Geochemical survey of thermal system in Northeast China and their geothermometric characters

The chemical composition of several thermal springs around Changbaishan area has been investigated.Cenozoic basaltic rocks are widely distributed in Northeast China and geothermal characteristics have been described.About one hundred hot springs exist around Changbaishan Volcano at the border between China and D.P.R.Korea with high temperature about 82℃. The pH values of the spring water range from 6.9 to 7.1 and the total flow rate is about 4.8 L /sec. The chemical composition of the thermal springs is sodium carbonate; the high-mineral contents of thermal water are believed to have medicinal properties. Bathhouses are already built along the hot springs to take the advantage of the supposed healing properties. The high quality of those hot springs is believed to be utilitized for mineral water. The chemical equilibrium temperatures were estimated at about 160℃ based on the Na-K-Ca geochemical thermometer.     

ADVANCES IN STUDIES ON GEOTHERMAL RESOURCES IN CHINA

Based on recent year's advances in geothermal resources studies and explorations in China, this paper reviews the basic distributive characteristics of hot springs in the uplifted area and geothermal water in the Meso-Cenozoic sedimentary basins, suggests that two hydrothermal activity concentrated zones (South Tibet Autonomous Region - West Sichuan Province - West Yunnan Province and coastalarea of Southeast China), one large basin(North China Basin) and two smaller basins(Weihe Basin and Leiqiong Basin) are major areas of study and exploration of geothermal resources in China continent, considers that geothermal resources in China have certain potential of exploitation and should be used, but the scale of exploitation seems to be limited, they cannot occupy an important position in energy supply and can only be regarded as a supplementary energy source.     

干热岩勘查评价指标与形成条件

干热岩具有利用率高、无污染、储量巨大、分布较广、持续稳定、安全性好等特点,被全球公认为在21世纪能够取代化石能源的一种最优质的、可再生的新型清洁能源。目前对于干热岩的成因机理还没有定论,而对于干热岩的勘探寻找、远景区的圈定以及资源评价也有不同的观点,为了有利于干热岩勘探开发,本文在综述前人研究工作基础上,总结归纳了干热岩勘查评价指标,几个重要的指标及其特征如下。第一个指标是岩石圈厚度和莫霍面埋深,岩石圈厚度较小并且莫霍面埋深比较浅,是评价干热岩远景区的一个重要指标。莫霍面埋深较浅指示深部热源（幔源热）更加接近地表,故埋深较浅（较薄的厚度）并具有上隆的特征有利于深部的热量向上传导,为干热岩的孕热环境提供良好的条件。第二个指标是居里等温面,埋深较浅的居里等温面是干热岩远景区一个重要的评价指标。居里等温面是地球内部一个非常特殊的温度（热物质）界面,它不仅能指示地下温度场的分布特征,还可指示地壳深部热能分布特征,对干热岩及地震的成因研究具有十分重要的意义;如果居里面埋深较浅,则热量传导到地表的距离比较短,深部的热流活动更容易向地表传送,不仅是有利的高温干热岩孕热环境,也有利于储存的热能快速向上传导。第三个指标为地温梯度,地温梯度较大是寻找干热岩远景区的一个重要指标;如果一个地区具有较高的地温梯度（≥ 35℃/km）,则随着深度的增加深部的地温增加较快,在相对较浅的地方就可以获得温度较高的岩石体。第四个指标是大地热流,大地热流值较大（≥ 75 mW/m2）就指示地球深部有存在高温岩石体的可能;大地热流是地温场的综合性热参数,能够准确地反映区域内的地温场特征。第五个指标是新构造运动,这也是人们寻找干热岩时容易忽略的一个重要指标。新构造运动包括火山、地震及活动断裂构造等。地震和火山是极具破坏性的自然灾害,两者的发生都表明了地球内部的热能汇聚到一定程度,从而打破了地球内部平衡状态而以地震或火山的形式把热量进行释放的地球系统行为。该指标中,如地震震级大（>3级）、震源深度浅（10~15 km）、频度大,火山活动时间新（活火山、休眠火山、中新世以来的死火山）规模大都说明地球深部存在不稳定的高热状态,易形成干热岩;如果能提前找到该区域的干热岩,可以先取出其中的热,那么地震和火山就有可能不会发生,这样可以达到取热减灾减排的作用。活动的深大断裂即能产生一部分热,也能将深部的热传输到浅部,尤其是活动性强的走滑拉张断裂,其深部具有韧性剪切特征,直接指示了深部的高温体的存在。第六个指标是高温温泉与气田等。温泉、气田的形成通常与深部的热储关系密切,一般认为地下水沿某个通道向下渗透接触到深部高温热储被加热后再沿某一通道流出地表而形成温泉;所以,温泉的出露指示了深部存在高温的岩石体（干热岩）;区域地温场异常明显,地表热泉等高温水热型地热田较密集的区域有望在深部寻找到干热岩,这也是一种就热（水热）找热（干热）的常规方法。作为固体矿产资源的干热岩,其形成具备四个必要条件:源、通、储、盖。第一个条件是要有丰富的动态热源如来源于深部地幔（幔源热）,来源于晚新生代活动的控热构造系统-活动的韧性剪切带,来源于地壳内的低速低阻体（中下地壳热）以及来源于高放射性中新生代花岗岩体（壳源热）。第二个条件是要有优良的导热通道,如壳内15~25 km低速层不仅是热源,同时具有将深部地幔热能向上传导的作用;软流圈地幔上隆时具活动性的深大断裂（深部具韧性特征、浅部具脆性特征）常常具有很好的导热功能;地壳浅表层次的脆性断裂系统往往不是干热岩的热通道,而是水热型地热能的导水、释热构造。第三个条件是要有巨大的储热岩石体,除埋深要适中（3~6 km）并具有较高温度（≥150℃）外,其规模要大（蕴含丰富的热能）,热导率大（>2 W/mK）,裂隙少（不含水或含少量不流动的水）;当然热储层可以是变质岩、岩浆岩,也可以为沉积岩。第四个条件是要有良好的保热盖层,盖层（被子）导热率低（< 2 W/mK）、厚度适中（>1 km）（具有良好的保温效果）,地温梯度高（≥40℃/km）、大地热流值高（≥70 mW/m2）（指示深部存在高温特征）是深部赋存有高温地热资源的必要条件。      

