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。     

贵州息烽温泉地质成因分析

贵州息烽温泉富含氡、锶等对人体有益的微量元素。在分析息烽温泉形成的地质背景基础上,利用构造地质、水化学和稳定同位素等手段,对温泉的成因进行了研究。研究表明,息烽温泉水源为大气降水,热源为深循环加热,循环深度约3 000m,热储温度达100℃以上。在洋水背斜北倾伏端,地热水受碎屑岩阻隔并混合浅表地下水而排出。为保障息烽温泉的可持续性,其周边磷矿勘探、开采的同时,应加强地热水的勘查和保护工作。     

色达—松潘断块温泉水文地球化学特征及成因分析

为查明色达—松潘断块地热资源赋存状态及热源来源,以四川黑水县内3处温泉(热水塘、上达古、卡龙沟)为研究对象,采集温泉水样进行水化学分析和同位素测试,研究地热水的补给来源和热储温度。研究结果显示,热水塘温泉的地下水化学类型为HCO₃-Na型,上达古温泉和卡龙沟温泉的地下水化学类型为HCO₃-Ca型,补给水源主要为大气降水,补给高程分别为5 121 m、3 890 m、3 921 m。结合矿物饱和指数,采用SiO₂地热温标计算3处温泉的热储温度,分别为119.036 ℃、49.034 ℃、30.215 ℃。综合分析认为研究区地下热水的成因主要为大气降水经高山补给区入渗至储集层,吸取地下深部向上传导的热量和放射性元素衰变释放的热量,并与围岩发生水-岩作用形成地下热水,在断裂发育部位热水沿断裂带向上运移,最后在地表出露形成温泉。     

云南勐海县勐阿街温泉水化学和同位素特征及成因

勐阿街温泉地处云南西南部勐阿盆地,现主要有4个温泉出露点,在澜沧江断裂带西侧沿NW向小型断裂磨刀河—曼懂断裂带出露。地下热储带分布于华力西期—印支期的中酸性侵入岩中,热水富集在花岗岩断裂破碎带及断裂交汇位置。温泉近20年来主要成分未发生较大变化,温泉矿化度较低（0.31~0.34 g/L）,水化学类型为HCO3—Na型,为中低温、弱碱性温泉。热水中F-含量为12.8~13.2 mg/L,H2SiO3含量为52.5~67.6 mg/L,含有锂、锶、钨等微量元素。温泉水化学类型成因为含CO2的地下水对花岗岩体发生溶滤作用而形成,F-含量高可能是由于溶解了花岗岩中含氟的黑云母,H2SiO3含量较高的原因是温泉水与含硅酸盐岩的岩石发生大面积接触溶滤作用。氢氧稳定同位素组成表明勐阿街温泉的补给水源为大气降水,并具有轻微的18O漂移现象,表明水与围岩的氧同位素交换程度较高,热储温度较高。用同位素方法估算温泉的补给区高程在1 200 m左右,补给温度约为10 ℃,推测温泉水源主要来自勐阿街盆地周围山地的大气降水,计算得热储温度为93~104 ℃。勐阿街温泉成因为其周围山区大气降水入渗补给后,经历深循环受大地热流加热后,沿断裂带上升出露成泉。热水在上升途中与浅部冷水相遇,冷水混合比例52%~76%,热水循环深度为3 000~3 360 m。     

草科温泉的水文地球化学特征和成因分析

通过对草科温泉的水化学及同位素特征分析,结合温泉的水文地质条件,探讨了温泉的成因,研究认为草科温泉的补给水源来温泉以北海拔3 200 m左右的山区的大气降雨,降雨沿裂隙下渗向深部径流,通过计算推测出热储深度为1 900 m左右,温度为91℃,在水压差和密度差的作用下,深部热水运移至草科背斜倾伏端,从有利部位上涌形成温泉。     

桃源县热市地热田地热流体特征及成因分析

桃源县热市地热田在地热构造上位于花垣—张家界—慈利区域性深大控热断裂的北东端南东延伸带上,属断裂控制的带状热储。热异常沿热市河谷呈北西向带状展布。地热流体的补给源主要为大气降水,深部热能沿热市断层带上升到一定部位后遇到丰富的岩溶水,岩溶水吸收热能使地下水温度增高形成热水,其成因模式为大气降水补给的断裂带深循环型地热系统。结果表明:研究区温泉水温及流量动态变化较小,地下热水水量丰富,温度适宜,具有良好的开发前景。     

