岩浆热源型地热系统及其水文地球化学判据

在各类地热系统中,岩浆热源型地热系统具有突出的科学研究意义和开发利用价值。自岩浆热源释出的岩浆流体富含多种强酸性气体,有极强的岩石溶蚀能力,是发生于岩浆热源型地热系统内的水文地球化学过程大异于非岩浆热源型地热系统的根本原因。浅埋或深埋岩浆热源型地热区内均普遍发育三种不同类型的地热水：酸性SO 4型、SO 4- Cl型或Cl- SO 4型水,中性Cl- Na型或Cl- HCO 3- Na型水,弱碱性HCO 3- Cl- Na型或HCO 3- Na型水;是否同时出现以上类型地热水也成为以非碳酸盐岩为热储围岩的水热型地热系统是否具有岩浆热源的水文地球化学判据。在中国,藏南- 滇西地热带和台湾地热带是岩浆热源型地热系统集中分布的区域;藏南高原的高温水热型地热系统下的岩浆囊可能是地壳增厚过程中发生局部熔融的结果,也可能与印度大陆岩石圈向北消减后在拉萨地体下形成的近东西向地幔楔的上涌有关。     

中酸性岩浆体系成矿流体及微量元素地球化学特征

从流体成矿作用角度出发，与酸性岩浆体系有关的成矿流体可以分为：酸性岩浆硅酸盐熔融体，岩浆一热液过渡阶段硅酸盐熔融体及其分异的流体，酸性岩浆熔体分异形成的热水成矿溶液。酸性岩浆体系主要提供热源和部分矿质，其提供的热源驱动地下水淋滤、萃取围岩中的成矿物质形成地下水热液成矿流体。变质岩混合岩化形成花岗质岩浆过程中所形成的混合岩化成矿流体。在此基础上，讨论了上述不同成矿流体的微量元素地球化学特征及其对成矿的控制作用。     

陇川县勐约乡地热资源特征及成因模式分析

云南西部陇川县勐约乡研究区小范围内出露地热泉,该区地热成因及地热田范围并不明确,地热成因争议较大。本文以勐约地热田为研究对象,结合前人研究成果和区内地热钻井资料并在此基础上开展了对地热成因分析,在盖层、热源、热储和热通道等要素方面对该区地热条件、地温场特征、地热形成机理进行研究,构建地热地质成因模型。综合分析认为:(1)水化学类型为HCO_3~-～Na~+型水;(2)该区地热田热源主要来源于上地幔的岩浆,高热岩浆囊构成本区主要热源。     

地热系统类型划分与主控因素分析

为了更好地进行地热开发利用,该文在前人研究基础上,将地热系统定义为一个相对独立的地质单元,以热源为中心,包含热生成—运移—聚集所需要的地质要素和地质作用,这些要素和作用组成了能形成热能聚集的功能单元。根据地质构造背景,地热系统可分为隆起山地型地热系统(Ⅰ型)和沉积盆地型地热系统(Ⅱ型)两大类。根据热源类型,地热系统可细分为隆起山地岩浆型地热系统(Ⅰ1型)、隆起山地非岩浆型地热系统(Ⅰ2型)、沉积盆地岩浆型地热系统(Ⅱ1型)、沉积盆地非岩浆型地热系统(Ⅱ2型)4亚类。根据热的赋存方式,上述4亚类地热系统可进一步细分为隆起山地岩浆水热型地热系统、隆起山地岩浆干热型地热系统等8种类型。充足的热源是一切地热系统形成的基础。充足的水源补给和断裂发育是隆起山地水热型地热系统形成的主控因素,一定埋深的大规模优质储层是沉积盆地水热型地热系统形成的主控因素。埋藏较浅的高渗透性储层及较好的盖层,是干热型地热系统形成的主控因素。     

典型高温热泉中锑的形态分布及其地球化学成因

锑为典型有害元素,地热成因锑是天然水环境中溶解态锑的重要来源,富锑热泉排泄的负面环境效应不容忽视.本文在藏南和滇西选择典型地热区,分析了热泉中锑的形态分布及其地球化学成因.总体上,研究区排泄的地热水具有远高于天然水环境背景值的锑含量,最高可达2 128.7μg/L.水文地球化学计算表明热泉中锑的主要存在形态为锑酸盐和亚锑酸盐,但部分热泉样品中硫代锑占总锑百分比可高达35%.硫化物浓度、S（-Ⅱ）/Sb摩尔比,以及砷锑之间的竞争巯基化作用是影响热泉中硫代锑含量的关键因素.在本研究所涉及地热系统中,西藏玛旁雍错曲色涌巴、门士、莫落江为岩浆热源型地热系统,其地热水中锑源自高温条件下热储围岩淋滤和作为热源的岩浆房所释出流体的输入,西藏曲卓木、朗久与云南邦腊掌则属于非岩浆热源型地热系统,其热泉中的锑主要来源于地热水-围岩矿物相互作用.     

