滇西潞西盆地温泉水文地球化学特征及其成因

云南大理至瑞丽铁路西段的潞西盆地含水层结构复杂、温泉甚多。选择该盆地的典型温泉——法帕温泉和芒留温泉,针对该区温泉成因分析中存在的疑点问题开展了地质、水文地质和水文地球化学调查工作。在分析该区温泉的水文地球化学特征,并与不同条件的温泉作类比研究的基础上,进一步剖析了温泉的成因。研究结果表明,法帕温泉和芒留温泉为典型的断裂型温泉,接受大气降水补给,下渗后被断层中的高温内生流体加热并在断层中储集和运移,储热层均为灰岩、白云质灰岩及泥灰岩,热储深度为2000m左右,温度可达160℃左右。     

湖北省利川市忠路镇洞脑壳温泉成因

以湖北省利川市忠路镇洞脑壳温泉为研究对象,从温泉区域水文地质背景入手,分析了其水文地球化学和氢氧同位素特征。结果表明:温泉的补给高程为1 609m,补给来源为大气降雨,温泉的热储温度为54.06℃,温泉的成因受岩性和区域地质构造条件所控制,大气降水自齐岳山背斜南东翼二叠系栖霞组-茅口组灰岩地层汇入地下,经小河向斜中的岩溶裂隙向区域东南地势低洼处径流,至洞脑壳处遇七里岩断层出露地表。     

重庆市东温泉地热地质特征及成因模式探讨

重庆市东温泉是以三叠系嘉陵江组灰岩为热储层,以三叠系上统须家河组和侏罗系红色砂泥岩地层为盖层,以三叠系飞仙关组砂页岩为下部隔热层的层状深循环型地热系统。本文从地热显示、水文地球化学、热储结构及热水动态变化等方面分析了该市东温泉地热地质特征,并从热源及补径排条件等方面探讨了东温泉成因模式。结果可知:东温泉区共有天然温泉11处,人工钻井温泉6处,水温27℃~53℃,水质类型为SO4-Ca型,地热水热源主要来自地热增温,地热水补给源于大气降水。其成因模式主要为:大气降水在桃子荡背斜槽谷的灰岩出露区下渗形成浅层地下水,部分浅层地下水顺灰岩岩层的孔隙裂隙向深部运移,同时地热水顺构造线方向由南向北径流,在运移过程中不断溶解和富集矿物盐及微量元素,并以传导型的地热增温方式提高深部循环水的温度,在五布河流深切峡谷地段出露成泉,或以人工钻井形式排泄。研究结果对今后该区地热资源的合理开采及温泉开发远景规划等具有一定的指导意义。     

滇西某温泉成因模式研究

在对温泉所处地区的区域地质背景、水文地球化学特征进行分析的基础上,研究与温泉形成密切相关的热源、水源、热储、循环深度、通道、盖层等必备条件。根据分析研究成果确定了温泉的成因模式为:大气降水在研究区西部1 800 m左右的山区顺区域性断裂向地壳深部径流。在运移过程中,地下水不断从岩石中获取热量并逐渐被加热,当循环至约1 870 m深度时水温增至83℃左右,形成深部热储。地下水在水头和密度差作用下顺F1断层向地表运移并在地形有利部位出露形成了温泉群。     

云南保山盆地地热形成机制探讨

云南保山盆地是典型断陷盆地,众多温泉沿断层带出露,推断该盆地热源为地慢热流,热通道为盆地边缘的大断裂,盆地新近系、第四系粘土质岩等为地热良好的热储盖层,盆地地处高热流区,保山盆地具有较好的热源、热通道、热储盖层条件,地热开发前景良好。     

贵州省开阳县马岔河温泉水化学特征及成因

结合马岔河区域内多年的水质分析、监测资料,系统阐述了马岔河温泉水文地球化学特征,利用同位素手段,分析了马岔河温泉的水源、补给区高程;利用Na-K-Mg三角图解法判断水岩平衡状态,判断结果为马岔河温泉属于未成熟水,只能利用SiO2温标计算温泉的热浩温度。通过分析,认为其水源为大气降水,热源为深循环加热,热储温度72．33℃,热储深度为2690m。马岔河温泉的地质成因为：在正常区域地热场环境中,大气降水沿高渗透率的岩石渗入地下,深部地下水沿断层破碎带向马岔河运移,循环加热,深部地下水在马岔河断束上涌汇集,并与近源低温地下水混合,在地势低洼处出露形成温泉。     

