摘要：分析热泉区水热蚀变矿物及钙华的分布特点和形成规律可以指示深部水文地球化学环境,进而揭示地热田演化过程中矿物的溶沉规律,对于开发利用地热资源具有重要的意义。为此以青海贵德盆地扎仓地热田为研究对象,采取该盆地内原位岩石样品与水样,在储层压力条件下利用高温高压反应釜模拟不同温度时补给水源与热储岩石间的相互作用,进而分析水岩作用后热储层矿物成分、反应液化学成分的变化规律,再利用TOUGHREACT软件模拟实验的化学反应过程,预测长时间尺度下的水文地球化学演变规律,探究了该区水热蚀变矿物以及钙华的形成机制。研究结果表明:①该盆地内刚义泉水与地层岩石在水岩作用下会生成钙蒙脱石、绿泥石和伊利石,伊利石由钙蒙脱石转化而来,绿泥石则由云母类矿物蚀变产生或钾长石转化而来,并且温度对矿物的转化速率影响明显;②90℃、120℃、150℃这3种温度下100年的模拟结果显示,绿泥石是反应初期的产物,其出现代表此处水岩作用尚未达到平衡;③温度对矿物的转化速率影响明显,温度越高钠长石沉淀越快,钾长石溶解速率越快,蒙脱石沉淀速率越快;④高含量的Ca^2+和HCO3^-是形成钙华的必要水化学条件,该区地表钙华为热成因钙华。结论认为,水热蚀变矿物的溶解沉淀规律说明了扎仓地热田自封闭系统的可能性;该研究成果可以为未来使用酸性化学刺激改造热储层、开发深部地热资源提供理论支撑。

关键词：贵德盆地 扎仓地热田 钙华 水热蚀变 矿物 

单位：吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室; 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心