山东德州凹陷地下热水地球化学特征及成因

典型地区地下水成因和演化机制的研究不仅对于热水资源的合理利用与开发具有重要的指导意义,而且可以为日后的地热资源勘查评价提供重要信息。笔者通过对德州凹陷的地下热水的化学成分、同位素及其水文地质特征的分析,进而对这一地区的地下热水的成岩和演化过程进行了研究。结果显示地下热水的形成受区内深大断裂和基底构造对地热形成的控制,地下热水补给是来自大气降水,为入渗变质水,水化学成分以易溶盐溶解作用为主,其气体组分主要起源于大气、地壳和地幔的混合物,反映了地下水长期径流及深循环中各种水化学作用。     

聊城市东部岩溶地热田地下热水水化学特征及成因分析

通过对聊城市东部岩溶地热田的地下热水的化学成分、同位素及其水文地质特征的分析,对这一地区的地下热水的形成和演化过程进行了研究。结果显示地下热水的形成受区内深大断裂和基底构造的控制。本区地下热水的形成是在漫长的地质历史发展过程中各种自然因素综合作用的结果。δD和δ18O的关系及氚（T）值和水化学特征系数说明地下热水为近代大气降水入渗起源的中度或高度变质水,以40年前的古水占优势,新近入渗水的补给量较小。水化学成分的形成以溶滤、溶解作用为主,微量元素成分丰富,反映了地下水经过了漫长和复杂的径流及深循环过程。      

因子分析法在深层地下热水水化学组分形成作用中的应用

地下热水水质是地下热水的重要特征之一,也是地下热水资源评价的主要内容,其为制定地下热水合理开发利用方案提供重要依据。研究地下热水水化学组分形成作用一直是国内外水文地球化学的研究重点。利用R型因子分析法对咸阳市区地下热水水样的水化学数据进行分析,分析研究可知:咸阳市区南部热水起源成因复杂,水化学成分多样HCO3·SO4-Na、Cl·SO4-Na型为主。北部热流体水化学类型主要为Cl-Na型,纵向上随深度增加基本不变化,其主要发生的水化学形成作用有溶滤作用和脱硫酸作用,次为阳离子交替吸附、脱碳酸作用和石膏的溶解作用。     

全安盆地水文地质特征及热水成因分析

在简要分析全安盆地水文地质特征、地下水赋存条件及划分地下水类型基础上,对盆地西部周地—暖水塘地区地下热水形成原因、赋存环境进行研究,认为多期次构造运动形成的断裂、裂隙沟通深部地下热水是盆地热水来源的主要原因;采取地下热水样品并开展氢氧稳定同位素、逸出气体、水化学成份测试,认为地下热水由大气降水补给,长期水动态观测结果也显示大气降水与地下热水关系较密切。     

奇村地热田水化学特征及其混合作用模拟

本文通过对奇村地热田地下水水化学资料及其水化学空间分布特征的分析,解释了本区地下水水化学成分的形成和演化机理;同时运用PHREEQC软件模拟,得出目前开采冷、热水的混合比范围为1.0∶1~3.2∶1,从而为合理开发利用地下热水提供了依据。     

白洋淀湿地地下水系统水化学变化特征及演化模式

在气候变化和人类活动影响下探究区域地下水系统水化学特征及演化规律,对于揭示地下水循环变化、水资源安全与管理、区域生态环境保护等具有重要作用.本研究以白洋淀湿地地区为研究对象,通过对比分析地表水、地下水水化学特征及空间分布规律,研究白洋淀地区地下水系统水化学演化作用及分区模式.研究结果表明白洋淀地区地表水、地下水水化学具...     

广西钦州港地区地下水水化学特征及形成作用

为查明钦州港地区地下水水化学特征及形成作用,本文分枯水期、丰水期采集了钦州港地区68组浅层地下水样,测试Na+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO3-、Cl-、SO42-和总溶解固体(TDS)等化学指标并进行了相关分析。结果表明:1季节变化对地下水水化学空间变异性影响较小;2地下水水化学类型以Ca-Mg-SO_4-Cl型为主,主要从Ca-Mg-HCO_3型和Na-Cl-SO_4型向Ca-Mg-SO_4-Cl型演化;3地下水水化学成分主要通过溶滤作用、阳离子交换吸附作用、蒸发浓缩等形成,人类活动对地下水的影响越来越重要,导致了地下水化学成分不断发展变化。     

