对关中盆地腹部深层地下热水δ~(18)O富集主控因素的再认识

开展关中盆地腹部深层地下热水起源成因的研究,对推动研究区地下热水的可持续开发利用意义重大。中国大多数地下热水赋存地区的热水样点与现代循环水的关系密切,多属循环型热水,而关中盆地深层地下热水却远离大气降水线,δ~(18)O漂移显著,对此,国内外学者专家对引起关中盆地地下热水δ~(18)O富集的主要因素有不同的认识。应用同位素水文地球化学方法结合关中盆地地质构造演化,对关中盆地不同构造单元深层地下热水δ~(18)O富集的主控因素进行探索性研究。研究结果表明,影响关中盆地深层地热水δ~(18)O富集的因素是多元的,因热储环境开发度而异,在较封闭的热储条件下,其主控因素是水岩反应。热储蒸发实验的结果表明,深层地热水在进入地层前作为补给水源时,存在一定程度的蒸发作用,入渗后进入较封闭热储环境时则主要受控于水岩作用的影响,且受水岩反应的影响程度为固市凹陷咸礼断阶东咸礼断阶西及西安凹陷。     

关中盆地深层热储流体锶同位素演化及其指示意义

应用Sr含量、87Sr/86Sr比值及热水水化学资料,结合关中盆地地质构造演化对关中盆地腹部深部热储流体的补给起源、路径、成因及混合作用进行研究。结果表明:西北方向为咸礼断阶东南热储流体接受补给的来水方向;咸礼断阶西北水源来水方向为西北部;西安城区补给源有少量来自秦岭北麓,其主要水源来水方向为西部及北部,而长安区热储流体接受来自秦岭北麓正南方向的补给。固市凹陷深层热水封闭性好、水岩反应显著,属残存沉积水;咸礼断阶东南咸阳城区深层热水封闭性较好、水岩反应较为显著,是含残存沉积水的古溶滤水;西安凹陷西安城区热水半封闭,存在一定水岩作用的古溶滤水;长安东大中层-浅层热水开放性好,属混入现代降水的古溶滤水。     

陕西关中盆地中部地下热水H、O同位素交换 及其影响因素

对关中盆地地下热水δ＆18O和8D数据的研究表明：盆地中部西安、咸阳深部的地压地热流体发生明显的δ^18O同位素交换,并出现^2H同位素交换,表明热储流体发生了强烈的水岩反应,盆地周边及中部的非地压地热流体^18O交换则不明显。根据研究区^18O同位素的交换程度（用^2H过量参数d表征）和水化学资料,可将关中盆地热储流体分为循环型和封闭型热储流体2类。地热水埋深越大、滞留时间越长、TDS和温度越高、地质环境越封闭,18^O交换程度就越大。西安和咸阳地下热水分属于不同的地热系统,具有不同的补给来源。     

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。     

广东惠州—从化典型地热田水文地球化学特征及成因分析

本文通过对广东惠州至从化典型中低温对流型热水和冷水的水化学特征和同位素数据的分析,研究了热水的补给来源及其经历的深部地热过程。研究区热水均起源于大气降水,黄沙洞热水具有循环深度大,径流时间长,水岩反应强烈的特点,使其获取了更高的热量;从化热水具有滞留时间短,交替作用强,水岩反应较弱的特点。综合分析惠州黄沙洞热水循环深度为2600～4000m,冷水混合比例为62%～92%,储层温度为125～180℃;从化热水循环深度为1700～3200 m,冷水混合比例为48%～89%,储层温度为90～150℃。     

一种值得重视的地热资源概念模式——构造圈闭型地热资源

笔者根据主干断裂一带出现的地下热水化学组分异常现象,提出了一种新的地热资源概念模式——构造圈闭型地热资源。构造圈闭型热储处于一个相对封闭的水文地质环境,赋存于其中的地下热水径流非常滞缓,变质程度较高,发生的水-岩反应较充分,溶解的围岩化学元素成分更多,有可能形成良好的医疗热矿水。因此,在地热资源勘查利用中具有特殊意义,应充分重视构造圈闭型热储中地下热水的医疗保健功能。     

