保健,2011;史猛等,2019)。標(biāo)準(zhǔn)海水的變質(zhì)系數(shù)平均值為0.85(秦莉紅等,2019)。由表3和圖4可知,HCO3-Ca·Na型地?zé)崴淖冑|(zhì)系數(shù)值明顯高于0.85,表明其活動(dòng)和可更新能力強(qiáng);而Cl-Na·Ca型地?zé)崴淖冑|(zhì)系數(shù)值大多接近0.85,表明其處于較停滯狀態(tài),可能是受到海水混合作用的影響。

表3 漳州地?zé)崴x子特征系數(shù)表

圖4 漳州地?zé)崴瘜W(xué)類型與γNa+/γCl--礦化度關(guān)系圖

脫硫系數(shù)(γSO42-/γCl-)用于反映地?zé)崴趸€原環(huán)境,其值越小,表明地?zé)崴癫赜诜忾]良好地區(qū),氧化還原作用越徹底(張保建,2011;朱喜等,2021)。由表3可知,研究區(qū)地?zé)崴拿摿蛳禂?shù)值為0.05。其中,HCO3-Ca·Na型地?zé)崴摩肧O42-/γCl-較高于海水的γSO42-/γCl-值(圖5),說(shuō)明地?zé)崴x存環(huán)境封閉性差,更新能力強(qiáng)。

圖5 漳州地?zé)崴瘜W(xué)類型與γSO42-/γCl--礦化度關(guān)系圖

通過(guò)計(jì)算研究區(qū)地?zé)崴淖冑|(zhì)系數(shù)(γNa+/γCl-)和脫硫系數(shù)(γSO42-/γCl-),發(fā)現(xiàn)Cl-Na·Ca型地?zé)崴姆忾]性好,處于較停滯的還原環(huán)境,礦化度較高;HCO3-Ca·Na型地?zé)崴姆忾]性差,活動(dòng)性強(qiáng),礦化度相對(duì)較低。

3.1.3 礦化度

對(duì)研究區(qū)地?zé)崴械闹饕x子和TDS進(jìn)行相關(guān)性分析(圖6)。由圖6可知,在研究區(qū)地?zé)崴?Na+、Ca2+、Cl-含量與礦化度呈顯著正相關(guān),正相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.99、0.97、0.99;HCO3-含量則與礦化度呈負(fù)相關(guān)線性關(guān)系,負(fù)相關(guān)系數(shù)為0.14。綜合表明,Na+、Ca2+、Cl-是研究區(qū)礦化度升高的主控因素。

圖6 漳州地?zé)崴麟x子與礦化度關(guān)系散點(diǎn)圖

結(jié)合巖性分析,研究區(qū)熱儲(chǔ)層中含有硬石膏、方解石等礦物,這些礦物在二氧化碳和水的參與下,通過(guò)溶濾作用使地?zé)崴懈缓琋a+、Ca2+、Cl-等主要離子,從而形成以氯化物為主的高礦化度地?zé)崴?dǎo)致HCO3-的減少的原因可能是地?zé)崴谶\(yùn)移過(guò)程中脫碳酸作用產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,抑制其增加(馬寶強(qiáng)等,2019)。研究區(qū)HCO3-Ca·Na型地?zé)崴牡V化度值較低,主要原因是熱儲(chǔ)層和蓋層的巖石中含有較多的碳酸鹽類和鋁硅酸鹽礦物,在二氧化碳和水的參與下,通過(guò)溶濾作用使長(zhǎng)石類等礦物發(fā)生水解反應(yīng)而產(chǎn)生大量的Na+,再加上鋁硅酸鹽礦物的風(fēng)化溶解,形成了以HCO3-和Na+為主的低礦化水(袁建飛,2013;張智超,2017;馬寶強(qiáng)等,2019)。

3.2 氫氧同位素特征

3.2.1 氫氧同位素結(jié)果

研究區(qū)地?zé)崴乃疁貫?4.1～81.0 ℃,平均值為61.8 ℃(表4)。地?zé)崴罡咚疁貫樗蓭X溫泉(81.0 ℃),最低水溫為雙第華僑農(nóng)場(chǎng)溫泉(24.1 ℃)。地?zé)崴摩?8O為-5.7‰～-7.3‰,平均值為-6.3‰(n=10);δD為-27.2‰～-44.2‰,平均值為-36.8‰(n=10)。

