摘要
山东半岛东部地区地热资源丰富，以温泉为主要出露方式。区内花岗岩广泛分布，断裂构造发育，大地热流背景值高。基于相关地质背景与温泉分布特点，对研究区温泉地热水水化学特征以及同位素特征加以分析，探究深部热储和地热水循环特征，研究总结各个温泉的成因模式，有助于更进一步了解研究区热储模式，为实现地热资源的合理开发和可持续利用提供科学依据。 本文主要研究山东半岛东部的9处温泉，包括威海地区的宝泉汤、温泉汤、洪水岚汤、七里汤、大英汤、呼雷汤、汤村汤、小汤和烟台牟平区的龙泉汤。研究区9处温泉的水温介于52℃~72℃，硬度介于24.5mg/L~1483mg/L，pH值介于6.69~8.63，TDS介于0.444g/L~4.928g/L。依据水化学数据分析，主要阳离子为Na+和Ca2+，主要阴离子有Cl-、HCO3-、SO42-。结合Piper三线图划分水化学类型，大英汤、汤村汤以及小汤为Cl-Na·Ca型水，洪水岚汤、七里汤以及龙泉汤为HCO3·SO4-Na型水，宝泉汤和温泉汤为Cl-Na型水，呼雷汤为SO4·Cl-Na型水。特征组分H2SiO3和F-含量均达到医疗价值浓度。地热水中水化学组分主要受地热水循环过程中溶滤、溶解和阳离子交换等水岩作用以及海水或浅层地下冷水混入的影响。 氢氧同位素的分布特征表明大气降水为研究区地热水的主要补给来源。进一步计算得到地热水的补给区高程范围为706m~2150m，补给区纬度范围为29°N~43°N，补给区温度范围为5.73~14.73℃。镭氡法计算所得地下水年龄介于0.86a~10.77a。借助SiO2地热温标方法估算得到研究区热储温度介于95.6℃~129.82℃，并由此计算地热水的循环深度介于1852.04m~2623.95m，依据硅-焓混合模型估算所得的研究区地热水中冷水混入比例较大，介于53.5%~83.5%。利用水化学混合法计算海水混入比例，汤村汤地热水中海水混入比例约为10%~15%，宝泉汤地热水中海水混入比例约为10%，其余温泉受海水混合影响较小。 研究区温泉为深循环对流型成因，地下水接受大气降水补给后沿构造裂隙下渗，经历深循环至地下深处接受深部热源的加热，再以对流形式沿断裂带上升，地热水上升过程中有不同比例海水或浅层冷水混入，后出露地表形成温泉。
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