A case study on heat source mechanism of high-temperature geothermal field

Abstract

The heat source mechanism is vital to the activity of high-temperature geothermal field. This paper analyses the intrusion era, scale and temperature of magma chamber and the radiation heat of basal granite in Ruidian geothermal field, a typical constrained heat source dominated by magma chamber in southwestern China. The analysis results show that: an intrusive high-temperature magma chamber was formed in Late Pleistocene in GudongMazhan Belt, southern Yunnan Province; the magma chamber was an approximate ellipsoid with a 19km-long east-west axis, a 25km-long north-south axis, a 15km-height, and a highest temperature of 700°C. The basement of this geothermal field is biotite adamellite rich in radioactive elements (e.g. 238U, 232Th and 40K). The mean decay heat generation rate stands at 6.90μW/m and the estimated temperature is 116~120°C at the depth of 2km. In addition, the said magma chamber is the main heat source, whose radiogenic heat contributes to the temperature distribution of Ruidian high-temperature geothermal field. In this way, the author discovered the formation mechanism of Ruidian high temperature geothermal field, laying a solid basis for further research on heat source mechanism of geothermal fields. RÉSUMÉ. Le mécanisme de source de chaleur est essentiel à l'activité du champ géothermique à haute température. Cet article analyse l’époque de l’intrusion, l’échelle et la température de la chambre magmatique et la chaleur de radiation du granite basal dans le champ géothermal de Ruidian, une source de chaleur contrainte typique dominée par la chambre magmatique dans le sud-ouest de la Chine. Les résultats de l'analyse montrent que: une chambre magmatique intrusive à haute température s'est formée au Pléistocène supérieur dans la zone de Gudong – Mazhan, dans le sud de la province du Yunnan; la chambre magmatique était un ellipsoïde approximatif avec un axe est-ouest de 19 km de long, un axe nord-sud de 25 km, une hauteur de 15 km et une température maximale de 700°C. Le sous-sol de ce champ géothermique est constitué d’adamellite biotite riche en éléments radioactifs (par exemple 238U, 232Th et 40K). Le taux moyen de génération de chaleur de désintégration est de 6,90 μW/m3 et la température estimée est de 116~120°CC à une profondeur de 2 km.En outre, ladite chambre magmatique est la principale source de chaleur, dont la chaleur radiogénique contribue à la répartition de la température du champ géothermique à haute température de Ruidian. De cette façon, l'auteur a découvert le mécanisme de formation du champ géothermique à haute température de Ruidian, posant ainsi une base solide pour la poursuite des recherches sur le mécanisme de source de chaleur des champs géothermiques. 130 ACSM. Volume 42 – n° 1/2018