福建无岩浆热源的深循环水热系统

近年来对福建省存在具有岩浆热源的高温水热系统的呼声甚高。因而在福建是否可能存在具有岩浆热源的高温热田再次成为必须回答的重要问题。在综述前人研究成果的基础上,论述了福建省地热活动的地质构造背景、温泉分布状况、地热系统的特征、深部是否存在岩浆热源以及地壳的热结构,系统论述了福建深循环水热系统的特征。认为由于地质构造条件所决定,福建有大量的温泉出露,其中大部分为中温水热系统(90~150 ℃)和低温水热系统(＜90 ℃),均属受断裂控制的深循环水热系统,皆为温水热储。极少数高温热水系统(＞150 ℃)也仅仅是地下水沿断裂循环的深度较大所致。笔者认为福建不具备形成“有岩浆热源的水热对流系统”的条件。     

幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体——可能性与现实性

综合国内外研究资料并结合笔者的研究成果 ,评述了幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体的可能性和现实性。笔者认为 ,在地幔熔融和富集交代过程中可以形成富金和二氧化碳的岩浆 ,进一步在岩浆去气过程中金可以气相形式随二氧化碳排出 ,而一个由深部稳定热源驱动、富含幔源岩浆去气带入的二氧化碳和金并与地壳浅部流体混合的热液环流系统是形成重要金矿化的必要条件。     

西藏玛旁雍错地热水地球化学特征及其成因机制分析

西藏地区位于欧亚板块与印度板块碰撞造山带,构造活动强烈,具有丰富的地热资源。本次研究在西藏阿里地区水热活动强烈的玛旁雍错地热田实地采集地表热泉样品进行水化学分析,依据地热水水化学特征,评估研究区热储平衡状态与热储温度,分析地热水在深部的水文地球化学过程,识别地热系统深部热源类型并阐明地热系统成因机制。通过此次研究表明：区内地热水主要为碱性Cl-Na型或HCO₃-Cl-Na型水和酸性SO₄-Na型水,地热水在深部已经与热储围岩达到完全平衡状态,通过地热温标计算热储温度在200℃左右;地热地表显示、热水水化学组分特征、热储温度类型等分析揭示玛旁雍错为岩浆热源型地热系统,地表不同类型地热水是深部母地热流体沿断裂向上运移过程中经不同水文地球化学过程形成。     

五台山地区地热系统探讨

地热资源包括熔融岩浆、干热岩体和地下热水三部分。内陆山区型地热系统着重于地下热水资源的研究,主要包括热源、媒介、冷热水交换边界、热水道和地下热水富集区等要素。笔者通过对五台山地区地热异常反映、盆地边缘地下热水分布和垂直地温场特征等规律的分析,初步给出了五台山地区地热系统的基本模式。     

五台山地区热系统探讨

地热资源包括熔融岩浆、干热岩体和地下热水三部分。内陆山区型地热系统着重于地下热水资源的研究,主要包括热源、煤介、冷热水交换边界、热水道和地下热消沉事集区等要素。笔者通过对五台山地区地热异常反映、盆地边缘地下热水分布和垂直地温场特征等规律的分布,初步给出了五台山地区地热系统的基本模式。     

云南景洪盆地地热地质特征及成因分析

景洪盆地隶属滇藏地热带之滇西中-高温地热区,区内岩浆岩分布较为广泛,活动性断裂较为发育,拥有形成地热的良好地质条件。研究表明,以澜沧江断裂（F1）为界,盆地内可划分出嘎洒-曼达-曼迈和曼贺蚌-曼养广东西两个地热田。西部地热田的热储层为临沧-勐海花岗岩体,东部热储层为南联山杂岩体。大气降水的入渗补给为地热水提供了丰富的水...     