表4 采樣點(diǎn)位置和氫氧穩(wěn)定同位素組成

將研究區(qū)地?zé)崴摩?8O和δD分別與全球和區(qū)域大氣降水線進(jìn)行對(duì)比,能夠識(shí)別地?zé)崴a(bǔ)給來(lái)源、水巖作用和混合作用等(Pang et al.,2017)。全球大氣降水線方程為δD=8δ18O+10(Craig,1961)。研究區(qū)域位于福建漳州,采用漳州大氣降水線為區(qū)域大氣降水線,降水線方程為δD=8.02δ18O+9.11(龐忠和等,1990b)。δ18O和δD對(duì)比結(jié)果表明(圖7),研究區(qū)大部分地?zé)崴摩?8O和δD靠近全球大氣降水線和區(qū)域大氣降水線,其補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水。

圖7 漳州地?zé)崴腄-δ18O關(guān)系圖

3.2.2 氧同位素漂移

地?zé)崴跬凰匾话阌袃煞N典型的分布特征:一種是氧同位素向右漂移;另一種是氧同位素靠近大氣降水線,漂移數(shù)量和程度并不顯著(張磊等,2021)。氧同位素漂移是由于水巖之間存在著同位素不平衡,會(huì)發(fā)生氧同位素的交換,從而造成地?zé)崴赝凰氐母患?出現(xiàn)氧同位素向大氣降水線右側(cè)漂移的現(xiàn)象(顧慰祖等,2011)。氧同位素漂移可用于判定地?zé)嵯到y(tǒng)深部的溫度(衛(wèi)克勤等,1983)。

研究區(qū)地?zé)崴跬凰仄频臄?shù)量和程度并不顯著,大部分都靠近全球大氣降水線和漳州地區(qū)大氣降水線(圖7),反映地?zé)崴跬凰氐慕粨Q反應(yīng)不充分,可能是因?yàn)榈責(zé)崴难a(bǔ)給與循環(huán)速度快、周期短,也可能是地?zé)崴臒醿?chǔ)溫度相對(duì)不高。

3.2.3 同位素高程效應(yīng)

大氣降水的氫氧同位素組成具有高程效應(yīng)(王恒純,1991;孫占學(xué)等,1992;宋小慶等,2019)?？筛鶕?jù)此特征計(jì)算研究區(qū)地?zé)崴难a(bǔ)給高程。計(jì)算公式為:

式中,H為同位素補(bǔ)給高程(m),δP為取樣點(diǎn)附近大氣降水的同位素值,δG為地下熱水中的同位素值,h為取樣點(diǎn)(井、泉)高程(m),K為同位素高度梯度值(即海拔每增加100 m,δD值的增加值)。

由于同位素交換反應(yīng)對(duì)δD影響甚微,一般利用δD計(jì)算補(bǔ)給高程(李鷺等,2019)。大氣降水的δD為-52‰,取-2‰/100 m作為梯度值用于計(jì)算補(bǔ)給高程(龐忠和等,1990a,1990b)。據(jù)此作為計(jì)算參數(shù),可得出研究區(qū)地?zé)崴难a(bǔ)給高程為398.00～1 248.00 m(表5)。根據(jù)漳州盆地的地形地勢(shì)、地質(zhì)構(gòu)造及地下水循環(huán)條件可以判斷補(bǔ)給區(qū)主要是西北部邊緣山地。

表5 補(bǔ)給高程

3.3 大氣降水與海水的混合作用

混合作用過(guò)程是指端元體相互之間水文地球化學(xué)性質(zhì)的分配與再整合,在這過(guò)程屮有些組分不會(huì)因混合而改變,仍然保留著原始端元的特征。如Cl-、Br-和B-等保守型組分受礦物溶解-平衡和次生礦物的影響程度很低,因此在一定條件下,某些離子組分比值常用來(lái)分析海水入侵和存在海水混合的問(wèn)題(袁建飛,2013)。

漳州地區(qū)地?zé)崴蠧a2+/Cl-、Mg2+/Cl-、Na+/Cl-、K+/Cl-、HCO3-/Cl和SO42-/Cl-的比值分別為0.12～3.48、0.01～1.86、0.30～3.83、0.02～1.80、0.01～18.24和0.02～0.58,平均值分別為0.71、0.27、0.80、0.21、2.39和0.14。徐彥澤(2009)計(jì)算了海水屮Cl-與Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO3-離子相應(yīng)的質(zhì)量濃度比,即Ca2+/Cl-、Mg2+/Cl-、Na+/Cl-、K+/Cl-、HCO3-/Cl-和SO42-/Cl-比值分別為0.02、0.07、0.06、0.02、0.01和0.14。通過(guò)對(duì)比可發(fā)現(xiàn)研究區(qū)Ca2+/Cl-、Mg2+/Cl-、Na+/Cl-、K+/Cl-和HCO3-/Cl-比值高于海水,SO42-/Cl-比值接近海水。圖8為Ca2+-Cl-和Na+-Cl-相關(guān)關(guān)系圖,其組分之間均具有良好的線性關(guān)系,進(jìn)一步說(shuō)明了海水對(duì)研究區(qū)地?zé)崴幕旌献饔谩?/p>

