腾冲热海地热田位于中国西南边陲，云南腾冲县西南14 km处。其目前的水热活动十分活跃、热显示丰富，具有十分重要的地球化学的理论研究意义。热海地热田热水的Cl、B、Na等溶质具有很好的线性相关性，表明热储水源统一、冷热水混合过程单一，混合端元分别为深部高Cl水、富CO₂蒸汽以及雨水三个端元。热水的¹⁸O、D同位素显示地热田的补给主要来自大气降水，部分混有幔源水的成分，补给区位于高黎贡山和北侧高山，补给高程在1600 m～2300 m之间。热海地热田逸出CO₂气体和水溶总CO₂（TDC）的δ¹³C值分布在-5‰～1．99‰之间。TDC的δ¹³C值在瑞利去气或绝热沸腾去气过程中都会降低，降低程度与系统温度、开启状态有关，温度越低，开启状态越好，降低速度越快，反之亦然。本文反演得出深部热储CO₂气体的δ¹³C值在-2～0‰之间，明显具有幔源碳的特征。同时我们发现水中δ¹³C-TDC与腾冲火山区断裂带和中更新世英安岩分布有很好的空间相关性，说明热海地热田底部的岩浆囊可能同早更新世喷发有内在的联系。热海地热田逸出气体的³He/⁴He值同样显示出了与断裂带、岩浆囊的分布有很好的空间相关性，断裂带越深，比值越大。近期水热爆炸（1993-2008年）反映出有向深部发展的趋势，表明岩浆囊活动可能加剧，应引起重视。根据氚法测定深层热水的补给有早于1952年前的雨水。大部分泉点因冷热水混合导致氚含量升高，亦或是1952到1961年的氚高峰期没有过去，导致部分泉点的氚含量高于当地雨水年平均氚含量。结合地热温标揭示的热储层温度，以及地热区的水化学、气体特征反映出的热储层赋存条件，本文提出了热海底热田热储的概念模型。地热田热储可分为深部热储和浅部热储两层。浅部热储温度在220～230℃之间，水循环较快，埋深在250～320 m；深部热储温度应为270～280℃，埋深660～785 m，水循环较慢。热源温度为320～450℃。而深部流体的温度可达400～450℃。