贵州革东地区带状热储赋存规律研究

通过对贵州革东变质岩地区地热水的水化学、氢氧同位素及地热井的地温场垂向变化的分析,结果表明:(1)区域地热井热储呈带状(Ⅱ-2型);(2)区域大地热流量供热,补给来源为大气降水,补给高程下限1100m,地热水循环深度下限2400m,围岩与上层地下水影响其化学组分;(3)挽近期革东活动断层具有导热导水性,经循环的地热水沿断层上盘构造裂隙向上运移在此断层破碎带富集,位于断层上盘3km范围内的地热钻孔揭穿该断裂带深度约1200m,均有流量约994m3/d、井口水温40℃的地热水。研究结果可为黔东南地区带状热储的开发与利用提供参考。     

北京迭断陷内蓟县系热储层温度分布特征

为了掌握北京市典型地区热储层的温度分布特征,为北京地区地热地质研究工作补充数据,搜集了地热开发工作开展较早的北京城区内37口地热井的位置、井深、出水温度、水化学等数据,利用Na-KMg图解法评价了地热水的水-岩平衡状态,通过阳离子和SiO_2地温计估算了热储温度,分析了北京迭断陷内蓟县系热储层温度垂向分布特征。结果表明:1)37个样品中的35个样品均未达到水-岩平衡,而地热水中SiO_2的溶解受控于石英。2)蓟县系1 000~4 000m深度范围内热储温度分布在65.6~110.0℃范围内,且在垂向上表现出受储层内部地质沉积差异控制的特点:1 000~2 000m,蓟县系沉积特征变化大,热储温度在垂向上无明显变化规律;2 000m以下,储层温度表现出随深度增加而增加的趋势,地温梯度约为3.1℃/hm。     

北京市通州区地热流体水化学和同位素特征及其地热学意义

通过对北京市通州区蓟县系岩溶热储中地热流体的水化学组分、2H、18O、3H、14C、锶同位素组成的研究,论述了区域内地热系统中水的补给径流循环特征和地温分布特征。研究区内蓟县系热储中地热水的出水温度分布在35~91 ℃范围内,补给来源为北京市西北部或北部山区大气降水,平均补给高程为1510 m。热储中地热水年龄和热储温度均呈现出明显的构造控制特点。通州区西部,大兴迭隆起构造单元内,热水年龄从西北（18 ka）向东南（27 ka）增加,运移速度约1.5 m/a,热储温度从57.4 ℃增至86.5 ℃。东南部的夏垫断裂是一个导水导热断裂,其上地热水年龄减小至8.4 ka,同时热储温度增至107.8 ℃。地热水中锶含量和锶同位素值均沿着地下水的径流方向增加,揭示了两个过程的叠加影响：蓟县系碳酸盐岩中锶的溶解与87Rb的衰减,后者呈现出明显的时间累积效应,在研究区东南部体现的更明显。     

北京市通州区地热流体水化学和同位素特征及其地热学意义

通过对北京市通州区蓟县系岩溶热储中地热流体的水化学组分、2H、18O、3H、14C、锶同位素组成的研究,论述了区域内地热系统中水的补给径流循环特征和地温分布特征。研究区内蓟县系热储中地热水的出水温度分布在35~91 ℃范围内,补给来源为北京市西北部或北部山区大气降水,平均补给高程为1510m。热储中地热水年龄和热储温度均呈现出明显的构造控制特点。通州区西部,大兴迭隆起构造单元内,热水年龄从西北（18ka）向东南（27ka）增加,运移速度约1.5m/a,热储温度从57.4 ℃增至86.5 ℃。东南部的夏垫断裂是一个导水导热断裂,其上地热水年龄减小至8.4ka,同时热储温度增至107.8 ℃。地热水中锶含量和锶同位素值均沿着地下水的径流方向增加,揭示了两个过程的叠加影响：蓟县系碳酸盐岩中锶的溶解与87Rb的衰减,后者呈现出明显的时间累积效应,在研究区东南部体现的更明显。     