圖8 漳州地?zé)崴腃l-與Ca2+、Na+含量關(guān)系圖

此外,海水混入對(duì)地?zé)崴腄和δ18O無(wú)疑有顯著的影響。漳州地?zé)崴腃l-與其δD和δ18O有良好的線性相關(guān)關(guān)系,如圖9所示。影響研究區(qū)地?zé)崴腄和δ18O值的主導(dǎo)因素是海水與大氣降水之間的混合作用(Bath et al.,1983)。

圖9 漳州地?zé)崴腃l-與δD、δ18O值關(guān)系圖

3.4 水-巖平衡作用

地?zé)崴幕瘜W(xué)組成取決于溶解物質(zhì)的組成、含量、運(yùn)移深度、熱水在運(yùn)移過(guò)程中停留的時(shí)間以及水巖相互作用。因此,某些水化學(xué)組分比值能夠用來(lái)判別水巖相互作用和補(bǔ)給水的深淺部來(lái)源(Redwan et al.,2016;Soltan, 1998)。另外,Na-K-Mg三角圖也可用于評(píng)價(jià)水巖平衡狀態(tài),在此圖中地?zé)崴粍澐譃橥耆胶馑?、部分平衡水或未成熟?Giggenbach,1988)。

大氣成因指數(shù)(Na++K+-Cl-)/SO42-可用來(lái)判定地?zé)崴膩?lái)源(張磊,2021)。(Na++K+-Cl-)/SO42-<1時(shí),表明地?zé)崴从谏顚哟髿饨邓疂B濾;(Na++K+-Cl-)/SO42->1時(shí),表明地?zé)崴从跍\層大氣水滲濾(Soltan,1998)。由表6可知,Cl-Na·Ca型地?zé)崴疄樯顚哟髿饨邓疂B濾類型,HCO3-Ca·Na型地?zé)崴疄闇\層大氣水滲濾。

表6 大氣成因指數(shù)值

圖10顯示,部分地?zé)崴疄槲闯墒焖?且非常接近Mg端元,這表明水巖作用尚未達(dá)到平衡狀態(tài);另一部分地?zé)崴拷糠制胶馑臀闯墒焖g的邊界,顯示出較弱的水巖作用特征。

圖10 地?zé)崴甆a-K-Mg三角圖

3.5 熱儲(chǔ)溫度的估算

國(guó)內(nèi)外研究中比較常見(jiàn)的地?zé)釡貥?biāo)方法主要有4種:SiO2溫標(biāo)、陽(yáng)離子溫標(biāo)、同位素溫標(biāo)和氣體溫標(biāo)(王瑩,2007;李鷺等,2019)。地?zé)釡貥?biāo)方法都是在水溶液和礦物達(dá)到平衡狀態(tài)下建立的,因此在計(jì)算熱儲(chǔ)溫度前需根據(jù)Giggenbach(1988)提出的Na-K-Mg三角圖判斷水巖反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)(李超等,2020)。由圖10可知,研究區(qū)地?zé)崴挥诰植科胶鈪^(qū)和未平衡區(qū),說(shuō)明不宜采用陽(yáng)離子溫標(biāo)來(lái)估算熱儲(chǔ)溫度。

根據(jù)礦物飽和指數(shù)計(jì)算原理,玉髓和石英兩種礦物的飽和指數(shù)(SI)等于零時(shí),即達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)的溫度,可指示深部熱儲(chǔ)溫度(張智超,2017)。采用無(wú)蒸汽損失石英地?zé)釡貥?biāo)(式2)和玉髓地?zé)釡貥?biāo)(式3)計(jì)算研究區(qū)地?zé)崴臒醿?chǔ)溫度(表7)。

表7 漳州地?zé)崴疅醿?chǔ)溫度估算表

無(wú)蒸汽損失石英地?zé)釡貥?biāo),t∈(0,250)

玉髓地?zé)釡貥?biāo),t∈(0,250)