四川宜宾金沙江河谷区地热资源成藏条件分析

[摘 要] 本文从地热地质背景、水文地质条件、构造条件、热储条件等几方面对金沙江宜宾段河谷区 的地热成藏条件及开发潜力进行了较为深入的论述。研究表明:该区的古地理环境有利于地表水向深部 补给、运移、往更纵深循环以及形成与深部热储充分进行热交换,有利于形成保持相对封闭的热水构造,使 深部地热水处于承压状态;热储层盖层对地下热水具有良好的保温防热扩散作用,且阻隔浅层地表水向下 运移;东西向断裂与南北向断裂或与NE、NW 向断裂的多方向构造的交切复合部位为深部地热水向上运 移排泄的极为有利构造部位;区内地下热水其热源主要是地热增温,大气降水经由深循环加热,与深部热 储层岩石进行充分的热交换,温泉水以补给地高、运移途径长、循环深、滞留时间长为特征。     

云南腾冲热海热田的热储特性

云南腾冲县热海热田是我国西南的一个重要高温水热对流系统。本文根据热田地质、地表显示、热泉水化学和同位素组分等资料,推断热储岩体是块状花岗岩体;对比多种地球化学温标认定热储温度为230℃;推算了热储内部未发生沸腾前的热储流体化学和同位素组分;讨论了热水和冷水的混合与稀释状况;发现地下沸腾带接近地表,肯定热田为一高温热水系统,从而有可能估算热储内部的压力。最后,对水岩平衡作了推测。     

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。     

关中盆地深层地热水~(36)Cl测年研究

前期同位素水文地球化学的研究成果显示,关中盆地深部地下热水存在地质历史时期残余的沉积水,这直接关系到地热水资源的可持续开发利用。为此本文运用~(36)Cl测年法对其深层地下热水的年龄进行尝试性研究。~(36)Cl测年结果表明,关中盆地深层地热水最大的~(36)Cl年龄范围为988.69~1 123.98 ka,不同构造单元、不同热储封闭条件、不同成因类型的地下热水具有不同的~(36)Cl年龄。其中,文热4、渭热4两样点的~(36)Cl年龄分别为988.69~1 123.98 ka、675.69~809.77ka,在一定程度上分别代表了咸礼断阶和固市凹陷深层地热水的赋存年龄,提供了关中盆地残存沉积水的~(36)Cl年龄证据。由于这2个样点的地下热水仍存在一定量的入渗水混入,所以计算年龄小于实际年龄,此~(36)Cl测年结果应视为沉积水的下限年龄,估计关中盆地原始沉积水的年龄至少在百万年以上。     

关中盆地地温场划分及其地质影响因素

具有无污染、可再生、分布广、储量大以及可就近利用等诸多优势的地热能是一种洁净能源,应用前景广阔。地热能的开发利用与区域地温场划分紧密相关,关于关中盆地整体地温场划分的研究鲜有报道。根据关中盆地的工程地质、水文地质、环境地质条件等因素,总结了岩体类和砂土类的热物性质特征。通过灰色关联分析方法,分析了岩土体热物性参数的影响因素,认为干燥重度对导热系数的影响程度最大,含水率、天然重度、孔隙率三者影响程度相近;干燥重度对比热容影响程度最大,天然重度次之,含水率和孔隙率影响最弱。利用盆地内多个地温常观孔,绘制了地温变化曲线和地温梯度等值线,认为关中盆地常温带位于15~20 m埋深处,地温梯度总体呈中部高、东西低,固市凹陷、西安凹陷、蒲城凸起、断裂及断裂汇合区域地温梯度较大,宝鸡凸起、咸礼凸起以及临蓝凸起地温梯度较小,产生差异的原因包括地质构造、地下水活动、岩土体热物性参数等三方面。利用热物性参数和地温梯度值,计算了盆地内浅层和深层的大地热流值,并分析了两者差异的成因,经对比全国区域地热资料,认为关中盆地是一个复杂的坳陷型中低温地热田,地热资源潜力巨大,居全国上游。该文旨在系统地分析关中盆地地温场特征,为地热能的勘查评价提供基础数据支持,促进关中盆地地热开发利用,为构建环境友好型社会服务。     

The hydrochemical characteristics and its significance of geothermal water in both sides of large fault: Taking northern section of the Liaokao fault in north China as an example

