Hydrogeochemistry and geothermometry of the Jowshan thermal springs, Central Iran

Jowshan geothermal system comprises 6 thermal springs with outlet temperatures ranging from 39.3 to 46.6°C. The thermal water of these springs is presently used for swimming and as a treatment for rheumatism, sinusitis and skin diseases. The pH value of these springs is slightly acidic to neutral and the electrical conductivities about 1500 μS/Cm. The presence of many faults in the area, the alignment of all springs along the Sirch Fault and the similar chemical and isotopic composition of all springs in combination with the hydrogeological setting and geochemistry of water samples indicate that these springs are associated with deep circulation of meteoric water. According to this heating mechanism, meteoric waters infiltrate through fault openings to depth and after heating by geothermal gradient rise to the ground surface due to the hydraulic and buoyancy forces, a mechanism which is common in the southern parts of Iran. The use of various chemical geothermometers and mineral equilibrium states suggests a range of temperature about 50–90°C for the reservoir of Jowshan geothermal system.     

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。      

漳州热田地下热水的循环深度

漳州热田是我国东南沿海地区目前所见温度(121.5℃)最高的一个。热田地热地质、地球化学以及地温场的研究结果表明,漳州热田属于深循环对流型热田。为了计算热田的热水循环深度,本文采用管道模型的方法,利用热田中心钻孔的测温资料计算地下热水上涌的流速,利用热田内水化学资料计算热储温度,然后用图解法求出漳州热田热水的循环深度为3.4—4.0 km,为漳州热田的成因分析和热水资源的评价提供了依据。     

南京汤山温泉区地热水成因模式分析

汤山温泉是中国四大著名温泉疗养胜地之一,阐明其成因模式对于该温泉区的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定意义。基于硅-焓图解法和水文地球化学方法对其进行了系统研究,结果表明该区热储温度为90℃,岩溶热水与岩溶冷水、孔隙潜水和地表水之间在水化学和同位素组成上存在明显差异,地热井深度越大,冷水混入相对较少,地热水温度相对较高。经分析,该地热系统成因上属于中低温对流型。其补给区主要来自汤山山体(宁镇山区)及句容盆地东侧茅山山脉,循环深度为2.6~2.9 km,地热水通过汤山-东昌街断裂在浅部与区内NW向断裂、NE向断裂交汇形成温泉水。     

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。     

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。     

漳州热田成因模式探讨

本文从现有的地质、物化探、水文地质及钻探资料出发,对漳州热田成因模式进行了初步探讨。认为漳州热田是深循环型的。并对循环深度、热储温度及水化学组分来源,提出了一定的看法。     

漳州热田温度场

漳州热田属对流型地热田,是我国东南沿海地区目前所见温度最高(90m深处121.5℃)的一个。温度场研究表明,热田中心区具有最高温度和最大的地温梯度,此乃漳州盆地的排泄区。在盆地补给区,由于岩体中的热量被冷的地下水“冲刷”带走,该区见到低地温和低的地温梯度。显然,漳州热田温度场与盆地地下水活动密切相关。在分析研究152个钻孔测温资料的基础上,本文着重讨论了地下水的垂向和水平运动对热田温度场的影响。     

苏北盆地典型地区中低温地热流体地球化学特征研究

苏北盆地作为江苏省地热地质条件最优的地区,发育丰富的中低温地热资源.文章选择存在已探明的中温地热井及干热岩验证孔所在的盆地区作为研究区,利用地热流体携带的地球化学信息,了解深部地热储层基本特征及不同深度地热资源的成生关系.结果表明:研究区地热流体中优势阳离子为Na+,阴离子呈复合离子型,以Cl-为主,Na+、TDS与C...     

青海贵德县扎仓温泉特征及其开发利用

扎仓温泉位于青海省贵德县扎仓寺村,其开发利用至今已有600多年的历史。温泉出露于断裂带交汇部位,地下热水矿化度为1 310~1 390 mg/L, 水化学类型属于SO₄·Cl-Na型。研究结果表明,温泉的补给来源为大气降水,温泉水年龄约165 a。利用SiO₂温标法计算出热储温度为136 ℃,估算热水循环深度为1 385 m。温泉的天然放热量大于1.23×10¹⁴J/a,扎仓沟地区的地热资源量达2.07×10¹⁴J以上。热水宜直接用于供暖、洗浴、温室种植和养殖等。该地热田深部尚有地热能潜力。     

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...     