长白山仙人桥温泉断裂岩溶复合型地热成因模式

长白山仙人桥温泉是我国著名的矿泉水疗养旅游胜地,阐明其成因模式对于温泉区的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定的指导意义。笔者采用地质学、水文地质学和地球物理学结合的方法对其进行了系统研究。结果表明,该区属中低温对流型地热系统,地热成因模式为断裂岩溶复合型。热储层主要为古生界寒武系和奥陶系灰岩,灰岩本身的孔渗条件较差,但后期发育的构造裂缝和溶蚀裂缝却极大地改善了热储层的储集性能;盖层主要为中生界侏罗系安山岩和安山质火山碎屑岩,封闭性较好。长白山一带的大气降水沿侧向断裂和溶蚀裂缝渗入热储层中成为地下水;然后经正常大地热流加热成为地热水,热储温度为89~118℃,循环深度为2 853~3 820m;最终地热水在区内NE向与NW向断裂交汇处富集并沿导水断裂上涌形成温泉。因此,该区断裂交汇和岩溶发育的部位是地热勘探的有利部位。该结论为该区类似地热资源的勘探提供了理论依据。     

洛阳市龙门温泉成因探讨

通过对龙门温泉所处地区地质构造、水文地质条件的分析,根据温泉的水文地球化学特征,从温泉的水源、热源、构造等方面阐明了龙门温泉的成因,并对温泉的热储温度、循环深度作了较为系统的论证。     

济阳坳陷灰岩热储分布特征及资源潜力评价

利用钻井、测井、试油等油气勘探资料,对济阳坳陷灰岩潜山的构造演化、热储分布、地热资源形成条件等方面进行了综合分析,明确了该区灰岩潜山热储的成因类型为沉积盆地传导型,热储层主要为北东向潜山新近系覆盖的基岩凸起区寒武系-奥陶系。地热水主要为可更新性差的沉积埋藏水,腐蚀性和结垢性较强。热储法计算结果表明研究区地热资源量10.75×109 GJ,可采地热资源量1.61×109 GJ。     

贵州息烽温泉水文地球化学特征及地质成因研究

息烽温泉为贵州百年名泉,通过收集整理多年水质分析资料,系统阐述了温泉水文地球化学特征;采用同位素化学方法,分析了温泉补给来源、形成年龄及高程效应;利用Na-K-Mg三角图解判断温泉水属未成熟水,采用Si02地热温标法估算出温泉热储温度为101.92℃,热流体循环深度超过2 500m;在综合分析基础上,提出息烽温泉地热水循环于洋水背斜西翼深埋藏于地下的震旦系上统灯影组Zbdn、板溪群清水江组Ptbnbq地层中,热流体从南西向北东径流,在息烽温泉处受F1断裂阻隔而沿断层带上升,在"低势点"出露成泉的地质成因模式。     

四川昭觉竹核温泉水文地球化学特征及成因

四川昭觉县作为国家级贫困县,位于甘孜—新龙—理塘地热带的延伸区域内,拥有丰富的地热资源,但利用率低。为了揭示川西甘孜—新龙—理塘地热带热循环机理,助力当地的扶贫攻坚,合理开发利用地热资源,选择四川昭觉竹核温泉为研究对象,对其进行水化学和稳定同位素测试分析。结果表明:竹核温泉的水化学类型为HCO₃-Na型,补给区的温度约为14.71 ℃,补给高程为3 345~3 560 m;采用SiO₂地热温标法计算出热储平均温度为95.41 ℃,利用混合模型和硅-焓图解法估算出大温泉的混入冷水比例分别为77%、75.95%,小温泉的混入冷水比例分别为81%、78.61%,储热循环的深度范围为3 426.38~3 766.81 m;竹核温泉受木佛山断层和竹核断层等断裂带控制,在地热深循环的过程中与浅层冷水发生混合,与围岩发生水-岩反应,出露地表形成了以“大温泉、小温泉”为中心的中-低温地热资源。     

Subaerial hot springs and near-surface hydrothermal mineral systems past and present,and possible extraterrestrial analogues

