浅析开采条件下地下热水资源的演变

地下热水的分布可以分为埋藏型(或盆地型)和出露型(或温泉型).埋藏型分布于沉积盆地深处,热储层规模大,有较大的储存资源,但补给资源极为有限或缺乏,开采地下热水主要是消耗储存资源,可导致热水系统水位持续下降.出露型多见于山区,地下热水以温泉的方式出露地表,其储存资源和补给资源均有限,在温泉附近开采热水可导致温泉流量减小直至干涸,热水系统水位、水温也会持续下降.在某些特定条件下在温泉附近打成的自流孔可使地下热水资源量有所增加.温泉的自封闭作用可使其流量减少.     

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。     

喜马拉雅东构造结地区地热成因分析

喜马拉雅东构造结地区是现今地球上构造活动最强烈、地貌演化最快的地区之一,属于地中海—喜马拉雅地热带,水热活动强烈。基于喜马拉雅东构造结的地热地质背景,采用野外调查、水化学和稳定同位素测试分析等手段,初步分析嘉黎地区深部地下热水发育特征及成因模式。结果表明,该区域地下热水均来自大气降水或冰雪融水,补给高程位于4 500 m以上,推测补给区位于研究区西北部片麻岩山区;区内地下热水均为未成熟水,热水补给水源沿断裂循环至深部热储,随后受热对流上升至地表出露成温泉,热水上升至浅表部与冷水发生混合,冷热水最大混合比可达91%;采用二氧化硅温度计、阳离子温度计以及硅-焓模型估算出热储温度最高达380 ℃,热水在雅鲁藏布江结合带内循环深度达到6 900 m。研究区深部热源主要来自雅鲁藏布江结合带及附近深大断裂,地表热显示主要受控于结合带两侧的次级张扭性断裂。本研究初步揭示了喜马拉雅东构造结嘉黎地区地热成因模式,可为该区重大工程建设和高温热害防治提供指导。     

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。     

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。     

胶东半岛洪水岚汤温泉水化学特征与成因分析

胶东半岛蕴藏着丰富的低温地热资源,以温泉为主要出露方式。洪水岚汤温泉位于胶东半岛东部威海市境内,出露在阳泉河北岸的一级阶地,出露标高为66. 83 m,水温约69℃,下伏基岩为侏罗纪二长花岗岩。为查明其水化学特征及成因,本文采用同位素水文地球化学方法进行研究。水化学成分表明:温泉水中主要阳离子为Na~+,主要阴离子为HCO_3~-、SO_4~(2-),水化学类型为HCO_3·SO_4~-Na,pH值为7. 6,总溶解性固体为610. 6 mg/L,F~-含量为4. 2 mg/L,偏硅酸含量为98. 8 mg/L。氢、氧同位素分析结果显示:温泉热水补给来源为大气降水,估算温泉热水补给高程为427～599 m,地下热储温度约为106. 25℃,地下热水循环深度约为2091 m。综合分析洪水岚汤温泉成因模式为:在正棋山山区获得大气降水入渗补给后,沿F1断裂破碎带下渗经历深循环获得大地热流加热后上升,上升过程中混入浅层地下水,在第四系静水压力最小的部位出露成泉。     

河南省十大温泉地热地质特征

为了在河南省隆起山地区寻找地热资源,对隆起山地区出露的十大温泉地热地质特征进行了详细研究.隆起山地型地热资源受断裂构造控制,地下水通过深循环加热,沿深大断裂呈温泉形式出露地表.按水化学类型,温泉热水可划分为重碳酸盐型、硫酸盐型、硫酸盐氯化物型、硫酸重碳酸盐型及重碳酸硫酸盐型.     

