近日，省生态环境地质调查院周艺颖等在北大核心期刊《地质科技通报》以“琼西南九所地热田水文地球化学特征及成因”为题发表科技论文，标志着海南岛西南浅部中低温地热田成因方面取得新认识。
研究团队基于已有资料，深入分析，利用离子的比值及相关性、Piper图、氟离子浓度分布图、硅焓图解与二氧化硅混合模型和硅-焓方程法，探讨了九所地热田热水化学组分的来源、阳离子交换、氟离子成因、热储温度和循环深度，提出了成因概念模型，取得了以下认识：
Graphical Abstract 图
一是九所地热田热水中的钙镁离子会与矿物中的钠钾离子发生交换；硫酸根主要来自于安山岩、流纹岩区深部硫及硫化物的氧化；萤石等含氟矿物的溶解、离子交换等是氟离子浓度的控制因素。地热水化学成分主要受硅酸盐矿物溶滤、阳离子交换、地层岩性及构造系统发育程度的影响。
二是在考虑地热水与地下冷水混合的条件下，区内地热水最可能的热储温度在99-169°C，冷水混合比例在80%-93%之间，深部地热水与冷水混合前蒸汽损失的质量比约为10%。地热水循环深度1.8-3.8km。
三是基于区域地质构造和琼西南四个地热田（九所、崖城、千家和福报）水文地球化学对比分析结果，提出九所地热田成因的概念模型，揭示了九所地热田热水受降雨补给，在芙蓉田-王下构造带、乐东-西昌构造带和九所-陵水深大断裂的控制下运移，从花岗岩区流向安山岩、流纹岩区，在此过程中汲取花岗岩中放射性元素衰变能量和少部分可能存在的幔源热量而增温，并发生硅酸盐矿物溶滤、阳离子交换、硫化物氧化等水-岩作用，导致氟、硫酸根等水化学组分浓度变化，引起水化学类型的演化。在水力差和浮力差双重驱动下，地热水沿九所-陵水深大断裂带及岩层裂隙上升，在九所地下浅部与孔隙型冷水混合后埋藏于第四系和第三系沉积盖层之下，形成地热田。
本论文揭示，琼西南九所地热田的主要控热构造为九所-陵水断裂带，而非尖峰-吊罗断裂带，这是理论层面的新认知。研究团队表示，琼西南地热田的热源是否存在幔源热，目前尚无充分证据，研究团队将继续对九所-陵水断裂带及邻区地热和构造活动性的关系开展研究，为深部地热勘查、相关科学研究和地方社会经济发展提供科学支撑。