开展关中盆地腹部深层地下热水起源成因的研究,事关地下热水的可持续开发利用,事关国计民生,低碳环保,对于推动我国西部地下热水的合理开发利用意义重大。我国西藏羊八井等其它地下热水赋存地区的热水样点与现代循环水的关系密切,而关中盆地深层地下热水和四川盆地卤水却远离大气降水线,δ18O漂移显著,对此,国内外学者专家对引起关中盆地地下热水的δ18O富集的主要因素有不同的认识。本文应用同位素水文地球化学及模拟实验的方法并结合关中盆地地质构造演化,对关中盆地不同构造单元深层地下热水的δ18O富集的影响因素进行探索性研究,进而得出影响δ18O富集的主控因素,从而为关中盆地地下热水的可更新性、成因类型提供同位素水文地球化学证据。理论研究表明,关中盆地深层地下热水随着δ18O的富集具有较高地下热水温度、较长的滞留时间、较深的埋藏深度、较低的水岩比、较高的TDS及较强烈的水与岩石之间的δ18O交换,为δ18O富集受控于水岩反应提供了证据。自然条件下水体蒸发实验显示,关中盆地深层地下热水在进入地层前作为补给水源的地表水存在时,存在一定程度的蒸发作用,其蒸发斜率为4.62,与关中盆地深层地下热水氘氧漂移线的斜率2.42相差2.2,且关中盆地深层地下热水氘氧漂移线的斜率2.42小于相对湿度为0%的斜率3.9,二者均进一步证实δ18O富集受控于水岩反应。不同封闭条件下地下热水蒸发模拟实验显示,地下热水在地下存在蒸发作用,其蒸发程度与热储环境的封闭程度密切相关。在相同的蒸发条件下,随着封闭程度增大,蒸发作用减弱,而在全封闭的状态下,蒸发作用可忽略不计。西安凹陷及咸礼断阶西热储环境处于半开放状态,蒸发作用与水岩反应同时存在,但δ18O的富集受控于水岩反应,有部分蒸发作用的影响。咸礼断阶东热储环境较为封闭,基本不存在蒸发作用,其δ18O的富集受控于于水岩反应,存在较少的蒸发作用。固市凹陷热储环境基本处于全封闭状态,蒸发作用基本不存在,其δ18O的富集主要受水岩作用控制。超滤实验的结果表明,关中盆地深层地下热水中的δ18O的富集不受超滤实验的影响。理论与实验研究结果表明,关中盆地深层地下热水在进入地层前作为补给水源的地表水存在时δ18O的富集受控于蒸发作用,入渗后进入较封闭热储环境时则受控于水岩作用。