Based on comparative analysis on hydrochemical characteristics of geothermal water in the north part of Liaokao fault, this research focuses on studying the indicative significance of hydrochemical characteristics for the formation of geothermal water. The result shows that: (1) There is no obvious hydraulic connection between the karst geothermal water (occurred in the east part of the Liaokao fault) and the sandstone geothermal water (occurred in the west part of Liaokao fault). (2) In a close hydrological environment, caused by tectonic activities, geothermal water remains longer time in reservoir, hence the water-rock interaction is more complete, with high degree of concentrations, whereas the renewable capacity of the water is weaker. (3) There is no high temperature mantle source fluid mixed in the geothermal water. Karst geothermal water occurred deep circulatory convection along Liaokao fault and its secondary fault, therefore there is deep crust source fluid added into the geothermal water, closer to the Liaokao fault, the greater affected by the deep crust fluid. However, sandstone geothermal water has weak deep circulatory convection.     

兰州市城区地热地质条件及资源开发潜力分析

兰州市城区地处民和—兰州坳陷盆地东端的中生代断陷盆地内。盆地中因沉积巨厚碎屑岩,加之受多期地质构造运动改造,断裂构造发育,为地热水的形成创造了条件。经勘探证实,兰州城区属中低温(60~90 ℃)沉积盆地型地热资源,分布范围受盆地南、北2条深大断裂控制,面积约530 km²。按照地质构造单元,分3个区块对地热资源潜力进行了评价,东部城区、中部城区和西部城区地热田产能分别为17.91 MW、117.46 MW和23.49 MW,达到中—大型地热田规模,显示出良好的开发利用前景。     

高阳地热田及邻区地热资源形成机制

临近雄安新区的高阳地热田处于渤海湾盆地冀中坳陷,区内发育以中元古界长城系、蓟县系及下伏的太古界为主的潜山地层,其中蓟县系雾迷山组为地热田主要热储层,地热资源丰富。以岩溶热储顶面埋深3600 m线作为高阳地热田的边界,地热田主体位于高阳低凸起、蠡县斜坡内,并涵盖保定凹陷、饶阳凹陷的少量地区。高阳地热田位于区域岩溶顶板温度较高地区,其中高阳低凸起中北部及其西侧边界、蠡县斜坡与饶阳凹陷交界处为温度最高区域,可达120 ℃左右,地热田南部、中东部属蠡县斜坡区域温度低于100 ℃。潜山热储温度等值线整体呈椭圆形态,长轴为NNE向。蓟县系雾迷山组地热水在博野地区水化学类型为Cl-Na型,溶解性总固体约5 000 mg.L-1,Cl-（约2 300 mg.L-1）含量明显高于雄县、容城等其它地区,SO42-含量（123~133 mg.L-1）高于同属冀中坳陷的雄县、容城、霸州地区,但低于天津地热田和良乡地热田,表明冀中坳陷与天津、良乡地区分属不同的地热系统。高阳地热田形成的概念模式为来自西部太行山地区的大气降水作为地下水的补给水源,太行山前断裂沟通了地表水与深部基岩地层,大气降水在基岩内经衡水断裂、安国断裂、百尺断裂、出岸断裂及不整合面向东侧渤海湾盆内运移,经断层与基岩发生热对流被加热,随着水动力条件减弱,在高阳低凸起、蠡县斜坡、深泽低凸起等区域聚集形成具有勘探开发价值的高阳地热田。      

辽宁盘锦新近系馆陶组地下热水分布特征及成因分析

辽宁盘锦新近系馆陶组地下热水埋藏较深,开发历史较早,但利用率较低。研究认为,该区地温场变化主要受地幔隆起相对程度控制;东西两侧幔隆带部位,地壳的厚度相对较薄,结晶岩基底埋藏浅,深部热能传导到储热层消耗能量少,地温及地温梯度值相对较高;中部幔凹带地温以中凸起最高,凹陷区相对较低。在地幔隆起的控制下,区内馆陶组地下水水温受储热层埋藏深度的影响,储热层的埋藏深度大,降低了热能向地表的散失速度,所以水温相对较高;反之,水温相对较低。地下水水温变化规律为：西部的谷坡区,受地下水径流影响,水温一般25℃～28℃,而凹陷区则为30℃～35℃;到中部隆起区水温升高到35℃～50℃;东部凹陷区为31℃～38℃,谷坡为29℃。深部上地幔幔源热源（岩浆热）构成本区生热层,经构造导热作用传输到储热层。最后指出,中央凸起区是该区馆陶组地下热水勘查开发的有利地区,重点开发应在温热水（I区）。     

