黔东南变质岩区温泉水化学特征及水岩反应研究

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1、分类号：P5密级：公开论文编号：2015021319贵州大学2018届硕士研究生学位论文黔东南变质岩区温泉水化学特征及水岩反应研究学科专业：地质学研究方向：矿物学、岩石学、矿床学导师：顾尚义研究生：何维中国﹒贵州﹒贵阳2018年6月黔东南变质岩区温泉水化学特征及水岩反应研究摘要水岩反应是泛指流体与岩石之间发生的化学反应，并同时实现流体与围岩之间的能量、质量及同位素等的交换。地热水中的离子大多数来源于水岩反应，离子组分特点能够在一定程度上反映含水层岩性特点和水岩反应程度。长期以来，人们对温泉的形成成因方面、温泉水来源和热储温度均有进行深入研究，并取得了相

2、应成果，而对于温泉的水化学特征所反映的水岩作用过程研究比较缺乏。因此，本文在根据众多学者研究的基础上，对黔东南变质岩区温泉水化学特征以及水化学特征所反映的水岩作用进行研究。本文以黔东南变质岩区剑河、黄平、雷山、台江四处温泉及周边围岩作为研究对象，通过野外观侧、岩石矿物鉴定、各水化学成分含量测定、地球化学分析等方法，运用矿物学、岩石学、地球化学、水文地质学等多种研究手段，多学科，多角度地来全面探讨黔东南变质岩区温泉水化学特征及水岩反应的研究。论文主要获得以下认识：研究区主要出露地层为青白口系的下江群，为一套浅变质岩碎屑岩，温泉出露地层主要以清水江组为主，

3、以含较多的凝灰质为特征，主要为变余沉凝灰岩、变余砂岩、变余粉砂岩和板岩等，主要岩石矿物为石英、长石、岩屑和少量云母、黄铁矿等。研究区四处温泉均为断裂（裂隙）温泉，主要受断裂构造控制，补给主要以大气降水为主。温度为27.5~42.8℃，为中低温温泉；pH值为7.8~8.7，属于弱碱性；主要离子为Na+和HCO3-，离子浓度范围为分别为58.9~310mg.L-1、131~703mg.L-1，是典型的HCO3-Na型水。通过对岩石样品主量元素、微量元素、稀土元素和温泉水的微量元素、稀土元素地球化学特征以及温泉主要离子来源分析，揭示出研究区具有一定的水岩作用

4、。研究区温泉水中大部分离子来源于水岩反应，水中的微量元素基本上继承了岩石中微量元素特征，水中的稀土元素是岩石中的稀土元素进入水体，温泉水中Eu均呈现出明显的正异常，主要是由于斜长石中含有较多的Eu，在水岩反应过程中使水体中的稀土元素继承了斜长石的稀土元素特征，即显示Eu的正异常。因此，稀土元素组成，主要受热储层清水江组中钠长石与水的反应制约。Na+是岩石中钠长石与富含CO2水的反应；水样中的SO42-以及亲硫元素Cu、Pb、Zn、As、Sb等主要来源于岩石中黄铁矿氧化溶解。由研究区温泉水的水化学特征，岩石与水组分之间的相关性以及微量元素含量变化特征分析

5、得出，研究区大部分离子来源于水岩反应，研究区主要发生的水岩反应为：钠长石与富含CO2水的反应、斜长石与水之间的反应以及黄铁矿在氧化条件下与热水之间的反应等。关键词：水岩反应，温泉，变质岩区，水化学特征IHydrochemicalCharacteristicsandWater-rockReactionofHotspringinMetamorphicRockAreaofSoutheastGuizhouAbstractThewaterrockreactionisthechemicalreactionbetweenthefluidandtherock,andt

6、heenergy,massandisotopesofthefluidandthesurroundingrocksareexchanged.Theionsingeothermalwateraremainlyfromthereactionofwaterrocks.Thecharacteristicsofioniccomponentscanreflectthelithologicalcharacteristicsofaquifersandthedegreeofwaterrockreactiontoacertainextent.Foralongtime,peo

7、plehavegonedeepintothegenesisofhotspring,thesourceofhotspringwaterandthetemperatureofheatstorage,andhaveachievedsomecorrespondingresults.However,theresearchonthewaterandrockinteractionprocessofhotspringsisrelativelylacking.Therefore,basedonmanyscholars'research,thispaperstudiest

8、hehydrochemicalcharacteristicsandhydrochemicalc