摘要
云南省的温泉总数超过1000个,研究区芒市-瑞丽地区温泉较多,个别为高温温泉。研究温泉的水化学特征和成因对于丰富陆地地下水循环的认识具有重要的意义,也可以为当地地热资源的开发利用提供重要的理论依据。云南西部区内构造复杂,著名的龙陵-瑞丽深大断裂北东向纵贯瑞丽盆地,其断裂从加里东时期形成至今,表现为多期叠加活动,对古生代和中生代的沉积起控制作用,亦为控制盆地生成和演化的主控断裂。燕山运动末期及喜山期,该断裂的继承性活动明显,沿断裂形成了芒市、遮放、瑞丽等串珠状盆地。本文沿龙陵-瑞丽断裂调查了云南芒市到瑞丽地区的15处温泉,采集了20个水样,并对其水化学和同位素组分进行检测和分析。其中翡翠温泉YR19的水温达到103℃,为高温温泉;其余温泉的水温为37.5~72.8℃,为中低温和中温地下热水。温泉出露地层或岩石为盆地内第四系地层或盆地边缘地层交界带。经测试发现,研究区温泉水样主要为HCO_3-Ca和HCO_3-Na型水,少数为SO_4-Na型水,水样的矿化度为228~1812 mg/L,为淡水或微咸水;pH为6~8.4;YR3、YR8、YR17~YR19的Eh小于0 mV,其余水样的Eh为14~138 mV;对主要离子、次要离子等研究发现:研究区热水在地下循环过程中发生了溶滤作用为主,以及阳离子交替等水-岩相互作用;水样中Li、Sr等微量组分及H_2SiO_3、F等特征组分分别达到0.663~2099μg/L、31.8~862μg/L、18.8~159 mg/L、0.095~18.5 mg/L。利用δ~2H-δ~(18)O数据判别研究区地下热水起源于大气降水并估算补给区高程约为685~1374 m,补给区温度约为7~14℃;利用地下热水中~(226)Ra-~(222)Rn放射性同位素衰变原理估算地下热水的年龄约为2~13年;利用SiO_2地热温标法与多矿物平衡图解法估算算研究区热储温度约为43~168℃。利用硅焓方程法计算温泉水样中冷水混入比例均超过50%,并估算研究区地下热水循环深度约为465~3262 m。研究区温泉的成因模式可以概括为:大气降水在山区入渗补给地下水,地下水向着各盆地径流,经历深循环并获得来自深部的热流加热,当在地下遇到断裂带和侵入体产生的裂隙时上升,在接近地表时混入浅层冷水最后在地表出露或以地热井揭露,部分温泉在第四系中涌出地表,为断裂-深循环型地热系统。