式中,ρ為SiO2濃度(mg/L)。

利用PHREEQC軟件模擬計(jì)算研究區(qū)地?zé)崴胁煌V物在不同溫度下的飽和指數(shù)。設(shè)定溫度梯度為20 ℃,溫度范圍為40～180 ℃,將礦物飽和指數(shù)與溫度繪制成如圖11,從而得到研究區(qū)熱儲(chǔ)溫度。Z1號(hào)地?zé)崴畼悠返挠袼韬褪⒌V物分別在60 ℃和90 ℃時(shí)接近飽和狀態(tài),硬石膏和白云巖收斂于SI=0接近飽和狀態(tài)時(shí)溫度分別為130～140 ℃和70～140 ℃(表8,圖11a)。因此,Z1號(hào)地?zé)崴臒醿?chǔ)溫度為60～140 ℃。

表8 1號(hào)地?zé)崴畼悠返V物飽和指數(shù)表

Z5和Z6號(hào)地?zé)崴畼悠返挠袼韬褪⒌V物分別在70 ℃和100 ℃時(shí)接近飽和狀態(tài),硬石膏和海泡石收斂于SI=0接近飽和狀態(tài)時(shí)的溫度分別為140 ℃和160 ℃,由此可以推斷出Z5和Z6號(hào)地?zé)崴臒醿?chǔ)溫度為100～140 ℃。

Z7號(hào)和Z10號(hào)地?zé)崴畼悠吩?60 ℃以下所有計(jì)算的礦物均未達(dá)到平衡,僅有文石與方解石在160 ℃左右接近平衡、石英與玉髓在40 ℃左右趨于共同收斂。由于Z7號(hào)和Z10號(hào)地?zé)崴难a(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)距離較近,其補(bǔ)給與循環(huán)速度快,因此參考各礦物數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布可大致推斷Z7號(hào)和Z10號(hào)地?zé)崴臒醿?chǔ)溫度為80～90 ℃。

其余5個(gè)地?zé)崴畼悠返挠彩嗪桶自茙r礦物均在100～120 ℃時(shí)接近飽和狀態(tài),石英礦物在80～100 ℃時(shí)接近飽和狀態(tài),玉髓和方解石收斂于SI=0接近飽和狀態(tài)時(shí)的溫度為60～80 ℃,由此推斷出地?zé)崴臒醿?chǔ)溫度為80～120 ℃。經(jīng)綜合分析,本研究區(qū)地?zé)崴纳畈繜醿?chǔ)溫度為80～140 ℃,屬于中低溫地?zé)豳Y源。

4 結(jié)論

(1)地?zé)崴瘜W(xué)組分分析顯示,研究區(qū)地?zé)崴饕獮镃l-Na·Ca型和HCO3-Ca·Na型。除大氣降水滲透,沿?cái)嗔焉钛h(huán),對(duì)圍巖進(jìn)行溶濾作用外,Cl-Na·Ca型地?zé)崴纬傻闹饕蜻€有海水參與混合。HCO3-Ca·Na型地?zé)崴纬傻闹饕蚴怯蓽\層大氣降水補(bǔ)給,沿?cái)嗔焉钛h(huán),對(duì)圍巖進(jìn)行溶濾作用。

(2)特征系數(shù)和礦化度分析顯示,Cl-Na·Ca型地?zé)崴忾]性好,處于較停滯還原環(huán)境,礦化度較高;HCO3-Ca·Na型地?zé)崴忾]性差,活動(dòng)性強(qiáng),礦化度相對(duì)較低。

(3)地?zé)崴畾?、氧同位素組成的研究表明,地?zé)崴腄和δ18O值數(shù)據(jù)點(diǎn)在δD-δ18O值關(guān)系圖上均落在大氣降水線附近,表明大氣降水是研究區(qū)地?zé)崴a(bǔ)給的主要來(lái)源;地?zé)崴淮嬖陲@著的δ18O漂移,地?zé)崴c圍巖之間的同位素交換作用不強(qiáng)烈,指示熱儲(chǔ)溫度不高;研究區(qū)地?zé)崴碾x子組分比、Cl--δD和Cl--δ18O均具有良好的線性相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明地?zé)崴M分受海水與大氣降水混合作用的影響;地?zé)崴a(bǔ)給高程為500～1 200 m。

(4)地?zé)崴哂休^高的熱儲(chǔ)溫度,SiO2地?zé)釡貥?biāo)和多礦物飽和法熱儲(chǔ)溫度計(jì)算結(jié)果表明,漳州地區(qū)地?zé)崴疅醿?chǔ)溫度為80～140 ℃,屬中低溫?zé)崴Y源。