The principal features,geotectonic settings and association with near-surface hydrothermal mineral systems of ancient and present subaerial hot springs,fumaroles and geysers are herein reviewed.Fumaroles and geysers usually occur in volcanic craters and are in most cases,part and parcel of hot spring environments.Subaerial hot springs are characterised by siliceous-and carbonate-rich chemical sediments,such as sinters and travertines,respectively.Sinters are commonly enriched in various metalliferous elements.Hot springs surface discharges are also characterised by pools,which exhibit bright colours due to the presence of microorganisms.Present-day examples discussed in this paper,include the fumaroles and hot springs of the White Island volcano(New Zealand),the world-renowned Yellowstone caldera(USA) and the Afar region of the East African Rift System.The Afar triangle,in the northern part of East African Rift System,provides a good example of hot springs associated with evaporative deposits.The Tuli-Sabi-Lebombo triple junction rifts were formed during the ～180 Ma Karoo igneous event in southern Africa,of which the Tuli arm is the failed rift(aulacogen),as is the Afar region.The Tuli rift is effectively an unusual,if not unique,tectono-thermal setting,because it comprises Karoo-age hot springs systems and associated vein stockworks and breccias,which includes the Messina Cu deposit as well as currently active hot springs with sinter deposits probably due to post-Karoo uplift.Fumarolic pipes in ignimbrites of the Erongo Volcano-Plutonic Complex in Namibia are discussed.This is followed by an example of banded chert rocks in the Killara Formation of the Palaeoproterozoic Capricorn Orogen(Western Australia),interpreted as hot spring chemical sediments,which also show evidence of "fossil" microbial filaments.The paper ends with a brief overview of possible analogues of hot springs on planet Mars.     

西藏日多温泉水化学特征及其物质来源

热泉水的水化学特征包含其形成过程中地质、构造、断裂、蚀变以及环境变化等多种信息,是研究地热流体形成和物质来源最基本和最重要的特征之一。西藏日多温泉发育于古新统典中组（E1d）和下白垩统林布宗组（K1l）地层。水化学特征显示:日多温泉地下热储温度为97.5 ℃~110.1 ℃之间,pH值为中性,水化学类型为SO4·HCO3-Na型,阳离子以Na+、Ca2+、K+为主,阴离子以Cl-、SO42-、HCO3-为主,并富含HBO2、H2SiO3、F、Li、Sr、Cs、As,矿化度介于1 162 mg/L～1 245 mg/L之间,符合理（医）疗热矿泉水水质标准。温泉水富含多种矿物组分的特征,与温泉水循环深度大、地下滞留时间较长（推测大于48 a）、地下热水与火山岩水-岩作用强烈有直接关系。综合研究热矿水的水化学特征,有助于更好地认识热泉水的形成过程,为热泉资源的开发利用和保护提供科学依据。      

川东断褶带仙女山温泉地质成因浅析

川东断褶带背斜高陡,沿断褶带泉眼众多,流量丰沛。受构造裂隙和河流切割的双重作用,在河流切割低点多可见温泉出露。仙女山温泉位于川东断褶带铜锣峡构造最北端三叠系下统须家河组砂岩地层中的浅表裂隙当中,泉眼温度38~40℃,泉口有青绿色泉华沉淀。用地温梯度法估算出地下水循环深度略大于1000m。对比当地地层为嘉陵江组的深层地下水,结合区域地质构造,认为仙女山温泉地下水沿着高渗透率岩溶裂隙岩层上升成泉。     

重庆温泉研究进展

文章通过综述当前重庆温泉研究的相关文献,总结了前人在重庆温泉形成的地质背景、分布状况、类型、水化学特征及形成机制等方面的研究现状,并分析了重庆温泉研究和开发利用中存在的问题。重庆温泉中人工揭露较自然出露多,温度以中低温为主,泉口流量集中于10~50 L/s,色度、浊度小,水化学类型受围岩性质影响,以SO4-Ca型为主。其形成过程为:大气降水在大巴山脉及川东褶皱带背斜顶端碳酸盐岩出露区域渗入地下深部,被地温加热后沿褶皱带背斜轴部向南移动,在河谷深切处或断裂构造处出露形成温泉。重庆温泉的开发利用存在环境污染、资源利用不合理、开发不力等问题,认为应当加强温泉形成机理、温泉资源评价与保护、温泉水系统数值模拟、温泉废水处理等方面的研究,以确保温泉水资源的可持续利用。      

Chemical and isotopic characteristics and origin of spring waters in the Lanping–Simao Basin,Yunnan, Southwestern China

The chemical and isotopic characteristics (oxygen, hydrogen, and strontium) of spring waters and isotopic compositions of helium (He) and neon (Ne) in gases escaping from spring waters in the Lanping–Simao Basin are studied. A total of twenty-one spring water samples (twelve hot springs, four cold springs, and five saline springs) and eleven gas samples were collected from the study area, including one spring and one gas sample from northern Laos. It is found that saline spring waters in the study area are of chloride type, cold spring waters are of carbonate type or sulfate type, and hot spring waters are of various types. High total dissolved solids levels in saline springs are significantly related to Upper Cretaceous–Paleocene salt-bearing strata. On the basis of hydrochemical geothermometry, the reservoir temperatures (T_r) for hot springs, cold springs, and saline springs are 65.5–144.1, 37.8–64.4, and 65.1–109.0 °C, respectively, and the circulation depths of saline springs are much larger than those of hot and cold springs. The oxygen and hydrogen isotopic compositions of springs in the Lanping–Simao Basin and northern Laos are primarily controlled by meteoric waters with obvious latitude and altitude effects, and are also influenced by δ¹⁸O exchange to some extent. Most Sr²⁺ in spring waters of the study area is derived from varied sources (carbonate, evaporite, and silicate mineral dissolution), and the Sr isotopic compositions are greatly influenced by volcanic rocks. Wide distribution of crust-derived He in the Lanping–Simao Basin and northern Laos reveal that faults in these areas may not descend to the upper mantle. It is concluded that water circulation in the study area may be limited above the upper mantle, while saline springs may originate from the Upper Cretaceous–Paleocene evaporites. Hydrochemical characteristics demonstrate affinities among the Lanping–Simao Basin, northern Laos, and Yanjing, eastern Tibet, while disaffinities are observed between these areas and Tengchong on the basis of the hydrochemical characteristics and noble gas isotopic compositions.     