Volcanism and Oil & Gas In Northeast China

Based on study on the relation with volcanic rock and oil & gas in Songliao Basin and Liaohe Basin in northeast China, author proposes that material from deep by volcanism enrichs the resources in basins, that heat by volcanism promotes organic matter transforming to oil and gas, that volcanic reservoir is fracture, vesicular, solution pore, intercrystal pore.Lava facies and pyroclastic facies are favourable reservoir. Mesozoic volcanic reservoir is majority of intermediate, acid rock,but Cenozoic volcanic reservoir is majority of basalt. Types of oil and gas pool relating to volcanic rock include volcanic fracture pool, volcanic unconformity pool, volcanic rock - screened pool, volcanic darpe structural pool.     

The Cenozoic Volcanoes in Northeast China

There are more than 600 Cenozoic volcanic cones and craters with abeut 50 000 km2of lava flows in northeast China, which formed many volcanic clusters and shown the features of the continental rift - type volcanoes. Most volcanic activities in this area, especially in the east part of Songliao graben, were usually controlled by rifts and faults with the main direction of NE / NNE in parallel and become younger from the central graben towards its both sides, especially to the east continental margin. It is revealed that the volcanism occurred in northeast China was as strong as that occurred in Japan during the Miocene and the Quaternary. The Quaternary basalt that is usually distributed along river valley is called "valley basalt"while Neogene basalt usually distributed in the top of mounts is called "high position basalt". These volcanoes and volcanic rocks are usually composed of alkaline basalts with ultramafic inclusions, except Changbaishan volcano that is built by trachyte and pantellerite.     

The Cenozoic Volcanoes in Northeast China

1　ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＢａｃｋｇｒｏｕｎｄＥｖｅｎｎｏｆａｓｃｉｎａｔｉｎｇｖｏｌｃａｎｉｃｅｒｕｐｔｉｏｎｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎＣｈｉｎａｉｎｍｏｄｅｒｎｔｉｍｅｓ ,ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙＣｅｎｏｚｏｉｃｖｏｌｃａ ｎｏｅｓａｎｄｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｈｅｅａｓｔｅｒｎｃｏｎｔｉ ｎｅｎｔｍａｒｇｉｎａｎｄｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎＴｉｂｅｔａｎｐｌａｔｅａｕ .Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｔｖｏｌｃａｎｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｎｏｒｔ…     

