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。     

海岸带咸淡水界面的研究进展

海岸带地下咸水和淡水之间界面的形态特征以及运移规律是研究海水入侵现象的重要内容。介绍了最近几十年来国内外海岸带咸淡水界面的研究进展,对国内外咸淡水界面的研究现状进行了分析,系统地总结了解析法、数值法和实验方法等在咸淡水界面研究中的应用及取得的相应成果。解析法可以近似简便地确定咸淡水界面的位置与移动规律,数值法在刻画复杂的水文地质条件和人为因素下咸淡水界面的运移规律更为准确,实验方法可以直观地观察界面的形态和移动特点,电导率法能有效地监测咸淡水界面因潮汐作用而引起的微小变动。这些成果丰富和发展了海岸带咸淡水界面理论,对于海岸带地下淡水资源的开发利用和环境保护具有重要的理论意义和实用价值。     

非稳定井流解析法评价深层地下富钾卤水可采资源量

在沉积盆地内有时只有一个钻井揭露深层储卤层地下卤水。如果能合理地进行水文地质条件的概化并了解储卤层的有关水文地质参数,可以利用非稳定井流解析法通过求得钻井卤水水头降低至储卤层顶板所需的时间来估算钻井的卤水可采资源量。据此求得四川盆地油罐顶储卤构造油1井和罗家坪储卤构造川25井的富钾地下卤水可采量分别约为7.495×106 m3和8.951×106m3,作为初步的卤水资源量数据。     

四川盆地卧龙河储卤构造地下卤水的水化学特征及成因

四川盆地东部卧龙河储卤构造在深埋地下2000m左右的碳酸盐岩中赋存海相同生沉积卤水。该储卤构造的深部断裂、背斜西翼陡断带断层及破碎带构成了卤水的主要储集空间。卤水的矿化度为105.67~129.4g/L,为Cl-Na型水。将该深层卤水各水化学组分含量与对应的黄海水蒸发浓缩曲线对比,得知其富集Br-、I-、Sr2+、B2O3等微量元素或成分,K+不富集。卤水δD、δ18O资料显示其起源于古海水。利用离子系数及化学组分的分析结果,表明地下卤水在高温高压、封闭的还原环境中,发生了脱硫酸作用和白云岩化作用等化学成分演化作用。     

安徽滁河断裂带温泉的水化学和同位素特征及成因分析

笔者等以安徽滁河断裂带内的6个温泉为主要研究对象,分析了水样的水化学特征,利用氢氧同位素对温泉的补给方程进行估算,并提出温泉的成因模式。研究区温泉阳离子以Ca2+和Mg2+为主,根据SO2-4和HCO-3的相对含量的不同,可以将水样分为两组,A组水样（富HCO-3）的主要离子的质量浓度均低于B组（富SO2-4）水样,A组水样的水化学类型为HCO-3—Ca2+·Mg2+; B组水样的（除AH16 4为SO2-4—Ca2+外）水化学类型为SO2+4—Ca2+·Mg2+。A组水样的稀土元素含量高于B组,二者均在NASC标准化图解上表现出平坦型的配分模式,且都表现出轻稀土富集和Eu正异常的特征。水样的氢氧稳定同位素组成表明温泉的补给来源都是大气降水,补给区温度约为13~15 ℃。A组温泉的补给高程为120~160 m低于B组温泉的200~260 m,且A组温泉的热储温度为45~70℃,低于B组温泉的热储温度70~105 ℃。地下水经历深循环获得大地热流加热后沿断裂带上升出地表。     