江西省横迳温泉区地热气体地球化学

从赣南横迳温泉区采集10个水样并分析了温泉及冷泉的水化学成分,认为热水起源于大气降水补给。在此基础上,还在温泉区采集了4个气样,测定了气体组分的含量及氦同位素．以及CO₂和CH₄的碳同位素。研究结果表明：横迳地区温泉气中CO₂的含量很高(>96％),δC_CO2较重(-4.43‰～-5.50‰),属幔源CO₂;He同位素特征值(R/Ra)变化于1.36～2.11之问．均大于1,有幔源He的加入;本区温泉气的的组合类型为二氧化碳幔源温泉气,从整体上来说属于幔源无机成因气,是地幔脱气的产物。     

A discussion of up-flow springs

Based on their genesis, springs are commonly classified as depression spring, contact spring, overflow spring and fault spring, etc. In addition, a kind of springs, i.e., up-flow spring, can be found in the field. An aquifer is overlain by poorly-permeable unconsolidated sediments or relatively impervious formations. If the hydraulic head of the aquifer is higher than the land surface, groundwater may flow up to the ground surface through the local portion of the overlying aquicludes where the permeability is relatively good, and emerges as an up-flow spring. The common characteristics of an up-flow spring are discussed and summarized in this paper, and some examples of the up-flow springs are also given. Up-flow springs can flow up through local permeable zones in the overlying aquicludes rather than permeable faults. Although they cannot be found as frequently as depression springs, contact springs, overflow springs and fault springs etc., yet up-flow springs may occur in the form of normal-temperature springs, hot springs and salt springs.     

模拟温泉形成的一种管道渗流实验

自然界中温泉形成的循环机制比较复杂,前人的实验模型研究很少有报导。根据断裂-深循环型温泉的特点可以设计一个简易实验装置,对温泉的形成进行模拟实验。实验采用充满砂的半圆弧形圆管实验装置,开展不同水温下热水循环的模拟实验,以便了解地下热水循环过程温泉流量的影响因素。利用室温实验计算出实验用砂的渗透系数K的范围在50.59～57.94 m/d。实验结果表明,温泉流量除与水头差、介质渗透系数和截面积呈正比例关系外,还随温度增大而增大。温泉形成过程是伴随能量转换的地下水循环过程,地下水从深部热源获得的热量使其温度升高,粘滞性降低,导致其流量增大。利用河北北部和广西东南部温泉的流量、温度数据进行验证,进一步分析了实验结果的合理性。     

云南腾冲热海高温地热水中汞的地球化学异常及其指示意义

汞是环境中典型有害组分,深部地热系统可能是环境中汞的重要来源之一,但当前地热成因汞的研究程度很低。本文以腾冲火山带热海水热区为研究区,开展了热泉中汞的水文地球化学研究。热海水热区内排泄的中性热泉含有异常高浓度的汞,但酸性热泉则绝大多数未检出汞。热海热泉中的汞与典型的岩浆来源组分氯相同,均主要来源于岩浆流体的混合。在中性热泉中,Hg(II)是汞的占优势地位的价态,Hg²⁺与不同形态硫化物的配合则是决定Hg(II)的形态分布的直接因素,但pH可通过控制水中硫化物的形态分布来影响Hg(II)的形态分布。Hg(II)不易挥发,故中性热泉中汞含量普遍较高;但酸性热泉中的汞受泉口氧化还原电位较高的影响,以Hg(0)为主要价态,且因Hg(0)易挥发而导致总汞含量极低。就中性热泉而言,其汞含量对水热区断裂分布有重要指示作用,原因为沿不同断裂上升的中性地热水经历的冷却方式不同,最终导致热泉汞含量也表现出显著差异。热泉汞含量对水热系统结构研究有借鉴意义。