文登地区浅部干热岩地热资源的赋存条件分析

文登地区的5处天然温泉,多分布于河套边沿,水源足,水质优,水温高,证明该地区存在多处地温梯度异常。分析认为该地温梯度异常与太平洋板块边沿俯冲带、苏鲁超高压变质带放射性元素生热异常、深大断裂带的导热作用有关。根据各种岩性的导热性分析,认为含石英岩脉的花岗岩、花岗片麻岩或片麻岩为有利于干热岩资源开发利用的最优目的层。建议在5处天然温泉区域内,利用物探、钻探等勘查手段相结合,查明深大断裂带,调查地温梯度异常区,寻找浅部干热岩地热资源赋存区。     

文登市地热资源现状及开发建议

文登市地热温泉资源丰富,且开发历史悠久。为更好地保护开发地热资源,文登市国土资源局确立了"有效节约和保护矿产资源,加强地热资源开发利用管理,打造中国温泉之都,构建资源节约型、环境友好型社会"的指导思想。在充分考虑区域温泉地质条件、资源勘查程度、温泉水质量及其开发利用现状的基础上,结合规划区内各地段产业结构特点、地理条件、经济发展水平及未来产业结构调整方向,按照走集约化开发、规模化发展的总体思路,全面整顿和规范文登地热资源开发秩序。通过强化温泉资源开发审批、建立勘查开发利用投入机制、加强温泉资源的勘查与保护工作和加大查处力度等措施,全面提升了地热资源开发利用水平。     

涿鹿盆地三维多裂隙地质模型地温场数值模拟

地温场预测是地热资源储量评价的重要前提,深部裂隙岩体渗流-传热耦合温度场研究正受到越来越多的关注。涿鹿盆地是新生代地堑式断陷盆地,地表温泉出露点多,地热资源丰富。依据实际地质调查结果和3条地球物理勘探测线解译的地质构造剖面,建立了矿场尺度的涿鹿盆地三维不平行多裂隙地质模型和地热成因模型,赋值调整参数,得到考虑地下水流动情况下多裂隙岩体渗流-传热数学模型,模型的合理性得到验证后,模拟计算了盆地内部温度场,指出盆地地热异常区集中在盆地中心蓟县系（70℃左右）和盆地北东长城系部位（90~98℃）,最后研究分析了水力梯度的变化对盆地内部温度场的影响规律。研究结果为涿鹿盆地或同类型地区地热资源勘探、评价和开发利用提供一定的依据。      

The Cenozoic Volcanoes in Northeast China

There are more than 600 Cenozoic volcanic cones and craters with about 50 000 km2 of lava flows in northeast Chi-na, which formed many volcanic clusters and shown the features of the continental rift-type volcanoes. Most volcanic activi-ties in this area, especially in the east part of Songliao graben, were usually controlled by rifts and faults with the main direc-tion of NE / NNE in parallel and become younger from the central graben towards its both sides, especially to the east conti-nental margin. It is revealed that the volcanism occurred in northeast China was as strong as that occurred in Japan during the Miocene and the Quaternary. The Quaternary basalt that is usually distributed along river valley is called "valley basalt" while Neogene basalt usually distributed in the top of mounts is called "high position basalt". These volcanoes and volcanic rocks are usually composed of alkaline basalts with ultramafic inclusions, except Changbaishan volcano that is built by tra-chyte and pantellerite.     

陕西关中盆地地热资源及壳幔温度结构的地球物理分析

陕西关中盆地地下热水资源丰富,是中国典型的隐伏型中、低温地热资源分布区。为研究关中盆地中、低温地热系统形成机理,认识深部热源条件,利用地球物理方法分析了该区壳幔温度结构。结果表明:计算得到的居里面平均深度为25.0 km,莫霍面平均深度为36.6 km,地壳平均地温梯度为22.60℃·km-1,咸礼断阶、西安凹陷、固市凹陷地壳地温梯度高于平均值,是地热地质条件较好的构造分区。咸阳、西安之下,上地幔存在向南下倾的高温带,咸阳北侧约175 km深度是一个温度大于1500℃的高温区;其上,莫霍面、居里面上隆,形成高温基底,加热沉积地层中的地下水。富平、渭南之间,上地幔存在“下沉”低温区,低温区北、南两侧约175 km深度分别对应温度大于1450℃的高温区;高温区之上,莫霍面、居里面上隆,形成聚热中心,为地表地热资源提供稳定热源条件。总体上,关中盆地新生代潜水受莫霍面、居里面上隆带入的地幔热量传导加热,热物质随莫霍面、居里面向上抬升,是盆地中、低温地热田的深部热源。上地幔流变边界层控制研究区重要的构造活动,此边界层受周缘构造带不同动力作用,在重力均衡调整过程中,导致深大断裂活动,进而引起地壳深、浅部水体沿断裂带热对流,形成带状分布热泉。     

