银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束

曹园园; 虎新军; 倪萍; 蒋龙; 王利伟; 杨静; 陈晓晶; 于朝阳; 尚建波; 刘明亮

doi:10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250032

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银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束

地下水科学与工程 | 更新时间：2026-11-05

- 银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束
- 银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束
- 地质科技通报 2026年45卷第3期页码：287-302
- 作者机构：
  
  1. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院
  2. 宁夏回族自治区地球物理地球化学调查院(自治区深地探测中心)
  3. 中国冶金地质总局西北局五队
  4. 长江大学资源与环境学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  宁夏回族自治区重点研发计划项目“银川盆地东缘地热资源水文地球化学探测技术应用研究”（2022BEG03060）
- DOI：10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250032
  中图分类号： P314
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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曹园园, 虎新军, 倪萍, 等. 银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束[J]. 地质科技通报, 2026,45(3):287-302.

曹园园, 虎新军, 倪萍, et al. 银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(3): 287-302.
曹园园, 虎新军, 倪萍, 等. 银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束[J]. 地质科技通报, 2026,45(3):287-302. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250032.

曹园园, 虎新军, 倪萍, et al. 银川盆地地热水成因机制：来自水化学和同位素的约束[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(3): 287-302. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250032.

摘要

地热资源具有可再生、能源利用效率高和节能减排等显著优势，是推动能源转型、实现“双碳”目标的重要可再生能源类型。银川盆地地热储量丰富，但因缺乏系统的水文地球化学与同位素研究，其地热水成因机制尚未明确，开发利用也缺乏科学规划与统一管理，不仅导致地热资源开发利用进程缓慢，还严重阻碍了当地经济的绿色快速发展。以银川盆地典型地热井水样为研究对象，将其按区域划分为西部、中部和东部3组，同步采集研究区深层地下冷水样品作为对照，结合区域地质构造背景，通过系统分析测试地热水与地下冷水的水化学、同位素特征，深入探讨了研究区地热水的地球化学起源、径流循环过程、热源类型，并全面剖析了地热系统的成因机制。研究发现，该区域地热水化学类型主要为Cl-Na型和Cl·SO

-Na型；氢氧同位素特征显示，地热水补给来源以大气降水为主，补给高程在1 616～2 964 m；水化学特征结合氯、锶、硫同位素指示，地热水物质来源主要为高温条件下的水-岩相互作用、岩盐溶解及古沉积水输入。研究区地热水热储温度为78.9～109.2℃，循环深度为3 455.4～24 794.0 m；离子比例系数和

C测年结果表明，与西部、东部地热水相比，中部地热水的水化学组分含量最高，循环周期最长，循环深度也最深。通过地热水水化学特征分析及花岗岩生热率定量计算得出，研究区地热系统的热源主要为大地热流加热。本研究明确了银川盆地地热资源的关键水文地球化学特征与成因机制，建立了地热系统成因概念模型，为后续科学合理开发利用该地热资源、推动当地经济绿色高质量发展提供了重要的理论与实践依据。

Abstract

关键词

Keywords

references

安百州.银川盆地综合地球物理反演及地热成因机制研究[D].吉林大学,2023(12).

韩继龙.青海南部含盐盆地卤水水化学及其地质意义研究[D].中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所),2018(01).

柴炽章, 等著.银川市活动断层探测与地震危险性评价[M].科学出版社,2011.

严烈宏等著.银川盆地地热系统[M].宁夏人民出版社,2002.

汪集栘主编.中低温对流型地热系统[M].科学出版社,1993.

Jianbo Shang,Mingliang Liu,Yuanyuan Cao,Hongjie Shi,Xing Wei.Trace element geochemistry of high-temperature geothermal waters in the Yunnan-Tibet geothermal province, Southwest China[J].Applied Geochemistry,2024.

Liu Mingliang,Guo Qinghai,Shi Hongjie,Cao Yuanyuan,Shang Jianbo,Zhang Mengzhao.Chlorine geochemistry of various geothermal waters in China: Implications for geothermal system geneses[J].Journal of Hydrology,2023.

Baba Alper,S?zbilir Hasan,Say?k Tolga,Arslan Sinan,Uzelli Taygun,Tonkul Serhat,Demir Mustafa M..Hydrogeology and hydrogeochemistry of the geothermal systems and its direct use application: Bal?ova-Narl?dere geothermal system, ?zmir, Turkey[J].Geothermics,2022.

He Xiaodong,Li Peiyue,Shi Hua,Xiao Yuanxiang,Guo Yanan,Zhao Hanghang.Identifying strontium sources of flowback fluid and groundwater pollution using 87 Sr/ 86 Sr and geochemical model in Sulige gasfield, China.[J ] .Chemosphere,2022.