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。     

河北省遵化市汤泉地下热水赋存特征

汤泉的地下热水历史悠久,人们利用其自然出露的温泉进行洗浴、疗疾已有上千年的历史。其地热资源类型为基岩裂隙型地下热水,热水区的分布受断裂构造控制明显,地温场在平面和垂向上表现为温度不均一。不同方向、不同规模的断裂构造,成为地下热水赋存场所和深循环通道,深部热水沿断裂构造交汇部位上升,形成浅层地下热水异常区。     

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。     

北京延庆县松山温泉的特征与成因

松山温泉位于北京市延庆县松山森林公园内,附近为燕山期花岗岩,岩体裂隙较发育。在该温泉附近施工的2个钻孔自流热水。温泉及其附近自流孔热水水温为32~42 ℃,主要阳离子为Na⁺、K⁺和Ca²⁺,主要阴离子为SO₄^2-、HCO^-3和Cl^-,水化学类型为SO₄-Na型;热水矿化度为0.548~0.566 g/L,pH值为9.14~9.21,H₂SiO₃含量为87.1~97.1 mg/L,F^-含量为19.0~20.8 mg/L。氢、氧同位素资料表明,研究区地下热水来源于大气降水;估算的补给高程为1 256~1 351 m,补给区温度为4.4~8.8 ℃,热水年龄为14.19~48.95 a,地下热储温度为114~119 ℃,热水循环深度为2 236~2 274 m。松山温泉为花岗岩中地下水在山区获得大气降水入渗补给后,在经历深循环过程中获得深部热流加热后上升在山坡上出露形成的温泉。     

青海省玉树结古地区玉树断裂带的地热地质意义

玉树县结古镇位于玉树断裂带上的扎喜科地热异常区。成热条件受具多期活动性的玉树断裂带控制,是断裂导水通道和地热梯度高值带。其上盘为地下热水的主上涌通道和地下热水富水块段,地热异常具明显的带状分布特点。在水文地质条件上,富水性相对较好,地下水在北东部山区接受大气降水、地表水和地下水补给后,汇集于断裂破碎带中,加热后沿着构造裂隙、溶隙等各种上升通道循环径流,最终于河谷区、山间盆地地表形成温泉或水温异常的上升泉。初步评价结果表明,结古地区地热资源潜力较大,具有一定的开发前景。     

安徽昭关温泉形成条件及地热水化学特征分析

昭关温泉位于安徽省含山县昭关镇,温泉的温度适宜,流量大。采用多种技术手段对昭关温泉出露区进行勘查,结合地层构造、地球物理、地球化学、地层温度以及水文地质等方面对地热形成条件及形成规律进行研究可知,推覆构造和断裂构造对地热具有控制作用,岩层受断裂构造作用,裂隙发育、破碎,隐伏溶洞、溶蚀裂隙及溶孔发育强烈,形成了水力联系的良好通道,这些均是形成昭关温泉的重要地质基础。温泉由早期大气降水补给,在埋藏于千米之下的热储中汇集、升温,在水头压力作用下顺断裂出露地表,形成41℃的地热水,水化学类型主要为SO_4-Ca·Mg型。分析结果为在类似地区寻找地热提供参考,促进地热勘查工作。     

胶东半岛温泉的地热特征

胶东半岛位于欧亚板块与太平洋板块边缘内侧,是地壳长期稳定缓慢隆起地段,区内地质构造发育,大部分温泉出露在背斜核部,ＮＥ、ＮＮＥ向与ＮＷ、ＮＮＷ向断裂交泯外,地热系统属中低温深循环对流型,略为偏高的大地热流是其主要热源,地表水是地下热水的补给水源,地下水通过发育在花岗岩和变质岩中的断层或断裂破碎带,下渗和深循环对流,在径流过程中不断吸取围岩热量成热水,沿断裂上升过程中,与地下浅部裂隙水混合而成为化学     

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。     

威海市洪水岚汤温泉地热地质特征＊及成因机制探讨

威海市草庙子镇洪水岚汤温泉是低温热水型地热田,位于苏鲁造山带（Ⅰ）胶南隆起（Ⅱ）乳山-威海凸起的东部。热储位于印支期花岗岩构造破碎带内,受NW,NE向断裂构造控制,呈点状、带状分布,洪水岚汤位于2个断裂构造交会处,出露标高66.83 m,平均水温71℃。根据流体化学特征分析,洪水岚汤温泉热水来源主要是大气降水,水化学类型按舒卡列夫法分类属HCO3-.SO42--Na＋型热泉,氟、偏硅酸含量较高,含有多种微量元素和放射性元素。     

