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【案例分享】Picarro分析儀助力揭示川西高原鮮水河斷裂帶地熱水的分布與成因
摘要
鮮水河斷裂帶（XSFZ）構造活動強烈、地震頻繁、溫泉豐富，地熱資源開發潛力巨大。以往的研究主要集中在XSFZ東南段的某些熱液系統，如康定熱液系統，但缺乏對XSFZ沿線地熱水的綜合比較和系統分析。根據詳細地質調查，XSFZ熱液系統劃分為爐霍（LH）、道孚（DF）、黔寧—八美（QB）、雅拉河—中古（YZ）、康定（KD）和磨西（MX）6個地熱活動區。根據87Sr/86Sr比值和元素在水-巖石相互作用中的表現，硅酸鹽礦物的溶解是地熱水中水文地球化學成分的主要來源。δD和δ18O組成表明地熱水主要來源于降水，但也受到深層流體的影響。水庫溫度和氯焓模型表明，XSFZ 沿線存在3個不同的地熱系統：YZ和KD地熱水來自共同的深層水庫（R1），MX來自R3，LH、DF和QB來自共同的深層水庫R4。由于XSFZ沿線熱結構分布不均勻，東南段熱應力較強，地震發生較多。因此，對XSFZ沿線地熱水的研究可以為該地區深層構造活動和地震監測地球化學指標提供有價值的見解。
研究目的
系統地調查中國四川西部鮮水河斷裂帶（Xianshuihe fault zone, XSFZ）沿線的地熱活動區域，以了解地熱異常的成因機制，并為該地區的地熱資源開發和地震監測提供有價值的見解。研究旨在通過分析地熱水的氫、氧同位素組成、水巖相互作用的元素行為以及地熱水的熱結構，來揭示地熱系統的來源、循環模式以及與地震活動和熱結構分布的關系。
研究方法
包括對XSFZ沿線近60個溫泉進行系統的地質調查和樣品采集，進行水文地球化學、氫氧同位素和鍶同位素分析。研究者們還結合熱控制結構的特點，構建了XSFZ不同地熱系統的循環模式，并討論了水文地球化學過程、地震活動和熱結構分布之間的關系。
研究結論
在文中，圖5展示了地熱水樣品的δD和δ18O值，與全球平均水線（GMWL）和局部水線（LMWL）進行比較。圖中顯示，地熱水樣品的同位素值沿著GMWL和LMWL分布，表明地熱水主要受到降水補給的影響。此外，部分樣品落在混合區域，表明可能受到深部巖漿水的影響。這些數據支持地熱水系統受到深部熱源和水巖相互作用的控制。
Picarro的使用
在本研究中，Picarro L2140-i用于測量地熱水樣品的δ18O和δD。儀器得到的數據主要用于分析地熱水的氫氧同位素組成，這有助于研究者了解地熱水的來源、水巖相互作用以及深部流體的影響。這些數據支持了研究結論，即地熱水主要來源于當地降水，但也受到深部流體的影響。δD和δ18O的值表明，地熱水的補給海拔高度與區域地形和氣候條件相一致，這為地熱系統的補給和循環提供了重要信息。
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