陆地热泉钙华研究进展与展望

陆地热泉钙华是沉淀于富Ca2+和HCO₃-热泉（普遍T≥30℃）的陆地碳酸盐沉积物/岩。热泉钙华独特的形成环境、岩石矿物学特征、地球化学特征和流体性质对古环境、古气候、早期生命起源、新构造运动、陆相热水沉积学、地热资源等方面研究具有重要指示意义。尽管相关学者对陆地热泉钙华开展了相关研究,但由于热泉钙华沉积-成岩过程中受复杂外界条件控制,其时空分布、沉积特征、矿物组成、地球化学特征、微生物作用、流体来源、成岩作用、古气候记录等系列科学问题有待深入研究。在国内外大量文献的基础上,结合研究团队对云南腾冲火山地热区热泉钙华的认识,综述了目前国内外学者对陆地热泉钙华的研究进展,总结了热泉钙华研究意义,提出了当前热泉钙华研究存在的问题及下步研究方向,为更加全面地认识陆地热泉钙华沉积及未来研究提供启示。     

论石门雄黄矿床硅质岩的热水成因

湖南石门雄黄矿床附近存在大片硅质岩。硅质岩是热泉沉积的硅华，其微量元素组成与矿石中以及该区现代热泉体系沉积物类似，成矿溶液富Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ－、ＨＣＯ３－、ＳＯ２－４，与该区现代热泉类似。根据岩石学、岩石化学特征，结合微量元素、稀土元素与同位素等综合研究表明：矿床附近硅质岩为热水沉积成因，硅质可能来自下伏及深部地层。     

安徽向山铁硫矿区硅质岩特征及成因意义

宁芜向山—皇姑山地区铁硫矿床中及附近存在大片硅质岩,属热泉沉积的硅华。其微量元素Al、Mn、Cu、Pb、Zn含量较高,且具有稀土元素总量较低,Ce明显亏损,Eu明显富集等特征。据岩石学、岩石化学特征,结合微量元素、稀土元素与同位素等综合研究表明,矿床附近硅质岩为热水成因,硅质可能来自下伏及深部地层。     

雄安新区地热水化学特征及其指示意义

地热流体水文地球化学研究是认识地热资源形成机制、赋存环境以及循环机理的有效手段.以我国华北平原典型的中低温地热系统——河北雄安新区为研究对象, 基于不同热储层和浅层地下冷水的水化学及同位素特征, 探讨地热流体中主要组分的地球化学起源, 评估深部地热流体的热储温度, 指示地热系统的深部热源及其成因机制.大气降水入渗、热储高温条件下的流体-岩石相互作用是雄安新区地热流体中主要组分的物质来源, 其中深层雾迷山组地热水中部分组分可能源于古沉积水蒸发浓缩过程中形成的蒸发岩盐的溶滤.雾迷山组地热水适宜利用Ca-Mg温标和石英温标计算其热储温度, 温度范围为76.4~90.6℃, 馆陶组地热水运用石英温标更为合理, 热储温度为66.2~71.3℃.雄安新区地热异常是深部放射性元素衰变热在特定的大地构造背景下聚集而形成.      

硅质热泉沉积物的结构和微生物成矿成岩机制

热泉沉积物可以提供极端环境下的连续沉积,为认识地球早期生命环境,探索热泉微生物的矿化作用提供支持。现代热泉硅华由生物与非生物作用共同形成,主要沉积矿物为Opal-A,具有针状,柱状和簇丛状等沉积结构。岩石学研究为认识热泉微生物矿化作用奠定了良好基础。对热泉沉积成岩作用中Opal溶解—再沉积过程的认识,也对微生物矿化作用的研究提供了指导。目前,热泉沉积微生物矿化作用研究蓬勃发展,已明确生物矿化作用主要包括生物诱导矿化和生物控制矿化两个过程,但仍有大量生物矿化机制未被阐明。因此,对热泉沉积物形成和转化过程的研究有待进一步的加强。     

