郯庐断裂带临沂段地热水溶性氦气的分布特征及成因分析

作     者：李兆营 张建太 李付全 胡彩萍 康鹏宇 肖丙建 胡自远 程龙 周亮宇 路晓平 LI Zhaoying;ZHANG Jiantai;LI Fuquan;HU Caiping;KANG Pengyu;XIAO Bingjian;HU Ziyuan;CHENG Long;ZHOU Liangyu;LU Xiaoping

作者机构：山东省第七地质矿产勘查院山东临沂276000 临沂市地质调查与研究院士工作站山东临沂276000 山东省地质矿产勘查开发局八○一水文地质工程地质大队济南250014 

出 版 物：《地质论评》 (Geological Review)

年 卷 期：2025年第71卷第1期

页      面：328-340页

核心收录：

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：临沂市城市地质调查项目(编号:SDGP371300202102000468) 山东省第七地质矿产勘查院院控科研基金资助项目(编号:QDKY202303) 临沂市科协资助项目(编号:2024kxz044)的成果 

主　　题：氦气 地热 温泉 郯庐断裂带 

摘      要：绝大部分氦气矿藏赋存在油气矿藏中,对于地热井、温泉井中水溶性氦气的研究相对较少,郯庐断裂带(郯城—庐江断裂带)作为一条巨型走滑断裂,分布多处含氦气的地热井、温泉,而查明地热水中氦气的来源显得尤为重要。笔者等利用在郯庐断裂带临沂段地热井、温泉内氦气的样品分析结果,分析了郯庐断裂带临沂段地热井和温泉地下水中伴生气体氦含量、分布特征,探讨了地热水中氦气来源。结果显示:在郯庐断裂带临沂段地热水中首次发现8处明显氦含量高值点,以15×10^(-6)作为氦含量的背景值,高值点明显高于背景值11.1~1360.0倍,主要分布在郯庐断裂带内及两侧;氦同位素显示氦气主要来源于地壳,少量来源于地幔,幔源氦含量最高为10.75%,这不仅为郯庐断裂带深达地幔提供了证据,而且为地下热水的热源并非直接来源于地幔而是来源于深循环地温加热或放射性生热提供了依据。因此分析认为郯庐断裂带将地壳深部、基底岩体中U、Th等放射性元素衰变产生的大量气与热带到地表,运移过程中同时生成了部分氦气,从而形成了氦气资源、地热资源富集的特征。