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。      

长白山玄武岩区盆地型地热水特征及成因模式

利用长白山玄武岩区地热井水化学、同位素数据以及地球物理勘探和地热井钻探资料,对研究区盆地型地热水资源特征及成因模式进行了研究。研究结果表明:研究区盆地型地热水属于低温地热水,漫江地热井和松江河地热井水温分别为31.2℃和29.5℃,化学组分阳离子以Na~+为主,依次为Ca~(2+),阴离子以HCO~3~-和Cl~-为主,水化学类型为HCO_3·Cl—Na·Ca;微量组分偏硅酸含量最大,其次为锶和硼酸盐。氚年龄均大于60a;漫江地热井热储层温度平均值为101.91℃,松江河地热井热储层温度平均值为99.71℃;漫江地热井热储循环深度为3.23 km,松江河地热井热储循环深度为3.16 km;地热成因模式为:热源为上地幔传导热;盖层为下更新统军舰山组(Qp~1j)、中生代侏罗系果松组(J_(2-3)g)、林子头组(J_3l)和三叠系长白组(T_3c),厚度约2300 m;热储层为古生界奥陶系马家沟组(O_1m)、冶里组(O_1y),亮甲山组(O_1l),张夏组(?_2z)和古元古界老岭群珍珠门组(Pt_1z),厚度在400 m以上;地热水接受大气降水和少量封存水补给,经深部循环(3.15～3.30 km),受大地热流传导热的加热,在浅部发生冷热水的混合,沿断裂通道向上运移。     

群乐背斜紧密褶皱带地热水赋存特征及勘查开发建议

正安县桐梓垭地区在三江河谷边缘有温泉群出露(水温33.2℃)。通过对区域地热地质条件的综合分析,认为该区为混合热储类型,地热水成矿条件较好。因该区属背斜隆起紧密褶皱带区,岩层产状陡,两翼地热水埋藏深度大,轴部强烈隆起、热储含水层抬升,地热水埋藏深度较浅;考虑断裂构造具有良好导热导水作用,建议以群乐背斜轴部为勘探构造部位、以在热储含水层中揭露断裂构造为勘探目标,从而实现增加成井率、减少勘查风险。     

贵州东部变质岩区地热水赋存规律研究

贵州东部变质岩区地热水属断裂对流型中低温热矿水,其形成与分布受区域性深大断裂控制。通过贵州东部变质岩区区域地质、地热地质条件研究,以及典型温泉成因、地热勘探成井条件分析,总结出变质岩区地下热矿水具有以下赋存规律:一般构造区基本不具有地热水形成条件;区域性断裂,尤其挽近断裂有带状热储形成条件;区域性断裂与背斜复合构造区具有地热田形成条件。贵州东部镇远、雷山、黎平、榕江、江口及三穗等区域有较好的资源形成条件,有一定的勘探开发价值。     

云南石林盆地地热地质特征及成因分析

结合石林盆地地热异常及地热钻孔资料,对石林盆地地热田的热储构造条件、地热地质特征及地下水化学特征进行研究,该地热田热储层为元古界震旦系白云岩、白云质灰岩,热水径流特征和地温场特征受九乡石垭口断裂、牛头山古陆控制。钻孔资料显示,地温梯度为(1.5~4.8)℃/100 m,地热类型为深循环层状地热田,地下热水水化学类型为HCO3-Ca。从水文地质条件看,地下热水补给有限,应控制地热水的开发利用。     

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...     