咸阳城区地下热水地球化学演化模拟

应用水文地球化学模拟(PHREEQC软件)对咸阳城区地下热水进行了水文地球化学演化和路径模拟.模拟路径分别为西、西北两个补给方向.模拟结果表明,,地下水流向发生了一系列的水-岩反应,,线R5→SP2,SP2水化学类型由Na-HCO2-Cl转化为Na-Cl型,而西北线R6→SP2水化学类型由Na-Ca-HCO3 -el转化为Na-Cl型,在水流路径上SiO2(玉髓)、方解石、白云石和高岭石发生了沉淀,而岩盐、石膏、天青石、钠长石、云母和萤石发生了溶解作用.对研究区地下热水地球化学反应路径模拟,描述了研究区地下热水补给到排泄的演化特征,表明水-岩作用模拟对于揭示研究区地下水化学演化环境具有重要的指示意义.     

四川巴塘地热田水文地球化学特征及成因

地下热水的地球化学特征能够揭示深部地热过程。川西巴塘地区域地热资源丰富,但当前研究程度较低。为进一步查明川西地区地热资源赋存状态及热源来源,揭示热循环机理,定量评估研究区热储温度、冷水混入比例、热循环深度等,利用巴塘热坑和巴塘热水塘两处地热田共20组温泉水样进行水化学分析和氢氧同位素分析,进行定量计算,并分析巴塘地区地下热水的演化过程。结果表明:巴塘地区地下热水主要为HCO3—Na型;水中Sr2+、Li+和F-与Cl-的相关性不佳;主要受大气降雨补给;冷水混入比例为64%~68%,未混入冷水时深部热储温度为218~229 ℃,热储循环深度4 546.32~4 777.89 m;Na+、HCO-3、SiO2浓度在热水循环过程中变化相对较大。说明Sr2+、Li+和F-只来自于水岩作用的矿物溶解,且该地区地下水补给主要来自于大气降水,川西地区地热水于围岩发生水岩作用,进行离子交换,在完成一系列水化学作用及水岩作用后,升至地表,最终形成温泉水。研究成果可为川西巴塘地区地热研究提供数据支撑及理论支持,同时也为川西整体区域地热研究提供方法借鉴,为研究区地下水开发利用研究提供参考。     

重庆温泉及地下热水的分布及成因

重庆地区地下热水资源较为丰富,且地下热水的分布也比较特殊。着重对重庆温泉及地下热水的分布特征、水化学特征、热储构造、形成条件和成因模式等问题进行了总结。重庆附近地下热储为三叠系中、下统碳酸盐岩,地下热水的分布受到背斜构造控制,温泉大多在高隆起背斜轴部、两翼及倾末端出露,与常见的受断裂控制的断裂-深循环型地下热水的分布不同,属于盆地-出露型的地下热水分布类型,水温为32~64 ℃,属于中低温温泉。受背斜构造的影响,地下热水主要溶滤三叠系中、下统雷口坡组和嘉陵江组碳酸盐岩,TDS为2~3 g/L,水化学类型多为SO4—Ca型,长期溶滤作用使地下热水趋于淡化,但尚未达到淡水阶段。地下热水热源主要为正常的地热增温,大气降水为其补给来源,补给区高程约为670~1 500 m。大气降水在重庆各背斜核部岩溶露头区入渗,地下水沿着背斜两翼向热储层深部径流并获得加热后,顺构造线方向自南、自北向背斜中部或向背斜倾末端径流,在河流深切的峡谷地段碳酸盐岩裸露区或埋藏区出露成泉,或在背斜两翼人工揭露形成钻井温泉和坑道温泉。     

张掖盆地地热资源赋存特征及成因分析

张掖盆地地处甘肃省河西走廊黑河流域中游地区,地势南东高北西低。已有勘探资料显示,张掖盆地赋存丰富的水热型地热资源。通过研究该区域地球物理勘探、钻探、地温测量及水文地球化学等成果资料,分析了张掖盆地地热资源赋存特征,探讨了其成因模式。张掖盆地地热田属沉积盆地型中低温地热田,热储为呈层状分布的新近系白杨河组砂岩、砂砾岩,选择钾镁地球化学温标计算热储温度为47～82°C,盖层为新近系上新统疏勒河组泥岩及第四系松散地层;地热水类型主要为碎屑岩类孔隙水,根据氢氧同位素特征推断其主要补给来源为南部祁连山区大气降水;祁连山北缘深大断裂和盆地内NNW向基底断裂是地热流体深循环良好的导水通道,地下水接受补给后沿导水断裂带或岩层孔隙裂隙运移,在深部热传导的增温作用下,赋存于碎屑岩类孔隙之中形成了本区的地热资源。水质分析结果表明：本区地热水属于溶滤型的陆相沉积水,水化学类型为Cl·SO₄—Na型,F-、SiO₂、溶解性总固体、总硬度含量随水温的升高而增大;区内地热水3H值普遍小于2.0 TU,说明形成年代较早;¹⁴C分析结果进一步证实,区域地...     