太湖南岸地热资源现状及资源潜力评价

根据热储埋藏条件、盖层、导热构造、地形地貌的总体特征,将太湖南岸地热资源区划分为湖州太湖南岸地热资源区、湖州小梅口地热资源区和湖州苍山地热资源区3区。通过计算区内地热流体年开采累计可利用热能量、热储中的热量、热储中岩石的热量和热储中水的热量,得出太湖南岸地热资源区热储中的热量是现有7口地热井年开采累计可利用热能量的1162倍,其中,热储中水的热量是现有7口地热井年开采累计可利用热能量的126倍,热储中岩石的热量是现有7口地热井年开采累计可利用热能量的1036倍,研究表明太湖南岸地热资源区可利用的地热资源丰富、潜力巨大。初步预测太湖南岸地热资源区东西两侧广大区域内均有可能存在丰富的地下热水资源,可作为今后地热资源勘查的重要区域。     

北京北部地区深层热水开发对浅层冷水的影响

北京北部有小汤山和沙河2个地热田,呈三角形展布,东部边界为黄庄-高丽营断裂,西部边界为南口-孙河断裂．北部边界为阿苏卫-小汤山断裂。热储层为蓟县系雾迷山组、铁岭组和寒武系-奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层．热储盖层为青白口系页岩、石炭系-二叠系砂页岩和侏罗系火山岩隔水层。该区雨水、浅层基岩冷水和深层基岩热水的H、O同位素组成基本上都落在克雷格降水线上,表明区内冷水与热水均来源于大气降水。热水的^3H值表现出北高南低的特点．说明热水与冷水一样自北向南流动。重点分析了深层热水开采对浅层地震观测井中冷水动态的影响,以及这种影响在不同的水文地质条件、离开采井不同距离和不同测项方面表现出的差异。结果表明,北京北部深层热水开采对浅层冷水动态的影响距离约为5km．对位于导水断裂带附近的观测井的影响最为明显。     

珠江口盆地白云凹陷地温场特征及烃源岩热演化

通过对珠江口盆地白云凹陷108口钻井的地温数据(BHT、MDT、DST)进行校正、分析,以点到面重构白云凹陷的现今地温场,再结合地质与地球化学资料,正演恢复白云凹陷烃源岩的热演化史及生烃史.研究结果显示:(1)白云凹陷具有变地温场,地温梯度分布在35～60℃/km之间,呈现出南高北低的分布特征.(2)受控于白云凹陷变地...     

辽河滩海地区油气藏断压控藏特征及勘探意义

辽河滩海地区是典型的中—新生代陆相断陷盆地,构造上具有东西分带、南北分区的特点,不同构造带油气运聚成藏及分布都与温压场特征密切相关。运用整体、耦合的观点和地温-地压系统理论,在详细分析对比东部凹陷和西部凹陷温压场分布特征的基础上,发现辽河滩海地区主要发育单一型、低压型和高压型3种地温-地压系统。其中:西部凹陷西部斜坡带发育单一型地温-地压系统,笔架岭构造带发育低压型地温-地压系统;东部凹陷海南月东地区和太葵地区则普遍发育高压型复式地温-地压系统。同时,对比分析东、西部各构造带油气藏的形成与分布特征,不同类型地温-地压系统与断裂配置表明辽河滩海地区为明显的断压控藏特征:西部斜坡带主要为单一型和低压型断压控藏;东部斜坡带则主要为高压型断压控藏。     

浙江湖州太湖南岸地热资源研究

浙江湖州太湖南岸有多处地热异常显示,异常点水温为25℃～31℃,水中的氟、偏硅酸和游离二氧化碳达到或接近国家医疗热矿水标准值,具有一定的开发利用价值。通过大量调查和以往地质成果资料的分析研究,建立了地热形成模式和热储概念模型,认为区内存在二叠系栖霞组、石炭系船山组和黄龙组灰岩以及泥盆系五通组、志留系茅山组砂岩两个热储层;北东向的学川—湖州、北西向的长兴—奉化和东西向的湖州一嘉善大断裂是区内的主要导热热构造,且近期有活动迹象,为地下热水的形成创造了条件;石炭系上统高骊组、二叠系龙潭组与堰桥组的页岩、泥岩,第四系的粘土层是良好保温层。研究成果对开发本区的地热资源有一定的参考价值。