云南昌宁柯街断裂带温泉水化学特征

通过对柯街断裂带上2个温泉(梁园温泉和大地温泉)水样的阴阳离子分析,正确划分了温泉水的水化学类型;同位素数据表明,2个样品的δD和δ18 O值均在大气降水线附近,且未显示δ18 O值向右漂移现象,说明该区地下热水具有现代大气降水的氢氧同位素组成特征,推断温泉形成与火山、岩浆型热源没有直接关系。大气降水的同位素组成与海拔高程之间的耦合关系,证明了地下热水补给源区位于西部山区;通过采用SiO2温标计算得出了温泉的热储温度和热水循环深度。梁园温泉热储温度为100.1℃,热水循环深度是1 643.3m,大地温泉热储温度为79.8℃,热水循环深度是1 237.2m。柯街断裂带的构造特征及岩性特征与地下热水的水化学组成、深循环机制和冷热水的混合机制有着本质的联系。     

云南弥勒红河谷温泉水文化学特征及成因

为了探讨弥勒红河谷温泉的成因及钻孔热水的开采对温泉的影响,以此来为红河谷温泉地区热水资源的开发提供合理依据。文章对弥勒红河谷温泉、冷泉和钻孔热水进行水化学分析和同位素测试。结果显示:温泉矿化度（TDS）为232~328 mg.L-1,pH值呈弱酸性,锶含量为0.29~0.44 mg.L-1,偏硅酸25.45~34.44 mg.L-1,热水水化学类型为HCO3-Ca型,冷泉HCO3-Ca·Mg型,热储温度在65~70 ℃之间。氢、氧同位素表明温泉热水来源于大气降水;估算的补给区高程为2100m左右。温泉受断裂带控制,由大气降水补给,经大地热流加热沿断裂带涌出于地表。由于玄武岩的隔水作用和地下水流向,钻孔和自流孔热水的开采对温泉的影响不大。      

四川康定市二道桥地区地下热水稳定同位素特征及热储温度计算

为研究四川省康定市二道桥地区地下热水稳定同位素特征和热储温度,对二道桥地区5个温泉(井)即二道桥温泉(SC107、SC107-2)、康巴人家温泉(SC107-3)、自流热水井(SC107-4)、自喷热水井(SC107-5)进行调查和分析。研究区温泉的分布及出露主要受雅拉沟断裂和雅拉河谷控制。温泉水温33.2~46 ℃,为中低温温泉,pH为6~6.5。水样的氢氧稳定同位素特征表明研究区地下热水的补给来源为大气降水。利用氢氧稳定同位素高程效应及温度效应估算区内地下热水补给区高程为3 000~4 500 m,补给区温度为-3.5~-0.3 ℃,表明地下热水有一部分补给源自附近山区的冰雪融水。Na-K-Mg三角图显示研究区热水均为未成熟水,不宜用阳离子地热温标计算热储温度。应用SiO₂地热温标、多矿物饱和指数法以及用固定铝方法对部分温泉多矿物平衡图进行修正,得出研究区地下热水的热储温度为65~75 ℃。研究区温泉在东部跑马山以及西部农戈山附近接受大气降水补给,降水沿着大雪山—农戈山断裂和跑马山断裂下渗,地下水经历深循环,在此过程中获得大地热流加热,最终在雅拉河谷雅拉沟断裂附近出露成泉。     

基于水文地球化学成因分析的温泉开发潜力评价——以云南罗茨温泉为例

通过分析罗茨温泉的水化学及同位素特征,结合温泉地质环境,认为罗茨温泉由罗茨以东2200m高程一带山区为补给区,接受大气降雨补给。雨水入渗后沿震旦系灯影组溶隙及构造裂隙向深部径流,在运移过程中,随循环深度增大而不断从岩石中获取热量逐步加热,至罗茨一易门断层破碎带附近时,由于断裂沟通深部热源产生对流深循环,水温增至80℃左右,形成深部热储。在水压差和密度差作用下,深部热水沿罗茨一易门断层破碎带有利部位涌至地表。根据计算温泉补给量达到3355m3／d,具有进一步开发的潜力。     

