冷热混合作用下的岩溶地下热水形成机制新认识

岩溶型地热是地热系统的重要类型，岩溶介质的特殊性使得其形成过程中易与浅循环水系统发生更多的相互作用，而有别于其他介质地热系统。本文以四川盆地边缘的铜锣山背斜岩溶地下热水系统为研究对象，通过野外调查、水文地球化学、环境同位素等方法和手段，结合区内地热地质和岩溶地质条件，系统探讨了岩溶地热系统热水出露过程中的冷、热水混合作用，揭示了冷热混合作用对岩溶地热系统形成模式的遮蔽性，并建立了铜锣山岩溶地下热水成因模式。结果表明，铜锣山岩溶地下热水出露过程中冷热水混合作用极为强烈，冷水混入比高达73% ~89%；冷热水混合会破坏热水携带的地热系统信息，使得补给高程和热储温度分别被低估约78%和45%。铜锣山背斜岩溶地下热水形成模式为大气降水在北部2100~2400 m高程的岩溶裸露山区渗入地下，在深循环过程中被地温增温加热，岩溶热储层温度为128~172 ℃，热水受岩溶和构造控制由北东向南西径流，并沿裂隙和岩溶通道向上径流，在此过程中与岩溶槽谷背斜局部浅循环冷水大量混合，混合后的热水以38~62 ℃的温度自然出露于深切河谷地段或被人工揭露。