انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، انرژی زمین گرمایی نامیده می شود. آب های سطحی پس از نفوذ به داخل زمین، به لایه های گرم نزدیک می شوند. سپس بر اثر افزایش دما، چگالی خود را از دست داده و نسبت به آب های سرد سبک تر شده و به صورت طبیعی از طریق خلل و فرج سنگ ها مجدداً رو به سطح زمین حرکت کرده و موجب پیدایش مظاهر حرارتی از قبیل چشمه های آب گرم می شوند. در این پژوهش، چشمه های گرم و سرد منطقه محلات بر اساس ترکیبات یون های اصلی به انواع مختلف تقسیم شده اند. جهت بررسی غلظت ها و تمرکزهای یون های اصلی از آنالیز شیمیایی چشمه ها و سپس دیاگرام پایپر استفاده شد. نقشه های مختلف چشمه ها نشان داد که چشمه های سرد و گرم جزء آب های نابالغ هستند و با سنگ میزبان در تعادل نیستند. پس از آنالیز نمونه های برداشت شده و به دست آمدن داده ها، مطالعات ژئوشیمیایی در منطقه زمین گرمایی محلات به منظور آگاهی از ترکیب سطحی سیالات زمین گرمایی، تعیین دمای مخزن، منشاء سیال مخزن، جهت جریان آب گرم و بررسی فرآیندهای جوشش و آمیختگی در مخزن صورت گرفت. بر اساس ژئوترمومتری های کوارتز و کالسدون، دمای مخزن محلات حدود 96-131?c تخمین زده شد. به منظور مطالعات سیستم ژئوترمال منطقه، متغیرهایی شامل ph، دما و رسانندگی جهت آنالیز فاکتوری تعیین شد. به منظور کاهش پیچیدگی و تسهیل تفسیر فاکتورهای استخراج شده، یون کلر به عنوان نشانگر هالوژن ها در نظر گرفته شد. همچنین در این پژوهش، مطالعات هیدروشیمیایی مقدماتی چشمه های محلات با استفاده از آنالیز چند متغیره انجام شد. نتایج آنالیز فاکتوری نشان داد که شستشوی کاتیون ها در سنگ ها توسط آب های گرم، توزیع کننده اصلی متغیرهای هیدروشیمیایی است. همچنین با بررسی غنی شدگی عناصر در سنگ ها و خاک های منطقه به منشا غنی شدگی پی برده شد. بدین منظور فاکتور غنی شدگی عناصر در سنگ، خاک، آب گرم و آب سرد محلات تعیین شد. نهایتا یک مدل فرضی به منظور توضیح و تفسیر منشا چشمه های گرم در محلات با استفاده از ترکیبات ایزوتوپی و هیدروشیمیایی چشمه ها ارائه شد. به علاوه نمودارهای ترکیبی (نسبت یون به کلر) برای تشخیص گروه های نهایی که یکی از آنها آب های زودگذر است، به کار برده شده اند. این نمودارها در جستجوی منشا آب ها کمک زیادی می کنند زیرا ضرایب بین غلظت ها گاهی اوقات می تواند شاخصی برای ذخایر خاص باشد. برازش های مختلف می تواند حاکی از وجود سفره های مختلف آب گرم باشد. این نمودارها قابلیت نسبی تحرک عناصر را نشان می دهند. با در نظر گرفتن نتایج آنالیز و ترکیب نرم افزارهای excel، statistica، rockwork و gs+ فرضیه ماگمایی بودن منشا مخزن زمین گرمایی محلات رد شده و این حرارت ناشی از گرادیان حرارتی منطقه تعیین شد.