Jackie Wrage,Daniele Tardani,Martin Reich,Linda Daniele,Gloria Arancibia,José Cembrano,Pablo Sánchez-Alfaro,Diego Morata,Rodrigo Pérez-Moreno.Geochemistry of thermal waters in the Southern Volcanic Zone, Chile â Implications for structural controls on geothermal fluid composition[J].Chemical Geology,2017.

Liuzhu Chen,Teng Ma,Yao Du,Cong Xiao,Xinming Chen,Cunfu Liu,Yanxin Wang.Hydrochemical and isotopic ( 2 H, 18 O and 37 Cl) constraints on evolution of geothermal water in coastal plain of Southwestern Guangdong Province, China[J].Journal of Volcanology and Geothermal Research,2016.

Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Sturlugata 7, 101 Reykjavík, Iceland,Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Sturlugata 7, 101 Reykjavík, Iceland,Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Sturlugata 7, 101 Reykjavík, Iceland,Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, United States.Multiple sulfur isotope systematics of Icelandic geothermal fluids and the source and reactions of sulfur in volcanic geothermal systems at divergent plate boundaries[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2015.

E. Dotsika.H–O–C–S isotope and geochemical assessment of the geothermal area of Central Greece[J].Journal of Geochemical Exploration,2015.

Qinghai Guo,D. Kirk Nordstrom,R. Blaine McCleskey.Towards understanding the puzzling lack of acid geothermal springs in Tibet (China): Insight from a comparison with Yellowstone (USA) and some active volcanic hydrothermal systems[J].Journal of Volcanology and Geothermal Research,2014.

Qinghai Guo,Mingliang Liu,Jiexiang Li,Xiaobo Zhang,Yanxin Wang.Acid hot springs discharged from the Rehai hydrothermal system of the Tengchong volcanic area (China): formed via magmatic fluid absorption or geothermal steam heating?[J].Bulletin of Volcanology: Journal of the International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior,2014.

Chongguang Luo,Yingkai Xiao,Hanjie Wen,Haizhou Ma,Yunqi Ma,Yanling Zhang,Yuxu Zhang,Maoyong He.Stable isotope fractionation of chlorine during the precipitation of single chloride minerals[J].Applied Geochemistry,2014.

Tauqeer Abbas,Aqeel Ahmed Bazmi,Abdul Waheed Bhutto,Gholamreza Zahedi.Greener energy: Issues and challenges for Pakistan-geothermal energy prospective[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2014.

Qinghai Guo,Yanxin Wang.Geochemistry of hot springs in the Tengchong hydrothermal areas, Southwestern China[J].Journal of Volcanology and Geothermal Research,2012.

D.M. Han,X. Liang,M.G. Jin,M.J. Currell,X.F. Song,C.M. Liu.Evaluation of groundwater hydrochemical characteristics and mixing behavior in the Daying and Qicun geothermal systems, Xinzhou Basin[J].Journal of Volcanology and Geothermal Research,2009.

W.M. Edmunds,Jinzhu Ma,W. Aeschbach-Hertig,R. Kipfer,D.P.F. Darbyshire.Groundwater recharge history and hydrogeochemical evolution in the Minqin Basin, North West China[J].Applied Geochemistry,2006.

Philippe Négrel.Water–granite interaction: Clues from strontium, neodymium and rare earth elements in soil and waters[J].Applied Geochemistry,2006.

Eduardo Aguilera,Roberto Cioni,Fabrizio Gherardi,Gabriella Magro,Luigi Marini,Zhonghe Pang.Chemical and isotope characteristics of the Chachimbiro geothermal fluids (Ecuador)[J].Geothermics,2005.

Giggenbach Werner F.Geothermal solute equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1988(12).

Arnórsson Stefán,Gunnlaugsson Einar,Svavarsson H?rdur.The chemistry of geothermal waters in Iceland. III. Chemical geothermometry in geothermal investigations[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1983(3).

Fournier R.O..Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems[J].Geothermics,1977(1-4).

Ladislaus Rybach.Radioactive heat production in rocks and its relation to other petrophysical parameters[J].Pure and Applied Geophysics PAGEOPH,1976(2).

Hoering T.C.,Parker P.L..The geochemistry of the stable isotopes of chlorine[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1961(3-4).

孔彦龙,董远卓,叶灿滔,程远志,乃尉华,庞忠和,马伟斌,张健,龚宇烈,李义曼,姜光政,王迎春,古丽波斯坦·吐逊江,田小明,李棱雪,师德扬,张程凯,田逸楠,李斌,陈锋,张磊,王珂,任亚倩,张伟尊,罗冠中,段佳斌,陈娅奎,张小雷,汪集暘.新疆地热资源分布、成因及开发利用方向：第三次新疆综合科学考察地热科考成果综述[J].地学前缘,2026(01).

杜磊.降雨条件下公路路堑边坡稳定性数值模拟分析[J].广东建材,2025(08).

丁宝龙,刘强,魏璟璇,孙宇阳,杜文民,李歆.新型抗菌药物市场准入政策——国际经验与启示[J].医药导报,2025(03).

