兰州市城区深层地热水的水化学成因及其指示意义

兰州市城区蕴藏有丰富的地热资源,属于沉积盆地大型水热地热田,水质具有独特的理疗价值。从地热水化学和热储矿物成份入手,与地热地质条件紧密结合,首次采用了Piper三线图法、Schoeller图法、主要离子比例系数法和相关分析法,全面系统地揭示了西北黄土高原半干旱区典型山间盆地兰州地热田水文地球化学特征及其主要离子的来源。选取适宜的K-Mg地热温标法,解决了热储温度难以准确测量的问题。利用氢氧稳定同位素测试技术,示踪判定了地热水的补给来源、补给区域和循环深度。结果显示:兰州地热田钻孔揭露出水温度为35.5～74℃,总溶解性固体含量(TDS)为3.89～22.04 g/L,阴、阳离子分别以Cl~-和Na~+、Ca~(2+)为主,高矿化水质及特殊组分源于地热流体比较充分的溶滤作用。推测地热水中Na~+、Cl~-主要来源于岩盐的溶解,Ca~(2+)、Mg~(2+)除了来源于方解石、白云石、硬石膏等矿物的溶解外,还来源于长石等矿物的溶解。地热水中不存在阳离子交换作用。确定地热田热储温度为58～90℃,属于中低温水热资源。结果表明:地热水的补给主要来源于城区南部基岩山区的大气降水,经深部循环的加热而成,形成一个"源、通、储、盖"明了和补径排条件清晰的地热水系统。