岷江断裂带北段温泉流体地球化学特征

作     者：石宏宇 周晓成 王万丽 颜玉聪 李鹏飞 姜莉 Shi Hongyu;Zhou Xiaocheng;Wang Wanli;Yan Yucong;Li Pengfei;Jiang Li

作者机构：中国地震局地震预测研究所中国地震局地震预测重点实验室北京100036 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 

出 版 物：《中国地震》 (Earthquake Research in China)

年 卷 期：2022年第38卷第1期

页      面：61-79页

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC1500501-05、2019YFC1509203) 中国地震局地震预测研究所基本科研业务费(2021IEF0101、2021IEF1201) 国家自然科学基金(41673106、42073063、4193000170)共同资助 

主　　题：温泉 同位素 地球化学 地震 岷江断裂带 

摘      要：温泉流体地球化学方法是研究活动断裂带深浅部流体耦合变化的有利手段。通过对2011年6月至2018年7月岷江断裂带内的7个采样点进行了7次系统的调查,测定了16个气体样品中的^(3)He/^(4)He和δ^(13)C CO_(2)以及27个水样中的常量元素、微量元素和稳定同位素(δD、δ^(18)O),得出以下结论:①岷江断裂带温泉水化学类型主要分为Ca-HCO_(3)、Mg-HCO_(3)、Ca·Mg-HCO_(3)、Mg·Ca-HCO_(3)四种;②δD、δ^(18)O的测量结果表明岷江断裂带温泉水主要为大气降水的补给,补给高程为3.4~4.5km;③温泉水中SiO_(2)含量为2.49~5.92mg/L,热储温度为26.00~52.22℃,循环深度为1.17~2.67km;④Na-K-Mg三角图表明岷江断裂带温泉水均为未成熟水;⑤岷江断裂带温泉水中除B、Sr、Ba外,微量元素的富集因子均小于1,说明微量元素含量较低,主要来自于岷江断裂带的灰岩;⑥幔源和壳源之间的混合作用为控制He-C系统和He-Sr系统的主要因素,且研究结果表明^(3)He/^(4)He变化范围为0.02 Ra~0.68Ra(Ra为大气中^(3)He/^(4)He的比值,为1.39×10^(-6)),温泉水逸出气体中幔源He贡献率变化范围为0.07%~7.8%,表明温泉气体中的He主要来自壳源,岷江断裂带内温泉水逸出气中的CO_(2)主要来自地壳中的灰岩(75.00%~99.47%)。2017年发生了九寨沟M_(S)7.0地震,研究发现地震前后温泉水地球化学特征有明显变化,但幔源He较低,表明无明显幔源He增加。因此,根据岷江断裂带温泉流体地球化学数据以及相关研究资料,建立了岷江断裂带深浅部流体耦合模型,对于今后判定岷江断裂带未来中强地震的短临前兆流体异常具有一定的参考意义。