仵阳,赵福元,虎新军,陈晓晶,卜进兵,郭少鹏.银川盆地东缘上地壳电性结构特征及地热勘探方向[J].物探与化探,2024(05).

杨超,屈文岗,方嘉伟,扈志勇.银川盆地热储层温度估算[J].宁夏工程技术,2023(04).

尚建波,卫兴,曹园园,师红杰,刘明亮.不同类型地热水硼的地球化学特征及对地热系统成因机制的指示[J].地质科技通报,2024(01).

师红杰,刘明亮,卫兴,曹圆圆,尚建波.西藏玛旁雍错地热水地球化学特征及其成因机制分析[J].沉积与特提斯地质,2023(02).

虎新军,陈晓晶,仵阳,安百州,倪萍.综合地球物理技术在银川盆地东缘地热研究中的应用[J].物探与化探,2022(04).

张梦昭,郭清海,刘明亮,刘强.山西忻州盆地地热水地球化学特征及其成因机制[J].地球科学,2023(03).

郭清海.岩浆热源型地热系统释义[J].地质学报,2022(01).

张晓明,石帅.CSAMT法在银川某地地热资源勘查中的应用[J].西部探矿工程,2021(11).

安百州,曾昭发,闫照涛,张代磊,于朝阳,赵勇,杜亚男.鄂尔多斯盆地西缘热储构造模式及地热资源分布特征[J].吉林大学学报(地球科学版),2022(04).

陈晓晶,虎新军,李宁生,仵阳,程国强,倪萍,曹园园,卜进兵.银川盆地东缘地热成藏模式探讨[J].物探与化探,2021(03).

郭清海.岩浆热源型地热系统及其水文地球化学判据[J].地质学报,2020(12).

朱怀亮,刘志龙,曹学刚,胥博文,杨忠彦,程国强,李龙亮,邵炳松,赵超.银川盆地东缘地热资源勘探远景评价——基于大地电磁测深和钻探探测[J].地质与勘探,2020(06).

王贵玲,蔺文静.我国主要水热型地热系统形成机制与成因模式[J].地质学报,2020(07).

何雨江,丁祥.基于参数辨识的典型区地热资源量研究——以银川平原西部斜坡区为例[J].地质学报,2020(07).

刘茜,王奕菁,魏海珍.稳定氯同位素地球化学研究进展[J].地学前缘,2020(03).

刘明亮,何曈,吴启帆,郭清海.雄安新区地热水化学特征及其指示意义[J].地球科学,2020(06).

韩凤清,毛庆飞,马茹莹,张燕霞,孙宇强,韩继龙,年秀清,刘文玉,Syed Asim Hussain,马喆.腾格里沙漠盐湖氯同位素地球化学特征[J].湖泊科学,2018(04).

王贵玲,张薇,梁继运,蔺文静,刘志明,王婉丽.中国地热资源潜力评价[J].地球学报,2017(04).

刘保金,酆少英,姬计法,王帅军,张建狮,袁洪克,杨国俊.贺兰山和银川盆地的岩石圈结构和断裂特征——深地震反射剖面结果[J].中国科学:地球科学,2017(02).

雷启云,柴炽章,郑文俊,杜鹏,谢晓峰,王银,崔瑾,孟广魁.钻探揭示的黄河断裂北段活动性和滑动速率[J].地震地质,2014(02).

黄兴富,施炜,李恒强,陈龙,岑敏.银川盆地新生代构造演化:来自银川盆地主边界断裂运动学的约束[J].地学前缘,2013(04).

LUO ChongGuang 1,3*,XIAO YingKai 1*,MA HaiZhou 1,MA YunQi 1,ZHANG YanLing 1,3 & HE MaoYong 2 1 CAS Key Laboratory of Salt Lake Resources and Chemistry,Qinghai Institute of Salt Lakes,Chinese Academy of Sciences,Xining 810008,China,2 State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology,Institute of Earth Environment,Chinese Academy of Sciences,Xi'an 710075,China,3 Graduate University,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China.Stable isotope fractionation of chlorine during evaporation of brine from a saline lake[J].Chinese Science Bulletin,2012(15).

雷启云,柴炽章,杜鹏,王银,孟广魁.基于钻探的芦花台隐伏断层晚第四纪活动特征[J].地震地质,2011(03).

方盛明,赵成彬,柴炽章,刘保金,酆少英,刘明军,雷启云,刘皓.银川断陷盆地地壳结构与构造的地震学证据[J].地球物理学报,2009(07).

杜鹏,柴炽章,廖玉华,宋方敏,孟广魁,雷启云,王银.贺兰山东麓断裂南段套门沟—榆树沟段全新世活动与古地震[J].地震地质,2009(02).

王美芳,李慧勤.宁夏银川盆地地质构造演化特征[J].科技资讯,2008(03).

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