广东河源断裂带地热成因及与构造关系初探

广东省河源断裂带位于中国东南沿海地热异常区,地热资源十分丰富,但其形成机制和利用前景尚不确定。为此文章开展了多学科综合分析,获得以下初步认识:温泉是断裂带内深循环地下水被地温加热而成,断裂剪切热和花岗岩浆残余热的贡献基本可以排除;沿断裂展布的厚层硅化带是古水热活动的产物;硅化带形成时期的挤压应力方向为北东-南西,与河源断裂及河源盆地晚白垩世以来的伸展活动对应,现代构造应力场为北西西-南东东方向挤压,与古应力场相比发生了明显变化;现今构造应力场使得北东向河源断裂呈右旋挤压运动,而北西向断裂则发生左旋张剪,导致地下水循环格局也发生相应改变;目前温泉沿河源断裂呈带分布,沿北西向断裂呈线性溢出,断裂交汇部位是热泉上升的主要通道。总体而言,河源地区拥有令人鼓舞的地热资源及应用前景,有可能达到建设地热发电厂的目标。建议继续深入开展地质学、地球物理、水文地质学和地热成因机理等多学科综合研究,从而更好地定量评价地热潜能与开发前景。     

福建岩石圈的热结构

本文由福建硅热流值研究出发,探讨了热流省参数(qr,A,D),并进而推算了岩石圈不同深度上的温度状态。笔者认为福建东部地区硅热流值偏高,岩石圈厚度较小,居理点深度较浅(大于27km)。热活动性较强,属微弱的地热正异常地区;而西部则反之,热活动性较差。然而,即使在闽东地区也不具备形成岩浆房、干热岩或高温热田的条件,无异常热源。广布的温泉是在微弱地热异常状态下,沿断裂通过地下木的深循环所造成的。     

川藏铁路康定隧址区地热水成因及其工程影响分析

川藏铁路康定隧址区穿越鲜水河断裂带,属地热异常区,对铁路建设造成一定的热害威胁。采用野外调查、水化学分析和氢氧同位素测试等技术方法,开展了川藏铁路康定隧址区地热水成因研究。结果表明,康定隧址区地热水水化学类型主要为HCO₃·Cl—Na和HCO₃—Na型,聚集于折多塘、康定和中谷3个热水区。地热水均为未成熟水,热储温度为104～172 ℃,深部初始地热水温度为186～250 ℃,冷水混合比例为0.56～0.81。氢氧同位素显示地热水补给高程为3768～4926 m。在康定隧址区,地热水受到高海拔水源补给,主体断裂构造为导热构造,次级分支断裂和发育节理、裂隙的断层破碎带为导水构造,地热水形成后沿浅部断层破碎带出露形成温泉。FEFLOW数值模拟分析表明研究区100 m深度地温场温度为35.4～95.1 ℃,研究区内三个热水区之间存在低温通道。隧道建设时应重点关注康定热水区的高温水热灾害。     

大地电磁测深法在福建漳州地热区的应用

为了研究漳州地区深部构造和热源条件,在天宝、漳州、龙海一线进行了大地电磁测深测量工作。通过对大地电磁测深结果的分析和解释,表明在漳州地区龙海—浮宫一带上地幔高导基底明显上隆,在壳内10—13km深处具有明显的高导层,地表覆盖层电阻率很低。根据这些情况并结合地质资料推断,这一带地下存在着温度较高的热源及地下水补给条件,在地下水深循环和热对流良好的断裂交汇区,有可能形成水温较高的地热田。     