基于水化学及稳定同位素的西藏察雅地下热水成因研究

西藏察雅分布有两处地下热水,其中娘曲热水流量达23 356 m ³/d,温度达36 ℃,掌握其成因以及地下水循环模式对铁路隧道的规划建设具有重要意义。为查明地下热水水化学特征及其成因模式,采用同位素水文地球化学方法进行研究。结果表明:两处地下热水主要阳离子为Ca ²⁺和Mg ²⁺,主要阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-,溶解性总固体含量为1 255~2 051 mg/L,水化学类型分别为SO₄·HCO₃-Ca·Mg型和SO₄-Ca·Mg型。氢氧同位素分析结果表明,地下热水补给来源主要为大气降水,并具有 ¹⁸O漂移现象,反映了热水与围岩的氧同位素交换效应。地下热水的补给高程为4 146~4 185 m,热储温度为53.1~61.0 ℃,循环深度为1 409~2 020 m。其成因模式为:地下水在东北部高山区接收大气降水入渗补给,沿岩溶裂隙管道径流,经深循环获得大地热流加热,受构造及岩层阻水影响沿断层上升,在上升过程中与份额达0.79~0.91的浅层地下水混合,于沟谷等地势切割处出露成泉。综合水文地质条件与隧道位置分析,隧道穿越的两处岩溶富水条带,东部岩溶富水区对隧道突涌水威胁较小;西部岩溶富水区对隧道存在构造岩溶水高压突涌水风险,后期应注意防范。     

淮北青东煤矿深层地热水的水文地球化学特征与水源识别

深层地热水是矿井地质灾害的警示因素,探究其水文地球化学特征及来源,对矿井水害和热害防治具有现实意义。本文以淮北煤田青东煤矿深层地热水为研究对象,采集同水平(-585 m)的13个地热水样和11个非地热水样,对比分析两类水体离子特征差异,探讨地热水水化学成分形成作用及控制因素,同时收集矿井各突水含水层水样共31个,基于Fisher突水识别模型对地热水水源展开识别,结合地下水循环及构造条件,分析地热水成因。结果表明,地热水的TDS、Ca2+、Cl-指标高于非地热水,水化学类型以SO₄ ·Cl-Ca ·Mg为主,呈弱碱性;两类水水化学差异是不同地下水化学成分的综合反映,地热水的水化学成分主要受水岩作用和离子交替作用共同控制,其中水岩作用以硅酸盐溶解、含煤地层黄铁矿氧化、蒸发盐溶解最为显著,地热水的水岩作用和离子交替作用程度相比非地热水强;地热水由深部奥灰水补给,经断裂导水通道至太原组石灰岩含水层混合而成,且奥陶系石灰岩含水层水混合比例高。研究结果对矿井防治水工作提供了指导。     

雄安新区地热水的化学场特征及影响因素分析

【研究目的】雄安新区地热水化学场特征及其影响因素对了解区域地热资源聚敛机制具有重要意义。【研究方法】在区内5个主要构造单元（容城凸起、牛驼镇凸起、霸县凹陷、保定凹陷和高阳低凸起）开展地热水水化学采样和测试分析工作。【研究结果】研究区内主要分布有砂岩热储和岩溶热储,水化学类型以Cl-Na型和Cl·HCO₃-Na为主。从浅入深,地热水TDS值呈增大趋势。自西向东,地热水TDS含量表现为增大的趋势,指示着地下水流向。受断裂带导水作用影响,部分深部雾迷山组与馆陶组地热水发生混合现象。雾迷山组岩溶热储地热水的变质系数和脱硫系数低,热储封闭性较好,处于相对还原状态,而馆陶组和明化镇组砂岩热储地热水封闭性相对较差。【结论】区内地下水化学场主要受水岩相互作用程度、断裂、储层封闭性等因素影响。研究成果对于认识雄安新区地热资源、科学合理开发利用地热能,推进北方地区冬季清洁取暖具有重要意义。     

Impact of transferred water on the hydrochemistry and water quality of surface water and groundwater in Baiyangdian Lake,North China