山东临沂地区古生代复合热储成矿模式研究

山东临沂地区地热资源丰富,前人对于临沂地区沂沭断裂带成热模式存在诸多争议。通过对研究区地热地质条件、地球物理特征和地热井数据进行综合研究,从地热产生的源、通、储、盖四要素进行分析,研究结果表明研究区地热成矿模式为古生代层状和带状复合热储地热成矿模式,断裂带为带状热储,断裂带周边稳定区域为层状热储。研究区热储为古生代砂岩,同时张性、张扭性断裂发育,导致热储为层状和带状的复合热储,较单一成因热储要复杂。对地热井数据归一化处理分析表明,盖层岩性及厚度对深部地热水温度存在较大影响,并且热储厚度对水温也存在影响,表现为表层有第四系覆盖的地热水温度,较无第四系覆盖的要高;盖层厚度越大,水温越高,热储厚度越大,水温也越高。这为进一步地热勘查与开采提供了理论指导。     

新疆塔什库尔干谷地地热资源研究进展

归纳了新疆塔什库尔干谷地地热地质条件,分析了区内地质构造、地温分布、地热流体化学及同位素特征,研究了地热形成机理,计算了曲曼地热田的地热资源量和可开采量。结果表明: 研究区地热资源受断裂构造控制; 地温变化与盖层、完整基岩、断裂带(热储)表现出明显的一致性,目前实测最高热储温度为161 ℃,深部热储计算温度可达222~268 ℃,地温梯度最高为149.20 ℃/100 m; 地热流体具有深循环特征,与浅表冷水的水化学和同位素特征具有明显的差异; 地热流体来源于大气降水,在断裂及裂隙内储存、运移、富集,在侵入岩体放射性生热和结晶余热的热量供应下,地下流体不断与围岩进行热量及物质交换,在热储围岩和盖层中,热量以传导方式为主,在热储内,热量以对流方式为主; 曲曼地热田储存的热量为55.919×10¹¹ MJ,地热流体可开采量约为12 593 m³/d,产能(热能)约为77.9 MW。因此认为,塔什库尔干谷地热储埋藏深度浅,易开采,具有可观的直接和间接经济价值。     

沂沭断裂带西缘昌乐县中部地区地热成热地质条件分析

通过对地质资料的分析,认为该区理论上具有较好的地热生成环境和赋存条件。重点围绕郎邵-葛沟断裂两侧,综合运用地质调查、测温、物探、钻探等手段,对成热地质条件进行调查分析,圈定淳于地热异常区和梁家庄地热异常区2个异常区,分析并初步确定热源为地壳深部的热流,导水导热通道为部邵-葛沟断裂及其次级断裂,热储为深循环对流型带状热储,热储岩性为白垩纪青山群安山岩,埋深1400-2000m,盖层为新近纪、古近纪及白垩纪粘土岩、砂岩等。结合区域地质资料,建立地热资源概念模型,并据此确定了3处拟井位置及孔深。     

The geothermal formation mechanism in the Gonghe Basin: Discussion and analysis from the geological background

The Gonghe Basin, a Cenozoic down-warped basin, is located in the northeastern part of the Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau, and spread over important nodes of the transfer of multiple blocks in the central orogenic belt in the NWW direction. It is also called “Qin Kun Fork” and “Gonghe Gap”. The basin has a high heat flow value and obvious thermal anomaly. The geothermal resources are mainly hot dry rock and underground hot water. In recent years, the mechanism of geothermal formation within the basin has been controversial. On the basis of understanding the knowledge of predecessors, this paper proposes the geothermal formation mechanism of the “heat source–heat transfer–heat reservoir and caprock–thermal system” of the Gonghe Basin from the perspective of a geological background through data integration-integrated research-expert, discussion-graph, compilation-field verification and other processes: (1) Heat source: geophysical exploration and radioisotope calculations show that the heat source of heat in the basin has both the contribution of mantle and the participation of the earth’s crust, but mainly the contribution of the deep mantle. (2) Heat transfer: The petrological properties of the basin and the exposed structure position of the surface hot springs show that one transfer mode is the material of the mantle source upwells and invades from the bottom, directly injecting heat; the other is that the deep fault conducts the deep heat of the basin to the middle and lower parts of the earth’s crust, then the secondary fracture transfers the heat to the shallow part. (3) Heat reservoir and caprock: First, the convective strip-shaped heat reservoir exposed by the hot springs on the peripheral fault zone of the basin; second, the underlying hot dry rock layered heat reservoir and the upper new generation heat reservoir and caprock in the basin revealed by drilling data. (4) Thermal system: Based on the characteristics of the “heat source-heat transfer-heat reservoir and caprock”, it is preliminarily believed that the Gonghe Basin belongs to the non-magmatic heat source hydrothermal geothermal system (type II2₁) and the dry heat geothermal system (type II2₂). Its favorable structural position and special geological evolutionary history have given birth to a unique environment for the formation of the geothermal system. There may be a cumulative effect of heat accumulation in the eastern part of the basin, which is expected to become a favorable exploration area for hot dry rocks.     

胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式

中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造单元,其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩,凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层,胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地热流值.为系统分析胶东半岛大地热流值分布特征及其形成机理,本文在分析胶东半岛构造-热发展史、地热地质背景、地温场分布、岩石热导率、钻孔岩性与测温数据、地热流体化学成分等基础上,发现胶东半岛地热资源均为断裂构造控制类型的中低温对流型,其热源主要为三元聚热:导热断裂带水热对流、大地热流传导、地下水运移传导-对流;构造分布、岩石热物性、地热热储分布、地下水活动等是影响地温场分布的主要因素.针对胶东半岛地温场特征及其控制因素,提出了适合该地区的隆起-凹陷分流聚热模式与概念模型,即隆起山地区岩性以导热率、渗透率相对较高的侵入岩、变质岩为主,凹陷盆地区岩性以导热率、渗透率相对较低的砂岩为主,低导热率、低渗透率的凹陷区底部更像是一个相对隔热、隔水的顶板,使得来自地壳深部的大地热流及携带热量的流体、气体等在上涌的过程中在凹陷区的底部发生折射与再分配,从而导致热流在隆起山地区的底部形成一个温度相对更高的聚热区,反映在地表即是隆起山地区相对凹陷盆地区具有更高的大地热流值,特别隆起山地区轴部位置为热流值最高的区域,高热流值区域分布形态呈NE、NNE向分布,基本与胶东半岛NE、NNE向的深大断裂走向一致,该模式的提出可以更好地为胶东地区的地热资源勘探提供指导方向.     

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.      

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。     

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。     

太行山-雄安新区蓟县系含水层水文地球化学特征及意义

雄安新区蓟县系雾迷山组热储层中具有丰富的中低温地热资源,研究其地热流体水文地球化学特征可分析地热资源的形成机制,对推动雄安新区深部地热资源有效开发利用具有重要意义.太行山区雾迷山组为基岩裸露区,雄安新区雾迷山组基底埋藏较深,两个系统的地热流体经历不同的水岩相互作用,导致水化学特征有一定差异.通过对保定以西太行山区-雄安新区共26组蓟县系雾迷山组地热流体样品的水化学及同位素数据进行分析,研究地热流体的补给来源及经历的深部地热循环过程.太行山区雾迷山组流体水化学类型以HCO₃-Ca·Mg型为主,雄安新区以Cl·HCO₃-Na型为主.地热流体均来源于大气降水,通过断裂、裂隙等通道入渗,在长距离运移过程中伴随有矿物的沉淀和溶解现象,水岩相互作用逐渐增强.深部热循环深度为2 880.26~4 143.42 m,均值为3 700 m,深部热储温度为160℃左右;地热流体在深部通过断裂上升过程中,由于传导冷却、冷水混入及深部热源通过结晶基底的热传导作用,在750~2 100 m的凸起处雾迷山组碳酸盐岩地层中封闭聚集形成热储层,热储平均温度为70℃左右,属于对流-传导型地热系统.