河北北部四处温泉的水化学特征及成因分析

以河北北部承德地区的4处温泉,漠河沟温泉(A10)、三道营温泉(A11)、山湾子温泉(A12)和北大坝温泉(A13)为研究对象,根据2010年与2018年的温泉水样测试数据,分析温泉的水化学特征,并总结其成因模式。研究区出露地层主要有中新元古界、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和新近系以及第四系,并伴随有大量侵入岩岩体。温泉的出露温度为36~75 ℃,pH值为7.2~8.2,TDS均小于1 g/L。研究区温泉阳离子均以Na⁺占绝对优势,毫克当量百分数在90%以上,阴离子主要以HC {\mathrm{O}}_3^{-}和S {\mathrm{O}}_4^{2-}为主,4处温泉的水化学类型分别为SO₄·HCO₃-Na型、HCO₃·SO₄-Na型、HCO₃-Na型和SO₄·HCO₃-Na型,且温泉的偏硅酸和F^-含量高。研究区温泉稀土元素总含量(∑REEs)为0.030~15.525 μg/L,主要以碳酸盐络合物和F的络合物形式存在;地下热水的稀土元素球粒陨石标准化配分模式较为平缓,轻稀土元素略显富集。研究区温泉水补给主要源于大气降水,利用 SiO₂ 温标估算的温泉地下热储温度为85~125 ℃,地下热水经深循环后通过接触带、破碎带或导水断裂上升出露地表。     

海岸带咸淡水界面位置确定方法的介绍

Ghyben-Herzberg公式依赖潜水位确定海岸带咸淡水界面位置,被广泛应用但存在误差。Hubbert公式严格描述突变界面问题的水头和界面位置之间的关系,但在实际中难以应用。通过考察咸淡水界面之下咸水带任意点的压力平衡关系和咸水带及淡水带任意点的水头描述得知,当地下水流处于稳定状态且满足Dupuit假设时,可以根据同一垂直线上界面之下咸水带任意点(含界面)的咸水测压水头和界面之上淡水带任意点(自潜水面至界面)的淡水测压水头确定滨海均质各向同性潜水含水层咸淡水界面的位置。Ghyben-Herzberg公式是这一方法的特例,描述界面位置的Hubbert公式也是该方法的一个特例。这一方法需要两个相邻的分别揭露淡水带和咸水带的测压孔。     

应用地热温标估算地下热储温度

利用6省区49个热水样品的测试数据,分4类方法估算热储温度,以天津地区为例,讨论区域地质背景下热储温度的估算,并对怀疑发生混合作用的水样点建立混合模型。结果表明,不同地热温标的应用条件各不相同,应用到实际水样后得到的温标估算结果差异很大,需要利用Na-K-Ca三角图和lg （Q/K）图判断矿物-流体的平衡状态,还要综合考虑蒸汽散失、混合等对温度的影响。天津地区8个地热井估算的热储温度在83～120 ℃之间;广州三元里井热水混合前的深部热储温度为79.3 ℃,混入的冷水比例为83%。     

天津地区深层地下热水开采动态分析

深层地下热水由于多年长期开采致使水位持续下降,同时由于每年采暖期和非采暖期的交替开采,水位在下降过程中又呈现周期性的波动。另一方面受温度差异的影响,钻井井口水位并不能反映深层地下热水的实际水位,应对实测水位进行校正,校正后的水位具有复杂的周期性变化和趋势性变化。本研究通过对天津地区深层地下热水开采动态分析,建立趋势项与周期项之和的数学模型来描述水位变化。用线性函数拟合其趋势项,用傅立叶级数拟合其周期项,用Welch法对周期项进行频谱分析,利用最小二乘法确定周期项函数。用校正水位和计算水位的均方差检验拟合结果,结果表明拟合效果好。所建立的数学模型可以用来预测深层地下热水动态变化,预测水位能较好地反映水位变化特点。     

热力学熵在陆地水文循环演化中的应用初探

陆地水文循环演化过程是开放的、不可逆的能量耗散过程,可以用热力学熵的概念来定量描述.初步给出了水文循环关键要素:降水、土壤入渗、蒸发蒸腾和径流的熵产率的计算方法.计算表明蒸发蒸腾作用对陆地水文循环过程的熵产率影响非常显著,并且蒸发蒸腾能够影响其他要素的熵产率.