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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。利用温泉流体地球化学资料,探讨温泉流体地球化学变化与地震之间的关系,对中强地震短临流体前兆异常判断具有重要的意义。岷江断裂带附近温泉广泛出露,构造活动发育,历史上发生过多次地震,通常来说,震中距较近的地震前异常出现早,形态复杂,基本可以分为早期趋势变化、中期振荡变化和震前突跳3个过程。2017年发生了MS7.0九寨沟地震,其震中位置距离岷江断裂带附近温泉均小于100 km使该区域具有重要的研究意义。因此,本文利用岷江断裂带温泉水样中溶解的常量元素、微量元素、气体同位素、碳同位素和稳定同位素,对其水文地球化学特征进行了研究,揭示了温泉流体地球化学变化与区域地震活动性的关系。本文于2010年6月至2018年7月对岷江断裂带内四个温泉进行了7次系统的调查,测定了16个气体样品中的3He/4He和δ13CCO2,以及27个水样中的常量元素;同时,对岷江断裂带温泉水中的微量元素和稳定同位素(δD、δ18O)以及锶同位素进行了测量。研究结果表明:(1)岷江断裂带温泉水化学类型主要分为Ca-HCO3、Mg-HCO3、Ca·Mg-HCO3、Mg·Ca-HCO3四种。(2)δD、δ18O(-13.20~-19.80‰和-95.60~-113.33‰)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,补给高程约为3.44~4.50 km。(3)温泉水中Si O2含量为2.49~5.92 mg/L,计算的热储温度约为26.00~52.22℃,根据热储温度估算循环深度约为1.17~2.67 km。(4)Na-K-Mg三角图表明岷江断裂带温泉水均为为成熟水。(5)温泉水中Sr的富集系数大于1,同时,86Sr/87Sr范围为0.70862~0.70870,表明岷江断裂带温泉水中的Sr和86Sr/87Sr主要来自于碳酸盐类矿物。(6)岷江断裂带温泉水中除B、Sr、Ba外,微量元素的富集系数均小于1,说明微量元素含量较低,水—岩作用较弱。(7)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3He/4He比率变化范围为0.02~0.68Ra(Ra是大气中3He/4He的比值,为1.39×10-6),温泉逸出气体中幔源He贡献率较低,表明九寨沟地震前后无明显幔源He增加。δ13CCO2(-7.50~-0.12‰)表明岷江断裂带内温泉水逸出气中的CO2主要来自地壳中的灰岩(75.00~99.47%)。2017年8月8日发生了MS7.0九寨沟地震,笔者获取了震后第二天的岷江断裂带周围温泉的流体地球化学资料。分析发现,九寨沟地震前卡卡沟和川盘桥温泉中的Cl-和SO42-以及牟尼沟温泉中的SO42-都呈增加的趋势,且地震后卡卡沟、川盘桥和牟尼沟温泉水中的Cl-和SO42-离子都呈下降的趋势。根据地质、构造、水化学和同位素资料,建立了岷江断裂带深浅部流体耦合模型。该模型表明,岷江断裂带温泉水的补给来源均为大气降水,补给高程约为3.44~4.50 m,岷江断裂可作为地下水快速运移的通道。在这个系统中,地热水被地壳内部加热,断裂和裂隙作为运移通道,循环到地下1.17~2.67 km处,之后沿断裂和裂缝上升到地表。根据模型推测3He/4He比值异常低的原因为,岷江断裂带向下延伸收敛于30 km处的滑脱面,阻碍了幔源He的上涌。因此,研究岷江断裂带温泉流体地球化学特征对今后判断岷江断裂带未来中强地震的短临前兆流体异常具有重要的意义。