碳酸盐岩热储中稀土元素的地球化学行为及其指示意义:以施甸地热系统为例

施甸中-低温地热系统是滇-藏-川地热带的重要组成部分,强烈的构造运动使该地热系统热储结构复杂,当前对其地热水地球化学过程研究程度很低.通过分析施甸地热水中稀土元素(REEs)的地球化学行为,本文旨在揭示碳酸盐岩热储内的主导性水文地球化学过程.结果表明,施甸地热水大部分富集LREEs,显示其对围岩REEs特征的继承.地热水也表现出Ce、Eu和Y异常,其中Ce负异常因继承碳酸盐岩Ce负异常或保留地热水古氧化环境特征而形成,Eu正异常源于地热水对长石类矿物的溶解,Y正异常则是地热水运移过程中其中的Ho受碳酸盐矿物优先吸附造成.PHREEQC计算表明施甸地热水中REEs的主要形态为LnCO3+和Ln(CO3)2-,在同一水样中,LnCO3+含量随原子系数增加依次递减,而Ln(CO3)2-则依次递增.此外,地热水中还存在少量Ln3+、LnF2+、LnHCO32+和LnSO4+,其含量均随原子系数增加依次减小,受地热水pH和F-、HCO3-、SO42-含量共同控制.REEs分析可为地热水地球化学过程研究提供重要证据.