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。     

塔西台地寒武纪沉积环境演化与海陆耦合

碳酸盐岩台地作为陆地与深海间的过渡带,其沉积记录了海洋和邻近陆地的演化。结合已有的沉积学工作,对塔里木盆地西部台地寒武系碳酸盐岩进行全岩及酸不溶物地球化学研究。塔西台地寒武纪主要发育局限台地、局限-蒸发台地或蒸发台地相沉积。碳酸盐岩的地球化学特征主要受沉积环境和成岩作用影响,对研究区寒武系白云岩来说,其元素组成极易受沉积微相的控制,氧同位素组成则很可能已被成岩作用改造,仅原生、准同生白云岩的Sr/Ba、Fe/Mn和C同位素可反映沉积相演化对应的古盐度、离岸距离等沉积环境特征的变化,酸不溶物化学蚀变指数（CIA值）则指示邻近陆地的化学风化强度与气候特征。寒武纪时期,塔西台地在相对海平面较高时发育局限台地相沉积,以水体盐度较低、沉积环境离岸较远和生物活动相对较弱为特征,陆地化学风化强度适中,气候温暖湿润;在相对海平面较低时发育蒸发台地相沉积,具有水体盐度较高、沉积环境离岸较近和生物活动相对较强等特点,陆地化学风化强烈,气候炎热极端;在相对海平面适中时发育局限-蒸发台地,沉积环境和邻近陆地的特征介于前述二者之间。沉积相演化对应的较长周期的海陆演化可能主要受全球海平面升降及宏观气候变化控制,具体表现为相对海平面升降所导致的海相沉积环境的变化,以及气候变化引起的陆地化学风化强度的变化。寒武纪塔西台地所处区域的海洋-陆地演化具有高度耦合的特征。     

木利锑矿床成矿物质来源研究

经沉积地球化学、同位素地球化学研究,认为木利锑矿床的锑一源于早泥盆世坡脚沉积物－矿源层,硫来源于生物,成矿热液来源于成岩作用中的压实水和天水。压实水和天水受地热、动力热及有机质变质释放热的作用发生循环,萃取地层中的有用组分,形成了含矿热卤水。     

锂同位素地球化学在地热流体水岩反应中的应用——以川西现代富锂热泉研究为例

高温流体的化学组成及同位素特征是深部环境信息的重要载体.本文基于锂同位素地球化学方法系统分析了川西现代热泉地热流体的水化学特征、水岩反应过程、补给来源、水岩反应温度及循环深度.研究结果显示,茶洛热泉水化学相类型为HCO3-Na型,与地表水和冷地下水的HCO3-Ca型存在明显区别.利用锂同位素温标估算茶洛热泉的水岩反应体...     

沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究

地热资源按地质构造及成因的不同可划分为火山型及沉积盆地型两种类型。国内外许多学者对沉积型地热系统的同位素水文地球化学研究较多,而火山型地热系统研究不足,且沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究还有待进一步深入。文章以关中盆地腹部沉积型地热系统及腾冲火山地热系统为代表,应用同位素水文地球化学方法对不同类型地热流体的地质构造、地热流体起源及成因、热储开放程度等进行系统对比研究,进而揭示其异同之处,为我国不同类型地热资源的可持续开发利用提供科学依据。关中盆地与腾冲热海地热系统在热储空间、构造条件、热源方面均存在较大差异,前者热储更为封闭,热储层更厚,后者热储通道更为畅通,热源更为丰富;腾冲热海地热系统热储温度高,埋藏更浅,热水循环更快,更易于开发利用。关中盆地与腾冲热海地热系统均存在比较明显的δ18O富集现象,关中盆地地热流体滞留时间更长是δ18O富集的主控因素,腾冲较高的热储温度是δ18O富集的主控因素;关中盆地腹部为沉积-半封闭型、封闭型,腾冲热海地热系统为火山-半封闭型;在漫长的地质历史时期,水岩反应的程度是决定热储流体水化学类型的主控因素。     

热水沉积硅岩的地球化学

随着层控矿床研究的不断深入,一种新的岩石类型——热水沉积岩,尤其是热水沉积硅岩,已受到矿床学与岩石学家们的极大关注,并且被认为是20世纪80年代地球科学的一项重大进展。但如何区别热水沉积硅岩与其它成因硅岩呢?本文从岩石化学、微量元素、稀土元素、氧和硅同位素等方面介绍了热水沉积硅岩的地球化学特征。     

高温热田深部母地热流体的温度计算及其升流后经历的冷却过程: 以腾冲热海热田为例

高温地热系统中赋存着大量的地热能资源.为了进一步了解高温地热系统, 以腾冲热海热田为典型研究区, 利用热泉地球化学组成, 基于多种地球化学模型确定了热田深部母地热流体的温度, 并分析了其升流后经历的不同冷却过程.热海热田的硫磺塘水热区和热水塘水热区所排泄的热泉源自共同的深部热储, 该热储中母地热流体的Cl-质量浓度为265 mg/L, 温度为336 ℃.在热海热田, 母地热流体在经历绝热冷却过程后直接形成了泉口温度最高的大滚锅泉, 而其他中性泉均由母地热流体先与浅部地下冷水混合再经历绝热冷却形成.母地热流体的深部热储之上存在多个温度在200 ℃以上的热储, 这些热储的形成受控于热海地区发育的多组方向不同的断裂.      

