新疆塔什库尔干县曲曼地热田地下热水同位素研究

新疆塔什库尔干县曲曼地热田位于帕米尔高原中东部的塔什库尔干谷地北段, 钻孔揭露最高温度162 ℃。文章测定了曲曼地热田地下热水和地表水样品中的氢、氧、硫、氦等同位素, 结合B、Br、Cl等地热地球化学特征, 对地热田的补给来源、补给区高程和气温、热源、循环特征等进行了分析。测试结果显示: 地下热水中δ18O为–8.00‰ ~ –10.77‰, δD为–72.50‰ ~ –82.12‰, δ34SCDT为21.10‰~23.76‰; 其他水体中δ18O为–10.50‰ ~ –13.03‰, δD为–81.68‰ ~ –93.87‰, δ34SCDT为1.16‰~7.05‰; 4He值为0.01×10–4, 3He/4He为0.397 Ra; 地下热水中B含量为2.6~13.1 mg/L。对数据进行分析后得到以下结论: (1)曲曼地热田δD-δ18O分布在大气降水线下方且具有向右上方延伸的特点, TDS值为1~4 g/L, rNa/rCl(毫克当量比值)>0.85, Cl/Br(体积分数比值)>300, 是以大气降水为主要补给来源的循环型地下热水, 补给区为地热田西南侧的高山区, 其高程约4657 m, 雨季气温–3~2 ℃; (2)曲曼地热田孔口出水温度较高、热储温度较大的ZK7、ZK22表现出较大的“氧-18漂移”量, δ18O漂移值分别为2.12‰和2.35‰, 推测其属于岩浆热源型地热系统; (3)地下热水比冷水富集D超过4‰, 34S同位素显示地下热水体具有深源硫的特点, 3He/4He具有大气和地壳混源的氦同位素组成特征, 地下热水中B的质量浓度是其他水体的27倍多, 说明地下热水循环深度较大, 同时在深循环过程中可能有少量初生岩浆水混入。