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。     

基于水文地球化学的合山煤田地下热水特征分析

为开发广西合山煤田地下热水资源,以水文地球化学方法为主,通过石英温标法估算地热储层温度,并推测地下热水循环深度,研究地下热水赋存规律。结果显示,合山煤田地下热水补给、径流和排泄受岩溶构造控制,以顺地层为主,穿层次之;接受大气降水入渗补给,水质为HCO₃-Ca·Mg型;采用无蒸汽损失的石英温标法,估算热储层温度约80℃,识别出浅层地下水、浅层地下水与深部地下循环混合水和深部地下循环水3种类型;以井田内No.6钻孔数据为例,800 m孔深以下为深层地下循环水,其热储层温度为63.44~79.41℃,循环深度在2 541~2 704 m,与实际地层埋深相差较小,估算结果可信度较高;在1 400 m以浅,有望探寻到水温约50℃热水;合山煤田地下热水的偏硅酸、温度均达到医疗要求;三、四煤层热导率低,孔隙率小,为热储层良好盖层;四煤层底板合山组下段和茅口组溶隙发育,为良好热水储层。研究成果对煤田地热资源的开发利用前景预测有一定的探索意义。      

广安市铜锣山背斜三叠纪岩溶热储结构特征及热水成因研究

为探讨广安市铜锣山背斜三叠纪岩溶热储特征、地热水水化学与同位素组成、热储温度及地热水循环机理,采用地热钻探、水化学与同位素取样测试、热水溶质组分图解分析等手段和方法,开展了地热水成因的研究工作。结果表明:研究区三叠纪碳酸盐岩热储结构相对完整,热储盖层、热储层和热储下部隔水层形成独立的地热水文地质单元。岩溶地热水水化学类型主要为SO₄-Ca·Mg和SO₄-Ca型,富含F、Sr、Li、B和SiO₂物质,其水源补给为大气降水,补给区位于铜锣山以北的大巴山一带,深部地热水补给高程大于1 100 m,补给区年均温度为9 ℃。热储温度为56~76 ℃,热水循环深度为2 013~3 030 m。地热水在循环过程中,主要发生碳酸盐岩和蒸发岩溶解、冷热水混合过程,且冷水混入比例大于80%。结合区域地热地质条件,构建了研究区地热水成因概念模型。      

红河流域元古界大红山群变质岩系的热储结构及热流特征

经过地热地质调查、物探验证和分析论证,在红河流域中段的戛洒盆地古元古界大红山群变质岩系中钻探获得了可供开发利用的热矿水。勘探孔深2 200.71 m,大红山群第4至第5段（Pt₁dhs4-5）热储层富水性强,钻孔涌水量1 089 m3·d?1,孔底测温84.3 ℃,地热水矿化度9 777 mg·L?1,水化学类型为Cl-Na型,水化学成分复杂。此次成功的勘探研究,揭示了大红山变质岩系的热储特征及地热资源潜力,拓展了地热水勘探开发的新领域。综合研究认为,大红山群变质岩系中的硬脆性大理岩、石英片岩、火成岩等热储层（带）、导热导水的深大断裂及上覆隔水隔热的三叠系红层等盖层,构成了较为典型的带状热储。热储层赋存承压地热水,主要由地下水在重力和热力作用下,沿区域深大断裂带的主干和次级导热导水断裂作深循环逐渐增温和对流运动所形成,实测地热增温率为3.0 ℃·(100 m)?1。      

贵州息烽温泉控热推覆构造的发现及成因研究

根据近年来磷矿深部勘探资料,对贵州息烽温泉的构造地质条件及地热特征开展研究,获得了有关温泉地质成因的新认识。①由洋水背斜、安清断层(F₁)和温泉断层(F₂)组成的叠瓦状逆冲推覆构造体系,构成了息烽温泉地热水系统的主体及边界,该控热构造体系内地表构造与地腹构造并不统一,老地层盖在新地层上,构成顶、底两层叠置的多个热储单元,这些热储单元是地热水形成和运移的良好场所。②安清断层(F₁)使多个热储单元直接接触,从而具有密切的水力联系,为导水、导热的良好通道; 温泉断层(F₂)构成了息烽温泉区地热水系统的边界。③大气降水沿断裂通道下渗至深部的碳酸盐岩热储层中,吸收热量形成地热水,在高温高压条件下,向洋水背斜核部进行迁移,受上覆寒武系碎屑岩盖层的保护和温泉断层的限制,形成洋水背斜西翼和北端的地热资源有利富集区,最后受分支断层阻挡而自然岀露。     