The hydrochemical composition of surface water and groundwater is a key parameter for understanding the evolution of water and its quality.In particular, little is known about the impact of transferred water on surface water and groundwater.In this study, Baiyangdian Lake was selected as a typical area for extensive groundwater exploration and surface water transfer in the North China Plain.Surface water and groundwater samples were sampled in dry/wet seasons and then analyzed before/after the water transfer, respectively.Generally, surface water and groundwater are extensively hydrologically connected based on hydrochemical evidence.It was found that the hydrochemical composition of the shallow groundwater is affected by the surface water and that the water quality of the deep groundwater is stable.However, inter-aquifer recharge processes from the shallow groundwater to the deep groundwater existed in the anthropogenic region impacted with high nitrate-ion concentrations.Also, the hydrochemical composition of the surface water and groundwater was dominated by rock-weathering and evaporation-precipitation processes.Due to the existence of the deep vadose zone in the alluvial fan, Na~+was exchanged into soil matrices during the leakage of the surface water.In addition, the transferred water resulted in surface water with good quality, and it also played as an important recharge source to groundwater.As the most important water resource for irrigation and drinking, deep groundwater should be paid more attention in the alluvial fan with frequent water transfer and extensive groundwater exploration.     

太原盆地西温庄隆起硫酸盐型岩溶热矿水成因研究

太原盆地是新生代断陷盆地, 盆地内受南北和东西多组断层控制形成了多个断垒、断块, 岩溶热矿水主要分布在三给地垒以南和田庄断裂以北的区域。岩溶热矿水的主力产水层为奥陶系的峰峰组和上、下马家沟组的碳酸盐岩储层。项目组采集了18个地热水样品, 同时收集了已有文献中的9个地热水和3个地下冷水的水化学数据。根据分析化验结果, 岩溶热矿水的水化学类型为SO₄-Ca ·Mg型。根据热矿水中的离子浓度关系和主要矿物的饱和度指数可以推断水化学类型主要受石膏层的影响。地下水溶滤过程中除了方解石与白云石溶解作用外, 石膏的溶解作用占主导地位。根据矿物饱和度指数, 石膏溶解产生过多Ca2+以及热矿水温度的升高还导致了方解石或者白云石更加饱和, 可能发生沉淀。西温庄隆起内的岩溶热矿水混合了古水, 年龄均大于20 000 a, 岩溶热储温度为72.6~91.1 ℃, 循环深度为2123~2663 m。长时间的水岩相互作用, 为热矿水的形成提供传导加热的时间和丰富的矿物质组分。西温庄隆起作为岩溶热矿水温度、TDS以及锶浓度的高值区, 是盆地内热矿水的汇水区, 同时也是区域热矿水条件最好的区域。TDS和Sr浓度升高趋势反映了地下水从补给区到盆地内排泄区明显的溶滤作用, 并且发生了由低TDS的HCO₃-Ca ·Mg型地下冷水往高TDS的SO₄-Ca ·Mg型岩溶热矿水的发展。     

咸阳地区地热水化学特征分析

在研究咸阳地区地质和地热背景条件基础上,探讨了地热水的主要化学成分特征和形成机制。分析结果表明:热水属深循环高温高氟高矿化热水;水化学类型以Cl-Na、Cl·HCO3-Na、HCO3-Na、HCO3·SO4-Na、SO4·HCO3-Na、HCO3·Cl·SO4-Na等类型为主,地热水与渭河北岸断裂及其次级断裂关系密切。     

川西南喜德热田地下水水文地球化学特征

地下热水的形成和化学组分特征常受断裂构造和热储地层岩性的影响。川西南喜德地热田内出露的冷泉水和地热水严格受断裂控制,前者为主断裂控制的浅循环型碎屑岩或岩溶裂隙孔隙水;后者则为次级断裂所控制的深循环型裂隙水,其热储层为碳酸盐岩。基于喜德热田形成的地质构造背景,通过开展热田内地热水和冷泉水水化学指标的测试和分析及水岩相互作用模拟,对该热田水文地球化学特征进行了研究。结果表明：喜德热田地热水和冷泉水水源均为大气降水,补给高程分别为2 874~3 092 m和2 584~2 818 m。受温度、含水层矿物类型、水岩相互作用的影响,地热水和冷泉水水化学类型和各组分差别较大,前者为HCO3·SO4-Ca·Mg型水,后者为HCO3-Ca·Mg型水。水岩相互作用模拟表明碳酸盐岩矿物、石膏矿物的溶解和沉淀及阳离子交换过程是导致地热水和冷泉水水化学组分差别较大的主要原因。此外,采用二氧化硅类温标计算喜德热田热储温度为56~90 ℃,循环深度为1 422~2 558 m。研究结果对阐明喜德热田的成因模式,地热水的进一步开发和热水资源的可持续利用具有重要意义。