山东省地热资源分布与开发利用研究

山东省地热资源丰富,目前16地市均有地热资源分布.天然温泉共19处,位于威海、烟台、青岛、临沂、泰安5个地市,主要用于洗浴、理疗、休闲度假等.以齐河-广饶断裂、聊考断裂、沂沭断裂带为界,山东省共分为鲁东隆起地热区、沂沭断裂带地热区、鲁西隆起地热区和鲁西北坳陷地热区,区内人工开采地热井共1 160眼,主要用于供暖、洗浴、...     

烟台市地热资源勘查开发利用现状与远景规划

烟台市地热资源主要分布在北纬37&#176;15′以北的花岗岩地区断裂构造带交会部位,多属断裂构造控制的对流型中低温地热田。烟台市现有地热井24口,均属热水型,其温度范围26～87℃,主要用于洗浴、养殖、采暖、娱乐4个方面。通过对地热资源的勘查开发利用现状和开发中存在的问题分析研究,进而提出地热资源勘查开发利用的远景规划。     

山东唐家沟金矿床地质特征及深部预测

唐家沟金矿位于胶东牟平-乳山金矿带西南段;历经数次勘查工作,近期获得较大突破,累计金金属资源量规模达到近大型。矿区内出露地层主要为古元古代荆山群变质岩及新生界第四系,构造以古元古代褶皱构造和中生代断裂构造为主,其中含金矿化蚀变带受NNE向、NE向、近EW向断裂控制。主要控矿构造呈NNE向、近EW向展布,矿石类型主要为黄铁矿化石英脉、黄铁矿化花岗质碎裂岩和黄铁矿化大理岩,矿化具多期活动特点。研究发现,控矿构造局部引张段与其他构造交会处是储矿的有利部位,矿化蚀变叠加地段预示着深部成矿可能性极大。深部预测NNE向金矿化断裂构造与NE向硫化物富集带交会部位,残留荆山群地层与侵入岩接触部位、接触带与NE向硫化物富集带交会部位为成矿的有利地带。     

威海市刘公岛地热地质特征

通过对刘公岛地热资源地质勘查,区内岩浆活动强烈,断裂切割深度大,破碎宽度大,有一定汇水区的局部地温异常区,具备形成地热的条件。刘公岛地热温泉属于温热水型低温地热资源,其水质属于锶型低温温水型矿水,适宜洗浴、理疗、保健,可与刘公岛旅游资源开发密切结合。     

西藏错那地热田水化学特征与物源机制

错那县位于西藏自治区山南地区南部、喜马拉雅山脉中段,是我国重要的边境口岸。为了研究错那地区地热田的水化学特征与物源机制,通过对研究区的温泉点水样的水化学数据进行化验分析,结合研究区的地热地质条件,使用piper三线图和Gibbs图等分析了水化学特征和物质来源。在阐明几种主要的地热温度计原理和适用条件的基础上,利用各种地球化学温度计和多矿物平衡图解法对研究区地下热水进行了温度估算。基于综合分析,最终得出热储温度为117℃左右,分析出地下热水的水化学类型以HCO₃-Na型为主,并进行了相应的地热资源评价。这有助于查明地下热水物质来源,探明该地区地热资源,以便在今后为该地区的地热资源开发利用提供技术支持,同时也推动了生态环境的保护和能源结构的逐步改变。      