Blowout mechanism of Alasehir (Turkey) geothermal field and its effects on groundwater chemistry

Anatolia region is one of the most seismically active regions in the world and has a considerably high level of geothermal energy potential. Some of these geothermal resources have been used for power generation and direct heating. Most of the high enthalpy geothermal systems are located in western part of Turkey. Alasehir is the most important geothermal site in western part of Turkey. Many geothermal wells have been drilled in Alasehir Plain to produce the geothermal fluid from the deep reservoir in the last 10 years. A blowout accident happened during a geothermal well drilling operation in Alasehir Plain, and significant amount of geothermal fluid surfaced out along the fault zone in three locations. When drilling string entered the reservoir rock about 1000 m, blowout occurred. As the well head preventer system was closed because of the blowout, high-pressure fluid surfaced out along the fault zone cutting the Neogene formation. In order to understand the geothermal fluid effects on groundwater chemistry, physical and chemical compositions of local cold groundwater were monitored from May 2012 to September 2014 in the study area. The geothermal fluid was found to be of Na–HCO₃ water type, and especially, arsenic and boron concentrations reached levels as high as 3 and 127 mg/L, respectively. The concentrations of arsenic and boron in the geothermal fluid and groundwater exceeded the maximum allowable limits given in the national and international standards for drinking water quality. According to temporally monitored results, geothermal fluid has extremely high mineral content which influenced the quality of groundwater resources of the area where water resource is commonly used for agricultural irrigation.     

盆地潜凸起岩溶热储地热田成因机理：以菏泽潜凸起为例

盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空间分布规律、地热水动力场的系统分析,揭示地热田岩溶地热水补给源、运移途径和富集机理：地热水来源于东北部梁山、东部嘉祥一带基岩山区大气降水入渗补给,主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了四元聚热机制,一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储富集和聚热成因机理研究基础上,构建了基于水源、热源及深部岩溶发育特征的地热田成因机理模型,揭示了地热能富集规律。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田长6致密砂岩储层成因机理

鄂尔多斯盆地姬塬油田长6储层原油储量丰富,储层致密制约着油气的勘探开发潜力和评价精度.通过开展物性、粒度、铸体薄片、X衍射、扫描电镜、压汞等测试研究储层特征,以时间为主轴,综合成岩史、埋藏史、地热史、构造等因素,采用“成岩作用模拟”和“地质效应模拟”构建孔隙度演化模型及计算方法探讨致密储层成因机理.结果表明:储层经过较强的演化改造发育微-纳米孔喉系统,形成低孔特低孔-超低渗的致密砂岩储层.H53井长6段孔隙度演化史揭示了增孔和减孔因素对孔隙度及油气充注的影响;通过对比最大粒间孔面孔率、最大溶蚀面孔率、最大压实率、最大胶结率样品孔隙度演化路径和含油饱和度,查明了致密储层成因的差异及品质.      

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。     

贵德盆地地下热水水文地球化学特征

研究工作对完善区内高温地热系统成因机理和后期勘探及钻探工作提供一定的参考意义.为进一步研究贵德盆地地热资源赋存状态及热源来源,在充分了解贵德盆地地热地质条件的基础上,采集区内地热流体样品,进行水化学全分析和氢氧同位素分析,得到该区地热流体化学特征和氢氧同位素特征,估算了区内高温热田-扎仓寺热田的热储温度.分析结果表明:该区高温地下热水的水化学类型主要为SO₄·Cl-Na型,低温水水化学类型较为复杂,主要为SO₄-Na、SO₄·HCO₃-Na型;扎仓寺热田地下热水中Li+、F-、Sr2+、As3+与Cl-存在很好的正相关性,显示了相同的物质来源,SiO₂2-与Cl-极高的正相关性进一步验证了扎仓寺地热为深部热源;氢氧同位素数据都集中在当地大气降水线附近,说明地下热水主要为大气降水补给.选用合理的水文地球化学温标计算了扎仓寺热田的热储温度,并利用硅-焓模型分析了该热田地热流体中冷水混入比例及冷水混入前的热储温度,分析认为扎仓寺热田4 000 m以内存在两个热储层,第一热储层热储温度约为133 °C,热循环深度为1 800 m;第二热储层热储温度约为222 °C,热循环深度约为3 200 m.