岡底斯—喜馬拉雅造山系中部熱泉地球化學(xué)特征及典型地?zé)釁^(qū)CO2脫氣通量研究.pdf

1、估算來(lái)自地球本身脫氣所釋放的CO2量,無(wú)論對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間尺度上的碳循環(huán),還是對(duì)現(xiàn)今全球的碳收支研究都是一項(xiàng)十分重要的工作。在碰撞造山帶,伴隨板塊碰撞作用會(huì)有大規(guī)模的巖漿活動(dòng),巖漿揮發(fā)份中所含的CO2會(huì)逸散到大氣中;同時(shí)富含有機(jī)質(zhì)的沉積物和碳酸鹽(包括碳酸鹽巖和碳酸巖)有可能被埋藏到可以發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)的深度,形成CO2脫氣,并以地?zé)釟怏w或流體的形式釋放出來(lái)。
　　 印度板塊與歐亞板塊自中生代末期以來(lái)的碰撞作用,使得整個(gè)藏南、藏中地區(qū)發(fā)生

2、了強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng),形成了岡底斯——喜馬拉雅大型褶皺造山系。研究區(qū)處在造山系中部,大地構(gòu)造部位特殊,強(qiáng)烈擠壓作用使得地殼異常增厚,區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育,強(qiáng)烈的擠壓還會(huì)在局部地區(qū)派生出走滑作用,使區(qū)域內(nèi)多地區(qū)具有張性動(dòng)力學(xué)特征。這些斷裂系統(tǒng)和局部的張性構(gòu)造為地殼和上地幔物質(zhì)向地表遷移提供了良好的通道。整個(gè)區(qū)域內(nèi)廣范的巖漿活動(dòng)為區(qū)內(nèi)大量的地?zé)崽锍雎秳?chuàng)造了熱源條件。
　　 岡底斯——喜馬拉雅系中部研究區(qū)熱泉溫度在15.5～86.5℃之

3、間,pH在7.00～8.70之間,電導(dǎo)率變化范圍主要為1000～4500μS/cm;熱泉水陽(yáng)離子組成以K+、Na+為主,陰離子主要以HCO3-和Cl-為主,均為弱礦化度水,水中總?cè)芙夤腆w物(TDS)多為800～1900mg/L。研究區(qū)熱水大多為末梢水,水化學(xué)類型主要為Na-HCO3型水,少數(shù)水樣為Ca-HCO3或Na-Cl型。SiO2地質(zhì)溫度計(jì)計(jì)算結(jié)果顯示,各地?zé)嵯到y(tǒng)淺部熱水的溫度主要介于70～150℃之間。K-Mg地質(zhì)溫度計(jì)計(jì)算結(jié)果顯

4、示各地?zé)嵯到y(tǒng)溫度主要分布區(qū)間為110～210℃之間,平均值為148℃。應(yīng)用log(K2/Mg)vslog(K2/Ca)圖解估算地?zé)嵯到y(tǒng)的二氧化碳的分壓(pCO2)在0.01～5.05×10SPa之間。
　　 采用PHREEQC軟件計(jì)算研究區(qū)熱泉水中22種熱液礦物的飽和度指數(shù)(SI),SI中值＞0的有:鈉長(zhǎng)石、文石、鈣蒙脫石、方解石、玉髓、羥基磷灰石、伊利石、鉀長(zhǎng)石、鉀云母、高嶺石、石英、滑石;明礬、硬石膏、鈣長(zhǎng)石、綠泥石、石棉、

5、白云石、螢石、水鋁礦、海泡石和無(wú)定形態(tài)SiO2的SI中值均小于0。
　　 采用活度圖解探討研究區(qū)熱泉水樣中礦物之間的相平衡,樣品在Na2O-Al2O3-SiO2-H2O系統(tǒng)中投點(diǎn)于鈉云母和鈉長(zhǎng)石兩相的區(qū)域;在K2O-Al2O3-SiO2-H2O系統(tǒng)中投點(diǎn)于白云母和鉀長(zhǎng)石區(qū)域:在CaO-K2O一Al2O3-SiO2-H2O系統(tǒng)中投點(diǎn)于鉀長(zhǎng)石相區(qū)域:在MgO-K2O-Al2O3-SiO2-H2O系統(tǒng)中投點(diǎn)于白云母和鉀長(zhǎng)石區(qū)域。研究區(qū)

6、熱泉水的總?cè)芙鉄o(wú)機(jī)碳(TDIC)濃度分布區(qū)間為0.0003～0.0255mol/L,熱泉碳同位素比值(δ13CTDIC,vs.PDB)從-9.51‰～+6.59‰,地表水的δ13CTDIC從-14.34‰～+1.54‰;將樣品投點(diǎn)于δ13CTDICvs.TDIC圖解主要落在了土壤CO2和深源CO2的理論分布區(qū)域。
　　 以熱水沉積物的種類將研究區(qū)的地?zé)崽锓譃榱恕扳}華型”和“硅華型”,并選取了朗久和搭格架兩個(gè)地?zé)釁^(qū)作為這兩種類型地