江西永平地区石炭纪硅质岩成因地球化学特征及沉积环境

对永平地区石炭纪硅质岩的常量元素、微量元素、稀土元素、硅和氧同位素地球化学特征研究证明其为热水沉积硅质岩。硅质岩沉积大地构造地球化学表明硅质岩的沉积环境是大陆边缘的浅海。     

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.     

凡口铅锌矿床地球化学特征及成矿作用分析

凡口铅锌矿床是发育于碳酸盐岩建造中的海底热泉喷溢沉积矿床,以“一大二富三集中”的特点和典型的地质地球化学特征吸引着中外矿床地质工作者。常量元素和矿化元素的分布、矿物包裹体特征、稀土元素组成和硫同位素组成反映出该矿床与外生作用有关。铅同位素组成具有壳源和地下地壳来源铅的特征,矿物包裹体水氢、氧同位素组成表明,成矿溶液可能与深层建造水有关,后期与大气降水有关。矿区主要矿层经历海底热泉喷溢沉积－成岩的演     

沉积盆地型与隆起山地型地热系统地表地球化学异常模式差异性分析

地球化学勘探技术作为地热资源综合勘查技术之一,在地热勘探开发中发挥了重要作用。沉积盆地型与隆起山地型地热系统由于自身地质特征的不同,必然造成它们的地球化学判识指标和异常模式存在差异。目前国内外尚缺乏对这两种类型地热系统判识指标和地球化学异常模式差异性进行地质地球化学分析,导致针对不同的勘探对象在方法选择和异常解释上依据不足。以典型沉积盆地型地热系统——河北雄县地热系统,隆起山地型地热系统——安徽巢湖半汤地热系统为例,开展地球化学方法试验,建立了两种类型地热系统的地表地球化学异常模式,并从地热系统的地质因素(热源、热水、热储、通道、盖层)出发,对其地表地球化学异常模式差异性进行分析,表明隆起山地型地热系统地表地球化学异常模式为受导水断层、破碎带控制的正异常;沉积盆地型地热系统气体地球化学异常模式为受热储构造控制的正异常,微量元素地球化学异常为受氧化还原环境控制的负异常;二者在有效地球化学指标组合和异常形态上均存在差异。研究结果为不同类型地热系统勘探提供方法和理论依据。     

小热泉子铜矿床成矿过程分析

新疆小热泉子铜矿床主要产于下石岩统小热泉子组一套滨，浅海相火山-沉积组合夹不等量正常沉积组合的岩石中，矿体在较深部呈层状，似层状而在浅部呈脉状，构成立交桥式矿化格架，通过基础地质，矿床地质及地球化学特征研究，认为小热泉子铜锌矿床的形成过程至少经历了4期6个阶段；即喷流沉积-成岩成矿期，混合热液叠加改造期，构造改造期和表生风化期，主成矿期为热液叠加改造期。     

湘东北雁林寺金矿床成矿物质来源及成矿流体类型

雁林寺金矿位于雪峰弧形构造带(江南造山带湖南段)东段,是湘东北地区一个较为典型的金矿床。本文在前人研究的基础上,统计分析了矿区不同地质体Au元素含量、稀土元素地球化学、微量元素地球化学特征,对比研究了矿区含金石英的H-O同位素、Sr同位素地球化学特征及成矿流体组成特征。提出赋矿围岩冷家溪群浊积岩在沉积阶段就具有明显的金富集。矿区矿石、(矿化)蚀变围岩、未蚀变围岩稀土、微量元素地球化学特征呈现出高度相似性。含金石英的H-O同位素地球化学、Sr同位素地球化学及成矿流体成分特征表明成矿流体为变质流体。综合矿区地质特征、不同地质体金含量、稀土-微量元素地球化学特征、H-O同位素、Sr同位素及成矿流体成分特征,认为地层中的金元素为雁林寺金矿床提供了成矿物质。     

凡口铅锌矿床海底热泉喷溢成矿的物理化学环境

凡口铅锌矿是发育于碳酸盐岩建造中的海底喷溢沉积矿床 ,以“一大二富三集中”的特点和典型的地质地球化学特征吸引着中外矿床地质工作者。叠层状矿体发育于同沉积断裂的旁侧 ,矿层与灰岩呈沉积接触关系。矿石具沉积碎屑组构 ,黄铁矿、闪锌矿具外生特征。稀土元素组成和硫同位素组成反映矿床与同生作用有关。铅同位素组成具有壳源和下地壳来源铅的特征。矿区主要矿层经历海底热泉喷溢沉积—成岩的演化     

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。