青藏高原新生代岩浆活动与地热关系探讨

青藏高原地热资源丰富,具有分布广、温度高、潜力大等特点。为了更好地评价该区地热资源潜力,探索符合青藏高原地热资源特点的勘查、开发方案,需要对地热资源分布规律及成因进行研究。在总结前人对青藏高原新生代岩浆活动和地热资源特征的基础上,从青藏高原地质演化的角度分析地热资源分布的控制因素,探讨新生代岩浆活动与地热资源的空间展布关系,重点讨论藏南地区地热区划和雅鲁藏布缝合带岩浆活动之间的关系。结果表明: 青藏高原地热活动受控于地质构造演化,具有南强北弱的分布特点; EW向区域性构造缝合带和SN向深大断裂的交汇部位是地热的主要活跃区域,不同的岩浆活动为地热提供热源。     

大陆弧岩浆幕式作用与地壳加厚:以藏南冈底斯弧为例

大陆弧岩浆带位于汇聚板块的前缘,记录了洋陆俯冲过程和大陆地壳生长过程,是研究壳幔相互作用的天然实验室.越来越多的研究发现,大陆弧岩浆的生长与侵位并不是均一的、连续的过程,而是呈现阶段性、峰期性特征,即幕式岩浆作用.弧岩浆峰期与岩浆平静期相比,岩浆增生速率显著增强,易于发生岩浆聚集,继而形成大的岩基,如北美西部科迪勒拉造...     

黑龙江金厂铜金矿区晚三叠世—早侏罗世花岗杂岩锆石U—Pb定年和岩浆热演化史示踪

黑龙江金厂铜金矿床地处兴蒙造山带的北东端,兴凯—延边中生代岩浆构造带北部。对该矿区花岗岩杂岩体开展锆石CL图像、U--Pb定年和演化史示踪,结果表明它较好地记录了该区晚三叠世早期—早侏罗世岩浆连续作用的热演化史。岩浆演化大致经历了6个阶段:岩浆房冷却结晶、早期岩浆缓慢结晶、岩浆上涌过程中快速结晶、主体花岗岩浆降温结晶、晚期岩浆热液结晶和残余岩浆热液结晶过程。整个岩浆演化过程至少经历了23Ma,呈现相对连续的岩浆就位过程。     

岩浆岩中的熔体包裹体

熔体包裹体是岩浆岩矿物生长过程中捕获的天然岩浆珠滴 ,它们有效地保存了大量有关其主矿物形成时周围岩浆介质的物理化学信息 ,所以它们是其主矿物结晶演化史的忠实记录员 ,它们能够提供岩浆系统成分和演化的重要信息。文中对熔体包裹体研究的若干基本原理进行了讨论 ,它们涉及 :(1)熔体包裹体的一般特征 ;(2 )熔体包裹体封闭过程中和封闭后的演化 ;(3)熔体包裹体的均一化研究 ;(4 )熔体包裹体化学成分和挥发组分研究。熔体包裹体研究可以对岩浆岩石学中的一些重要问题进行更为深入的探索 :(1)重建天然岩浆结晶演化的热历史 ;(2 )提供有关岩浆沿下降液相线的成分数据 ;(3)查明天然岩浆结晶演化过程中化学成分的变迁规律 ;(4 )解决岩浆岩石学中的一些疑难问题 ,如岩浆不混溶作用、岩浆混合作用、岩浆混染作用、岩浆中硫的性状、地幔部分熔融和地幔交代作用等方面的问题。将熔体包裹体数据和常规的岩石学、地球化学和实验岩石学信息综合一体 ,可以提高我们模拟岩浆作用过程的能力。熔体包裹体研究已经成为现代岩浆岩石学的一个独立的分支 ,其前景十分广阔。     

基于钻井温的长白山天池火山北坡浅部岩浆房赋存深度研究

长白山火山区地壳热结构尚未建立,目前基于地球物理探测手段获得的天池火山浅部岩浆房赋存深度存在差异.通过对天池火山北坡CZK07钻孔测温情况的研究,在资料评价与地温梯度计算的基础上,结合全新世岩浆房温度资料,估算了北坡浅部岩浆房的赋存深度.CZK07钻孔位于地球物理探测所推测的浅部岩浆房正上方,靠近历史时期火山喷发火口,在孔深约610 m处地温较高且稳定(102.5~106.8℃).连续测温资料显示,钻孔地温随深度呈一次正相关变化,地温梯度主要变化于134~178℃/km之间(平均为153℃/km),可大致代表浅部岩浆房上覆地壳的地温梯度.基于前人浅部岩浆房的温度研究,本次定量估算的天池火山北坡浅部岩浆房的赋存深度,为天池水面下5.25~7.21 km,与地球物理探测的反演结果相近.     