河北秦皇岛市温泉堡温泉的形成与开发利用建议

秦皇岛市温泉堡附近有3处温泉。1号和2号温泉是燕山期花岗岩地下破碎带热水储集带的排泄点,3号温泉的出露受断裂控制,是下寒武统府君山组灰岩岩溶含水层的排泄点。地下热水矿化度小于260mg/L,F-含量达5mg/L以上,水化学类型属于Na·Ca-HCO3·SO4型。同位素研究结果表明,温泉的补给来源为大气降水,1号温泉水年龄约19a。利用SiO2温标法计算出热储温度为94.01℃;估算热水循环深度为2792.45m。温泉的天然放热量大于25.13×1013J/a,温泉堡地区的地热资源量达7.29×1014J以上。1号和2号温泉的开采量不宜超过其天然流量,3号温泉流量大,尚有开发潜力。     

河南省九龙山汤池温泉地热地质特征及成因机制

河南省栾川县九龙山汤池温泉出露于马超营断裂与葫芦沟断裂交会部位的破碎带上,热储呈带状分布。研究表明,热储属中低温地热田Ⅱ类2型,地热流体呈上升泉出露,出露标高521m,水温多为69℃,为氟.硅型医疗热矿水。温泉成因机制为:马超营断裂与葫芦沟断裂交会地段岩石破碎十分强烈,从而使地球深部的岩浆入侵,将热量向上传送,形成地热异常区(即储热断裂构造);断裂切截了地壳深部高温岩体,形成的宽度数十米至上百米的构造破碎带为地下水的渗入、运移和储存提供了空间。温泉大气降水的补给,由于断裂带内围岩蚀变强烈,经过水岩的长期接触、长时间的补给、径流及高温高压的溶滤和化学作用,为地热水中有益元素的来源奠定了物质基础。     

西藏东部阿旺地下热水化学特征及其成因初探

本文基于西藏阿旺乡的地热地质背景, 综合应用野外调查、水文地球化学、环境同位素方法, 初步探究了区内出露地下热水的发育特征及其成因机制。结果表明, 地下热水化学类型为HCO₃-Na型, 这与地下热水在径流过程中与围岩发生溶滤作用和阳离子交互作用有关。氢氧同位素分析显示地下热水补给来源为大气降水, 并伴随有轻微的氧漂移现象, 表明水岩作用较强烈, 热储温度较高。采用同位素方法估算补给高程在4600~4800 m左右, 推测地下热水的补给区为阿旺乡西北部山区。Na-K-Mg三角图判别法和矿物饱和度指数表明地下热水为未成熟水, 其在上升过程中受到了浅表冷水的混合, 冷水混入比为60% ~70%, 采用地球化学温标计算得到的深部热储温度为170~200 ℃, 地下热水循环深度为4500~5300 m。阿旺地区地下热水成因模式为:大气降水自补给区入渗进入深循环, 经大地热流加热形成热水, 热水在地下循环过程中沿断层破碎带上升受到浅循环冷水混合后出露地表形成温泉。     

云南祥云县王家庄碱性温泉水化学特征与成因分析

位于云南省祥云县刘厂镇的王家庄温泉水样YMD10-1(王家热水井)与YMD10-2(聚龙温泉宾馆热水井)的矿化度为1.49~1.65 g/L,主要阳离子为Na^+,主要阴离子为HCO3^-,水化学类型均为HCO3-Na型。YMD10-1和YMD10-2的p H值野外测定数据分别为10.8和7,因YMD10-2暴露于空气使其pCO2较高导致其p H野外观测值偏低;实验室p H测定值分别为8和7.6,主要受到pCO2差异影响导致水中碳酸组分发生变化而改变了其p H值。水样的δ^2H-δ^18O数据显示温泉的补给来源为大气降水。利用Si O2温标估算了温泉的地下热储温度为89~92℃。利用226Ra-222Rn法估算出YMD10-1的热水年龄为446.84 a,YMD10-2的热水年龄为319.56 a。估算的地下热水的循环深度为3 808~3 898 m,利用δ^2H和δ^18O估算热水补给高程为2 845~2 865 m,补给区为周边的山区。地下水获得大气降水入渗补给后,经历深循环并获得深部热流加热,沿断裂带上升穿透浅部第四系出露地表。温泉显示碱性是由于长石与水和CO2发生反应,产生大量的HCO3^-,HCO3^-在溶液中有可能水解消耗H^+产生OH^-。王家庄温泉被当地人们用来晒制土碱,与热水Na^+和碳酸的含量高有关。