Hydrogeochemical signatures origin of a karst geothermal reservoir–the Sinian Dengying Formation in northern Guizhou, China

Pu Liu; Zhengshan Chen; Ganlu Wang; Tie Mao; Chao Li; Yanan Zhou; Hong Xie; Tong Xiang

doi:10.1007/s12303-023-0030-9

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자료유형: 학술저널

저자정보: Pu Liu (Resources and Environmental Engineering College, Guizhou University, China) Zhengshan Chen (Resources and Environmental Engineering College, Guizhou University, China) Ganlu Wang (Resources and Environmental Engineering College, Guizhou University, China) Tie Mao (Zhengye Engineering & Investment Incorporation Limited, Guizhou, China) Chao Li (Resources and Environmental Engineering College, Guizhou University, China) Yanan Zhou (Geological Team, Bureauog Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, China) Hong Xie (Resources and Environmental Engineering College, Guizhou University, China) Tong Xiang (Geological Team, Bureauog Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, China)

저널정보: 한국지질과학협의회 Geosciences Journal Geosciences Journal Vol.28 No.1

발행연도: 2024.2

수록면: 107 - 123 (17page)

DOI: 10.1007/s12303-023-0030-9

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The karst geothermal reservoir, Sinian Dengying Formation was investigated from the hydrogeochemical perspective. Integrated techniques including XRD + SEM, isotopes, saturation index and PHREEQC modeling were applied. With 37.3–72 ?, the targeted waters indicate low-mediate temperature geothermal reservoir. The CO2 concentration in the geothermal waters varies from 1.2 mg/L to 52.42 mg/L, and the log(PCO2) value ranges from −2.53 to −1.29, indicating an open carbonate system. A further D-18O stable isotope analysis addresses the geothermal waters are replenished by meteoric water from +815.52 m to +1427.78 m. Strong water-rock interactions are indicated by apparent 18O shift. The dominating hydrochemical type is SO4·HCO3-Ca·Mg with some Cl-Na. The CO2-TDS-SI-Carbonates comprehensive analysis illustrate the origin of Ca2+, Mg2+, and HCO3−, mainly from dolomite. The correlation of 18O-SO42-SI_Gypsum gives sound evidence for the processes of gypsum dissolution. Three inverse models were established and the results showed, that geothermal waters are controlled by two major factors: 1) the adjacent location to salt basin geological profiles with halite dissolution; and 2) the clay minerals such as Na-montmorillonite causing cation exchanges between Na+ and Ca2+ in the geothermal waters, resulting in excess of Na in relation to Cl concentrations.

#karst geothermal reservoir #dolomite and gypsum #saline basin #inverse modeling #Na excess

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