胶东唐家沟金矿床矿化富集规律探析

唐家沟金矿为胶东牟平-乳山金矿带西南段的一个中型金矿床。矿区内出露地层主要为古元古代荆山群变质岩及新生代第四系,构造以古元古代褶皱构造和中生代断裂构造为主,其中含金矿化蚀变带受NNE向断裂控制。主要矿体呈NNE向展布,矿石类型主要为黄铁矿化石英脉和黄铁矿化碎裂岩,主要矿体厚度与品位呈正相关关系,矿化具多期活动特点。研究发现控矿构造与其他构造交会处以及控矿构造的拐弯处是储矿的有利部位,矿化蚀变叠加地段,预示着深部成矿可能性极大。找矿预测NNE向金矿化断裂构造与硫化物富集带及隐伏断层交会部位、残留荆山群地层与侵入岩接触部位为成矿的有利地带。     

广西干热型地热资源成因机制与赋存模式

干热岩(HDR)作为一种清洁、可再生的地热资源,所蕴含的地热能潜力巨大,极具开发前景和研究价值。为了向干热型地热资源生成理论研究及赋存条件分析提供案例,向干热岩成因机制、赋存模式的系统性总结贡献广西经验,选取地热资源丰富的钦州、合浦盆地为研究对象,采用区域地质调查、热物性测定、放射性元素测量、地热地球化学和地球物理勘查等综合性研究方法,对两个干热型地热资源潜力区的热源机制、运移和聚热模式进行了系统总结,即在有限的地质、地热井、热物性和大地电磁测深(MT)资料的约束下,初步建立密度、磁性、电性参数与基础地质认识有机统一的地质—地球物理模型和干热型地热资源赋存模型。结果表明:在地球内热的生成、演化理论制约下,钦州盆地以壳、幔物质上涌所形成的传导型热为主要热源,归属于强烈构造活动带—沉积盆地型干热型地热资源区;合浦盆地以“低速高导”局部熔融层为主要热源,以次级幔枝或热点为热源补给,归属于近代火山—沉积盆地型干热型地热资源区。研究结果为干热型地热资源的勘查提供了理论依据,对广西干热型地热资源潜力区的对比性研究和精细化评价具有示范性意义。      

高温热泉中稀土元素的地球化学行为及其指示意义: 以西藏搭格架水热区为例

西藏搭格架水热区位于拉萨-冈底斯地块南缘, 毗邻印度河-雅鲁藏布江缝合带中段, 区内出露酸性泉、中性泉和弱碱性泉, 为不同类型地热水中REE分布特征及其地球化学成因研究提供了理想场所。通过在搭格架采集不同类型热泉样品, 开展了样品REE浓度测试、配分模式分析和赋存形态计算, 旨在揭示高温地热环境中REE地球化学行为的指示意义。研究结果表明, 搭格架热泉中REE的地球化学行为呈非保守性, 其ΣREE浓度受热泉环境中富Fe, Al矿物(或无定形态固体)而非硫酸盐矿物的吸附过程的影响; 热泉REE配分模式和形态分布则主要受热储内氧化-还原条件及流体-岩石相互作用的控制, 是其地质成因和总体水化学特征的反映。虽然搭格架热泉中宏量组分水化学特征指示热储围岩应主要为长英质岩石, 但中、碱性热泉呈现的Ce负异常意味着热储中也可能存在碳酸盐岩。本研究为高温热泉稀土元素地球化学研究提供了典型范例。      

日照东部地区地热资源成因分布规律及勘查定井方法研究

日照东部地区具有较好的地热成矿条件及地热找矿前景。研究地热资源的成因、分布规律,对寻找地热资源具有重要的指导意义。本文在介绍日照东部地区地热资源分布特征和赋存规律的基础上,结合地热勘查及施工的成功经验,针对日照东部地区特殊的地热地质条件,采用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、电磁测深(VES)等方法对典型地热勘查区断裂构造特征及富水性进行解译,并确定地热井位,通过钻探施工及岩矿测试研究地热水成因。结果表明:日照东部花岗岩地区地热资源主要分布在NE向、NNE向及NW向断裂交会带附近,为断裂控制的深循环对流型带状地热资源,热储分布主要受断裂控制;勘查定井宜选择在2条或多条断裂的交会处;可控源音频大地电磁测深对断裂深部发育特征及裂隙含水情况反映明显,可作为花岗岩地区地热勘查定井方法;氢氧同位素检测结果反映研究区内地热水为大气降水补给,补给区为周边山区就近补给,沿断裂入渗循环,吸收热量形成地热水,循环距离不大。