岩浆流体在热液矿床形成中的作用

岩浆流体在浅部分离为岩浆卤水和蒸汽相 ,CO2 、SO2 的加入将增加不混溶区间。Ag ,Zn ,Pb ,Sn等在高盐度卤水中呈氯化络合物的形式搬运 ,Cu、Au呈I价态的二硫化络合物的形式在富硫的蒸汽相中搬运。岩浆流体与大气水混合的稀释和热效应 ,是导致Sn元素沉淀的主要机制 ,流体混合需要长期稳定的抽送系统 :( 1)对流体界面混合 ;( 2 )两组裂隙处相遇混合。斑岩Cu矿床早期以岩浆流体为主导 ,晚期大气水普遍存在。反应性强、富含金属的岩浆流体从侵入体往外运移并且与主岩反应 ,形成带状分布的蚀变矿物组合。高硫化浅成热液矿床的早期以流体对主岩的广泛淋滤为特征 ,流体呈酸性和氧化性。密度差使得低盐度液体与深处高盐度卤水在空间上分离。低硫化浅成热液矿床的成矿流体呈低盐度、中性pH值和处于还原性、静水压力条件 ,流体沸腾是成矿卸载的主要机制。富Au型矿床与低盐度富气相流体有关 ,富Ag型矿床与较高盐度的流体有关。在热液系统的寿命中 ,导致矿化的流体活动仅在短暂的时期内存在。热液系统之间在岩浆标志上的变异是由于岩浆流体的间歇性贡献或缺失造成的。     

岩浆通道系统与岩浆硫化物成矿研究新进展

大型-超大型岩浆硫化物矿床的形成需要满足3个基本条件:(1)大量幔源岩浆参与成矿;(2)岩浆演化导致硫化物熔离;(3)硫化物在有限空间聚集。然而,除Sudbury矿床外,全球与镁铁质岩浆有关的超大型铜镍硫化物矿床都发现于小的镁铁-超镁铁岩体中。近10年来的研究表明这些含矿岩体实际上都是岩浆通道系统的一部分,中国金川、杨柳坪、喀拉通克、红旗岭等大型和超大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床都形成于岩浆通道系统中,正是岩浆通道这样特殊的开放系统为大规模岩浆硫化物矿床提供了成矿条件。总结国内外最新研究结果,可以发现与成矿有关的岩浆通道系统都分布在深大断裂附近,大规模的幔源岩浆补充与地幔柱、大陆裂谷、碰撞造山后伸展等地质事件有密切的关系。尽管研究证明硫化物熔离都与地壳物质的混染有关,但矿石各种元素的品位却受母岩浆性质、硫化物熔离强度、与新注入镁铁质岩浆反应、以及硫化物本身结晶分异等多重因素的影响;含矿岩体和硫化物矿体的形态和大小都强烈地受围岩地质特征的控制。进一步明确这类矿床的地质特征、形成机制、成矿背景和成矿标志,对未来的研究和找矿工作都是非常必要的。     

浙闽粤东部地热场研究及其意义

根据研究区的现今地表温泉温度、地温梯度、地表热流值及地壳结构，恢复了古地热场，计算了各期岩浆活动产生的瞬时古地温梯度，初步探讨了研究区的热源及有机质热演化史。指出地幔热流是控制区域性地热场的主要因素，岩浆热流控制了局部高地热场的分布，构造活动产生的剪切热流对俯冲带及剪切带的瞬时古地热场有重要影响。研究区的有机质成熟度在总体处于过成熟的背景下，仍存在局部的成熟或成熟晚阶段的异常区，有可能成为最重要的     

Catalog of Enhanced Geothermal Systems based on Heat Sources

It is common sense that a deeper well implies higher temperature in the exploration of deep geothermal resources, especially with hot dry rock (HDR) geothermal resources, which are generally exploited in terms of enhanced geothermal systems (EGS). However, temperature is always different even at the same depth in the upper crust due to different heat sources. This paper summarizes the heat sources and classifies them into two types and five sub-types: crust-origin (partial melting, non-magma-generated tectonic events and radiogenic heat production), and mantle-origin (magma and heat conducted from the mantle). A review of global EGS sites is presented related to the five sub-types of heat sources. According to our new catalog, 71% of EGS sites host mantle-origin heat sources. The temperature logging curves indicate that EGS sites which host mantle-origin magma heat sources have the highest temperature. Therefore, high heat flow (>100 mW/m2) regions with mantle-origin magma heat sources should be highlighted for the future exploration of EGS. The principle to identify the heat source is elucidated by applying geophysical and geochemical methods including noble gas isotope geochemistry and lithospheric thermal structure analysis. This analytical work will be helpful for the future exploration and assessment of HDR geothermal resources.