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杭锦旗地区二叠系是近年来鄂尔多斯盆地重要的天然气增储上产领域之一,其气水关系复杂,目前对该区地层水成因和来源的研究较为薄弱.通过对杭锦旗地区二叠系地层水样品开展常量组分、微量元素和氢、氧同位素分析,揭示地球化学特征对地层水来源的指示意义.杭锦旗地区二叠系地层水主体为CaCl2型,泊尔江海子断裂以北和以南地区地层水矿化度平均分别为52.1 g/L和41.9 g/L;不同类型水化学特征参数均指示了地层封闭性较好,地层水在埋藏过程中经历了较强的浓缩变质作用,天然气保存条件较好;地层水主体为蒸发浓缩后的陆相地层水,地层中发生了斜长石的钠长石化作用和胶结物的白云岩化作用;地层水氢、氧同位素值主体分别介于-81‰～-75‰和-12.1‰～-8.8‰,水岩相互作用整体明显弱于苏里格气田.受晚白垩世以来区域性抬升过程中凝析水混入、地表水沿断裂渗入等因素影响,少数地层水样品具有偏低的氢同位素值.