基于水化学及稳定同位素的西藏察雅地下热水成因研究

西藏察雅分布有两处地下热水,其中娘曲热水流量达23 356 m ³/d,温度达36 ℃,掌握其成因以及地下水循环模式对铁路隧道的规划建设具有重要意义。为查明地下热水水化学特征及其成因模式,采用同位素水文地球化学方法进行研究。结果表明:两处地下热水主要阳离子为Ca ²⁺和Mg ²⁺,主要阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-,溶解性总固体含量为1 255~2 051 mg/L,水化学类型分别为SO₄·HCO₃-Ca·Mg型和SO₄-Ca·Mg型。氢氧同位素分析结果表明,地下热水补给来源主要为大气降水,并具有 ¹⁸O漂移现象,反映了热水与围岩的氧同位素交换效应。地下热水的补给高程为4 146~4 185 m,热储温度为53.1~61.0 ℃,循环深度为1 409~2 020 m。其成因模式为:地下水在东北部高山区接收大气降水入渗补给,沿岩溶裂隙管道径流,经深循环获得大地热流加热,受构造及岩层阻水影响沿断层上升,在上升过程中与份额达0.79~0.91的浅层地下水混合,于沟谷等地势切割处出露成泉。综合水文地质条件与隧道位置分析,隧道穿越的两处岩溶富水条带,东部岩溶富水区对隧道突涌水威胁较小;西部岩溶富水区对隧道存在构造岩溶水高压突涌水风险,后期应注意防范。     

Discussion on heat source mechanism and geothermal system of Qinghai Gonghe-Guide Basin

The Qinghai Gonghe-Guide Basin together with the alternatively distributed mountainous region shows characteristics that the conductive geothermal resource of the basin has high geothermal gradient, the granite occurs in the bottom of borehole for geothermal exploration, and the convective hot springs in the basin-edge uplift fracture are in zonal distribution and with high-temperature geothermal water. There are still some divergences about the heat source mechanism of the basin. In this paper, queries to the view of mantle-derived heat source have been put forward, coming up with geochemical evidences to prove that the radiogenic heat of granite is the heat source within the mantle. Additionally, temperature curve is drawn based on the geothermal boring and geochemical geothermometer has been adopted for an estimation of the temperature and depth of the geothermal reservoir, it has been found that the surrounding mountains belong to the medium-temperature geothermal system while the area within the basin belongs to the high-temperature geothermal system with the temperature of borehole bottom reaching up to 175-180 ℃. In this paper, discussions on the problems existing in the calculation of geothermal gradient and the differences generated by the geothermal system have been carried out.     

Indication of hydrogen and oxygen stable isotopes on the characteristics and circulation patterns of medium-low temperature geothermal resources in the Guanzhong Basin,China

Guanzhong Basin is a typical medium-low temperature geothermal field mainly controlled by geo-pressure in the west of China.The characteristics of hydrogen and oxygen isotopes were used to analyze the flow and storage modes of geothermal resources in the basin.In this paper,the basin was divided into six geotectonic units,where a total of 121 samples were collected from geothermal wells and surface water bodies for the analysis of hydrogen-oxygen isotopes.Analytical results show that the isotopic signatures of hydrogen and oxygen throughout Guanzhong Basin reveal a trend of gradual increase from the basin edge areas to the basin center.In terms of recharge systems,the area in the south edge belongs to the geothermal system of Qinling Mountain piedmont,while to the north of Weihe fault is the geothermal system of North mountain piedmont,where the atmospheric temperature is about 0.2℃-1.8℃in the recharge areas.The main factors that affect the geothermal waterδ18O drifting include the depth of geothermal reservoir and temperature of geothermal reservoir,lithological characteristics,water-rock interaction,geothermal reservoir environment and residence time.Theδ18O-δD relation shows that the main source is the meteoric water,together with some sedimentary water,but there are no deep magmatic water and mantle water which recharge the geothermal water in the basin.Through examining the distribution pattern of hydrogen-oxygen isotopic signatures,the groundwater circulation model of this basin can be divided into open circulation type,semi-open type,closed type and sedimentary type.This provides some important information for rational exploitation of the geothermal resources.     

苏北盆地老子山地热田成因模式

老子山地热田是苏北盆地的典型地热田之一,阐明其成因模式对于该地热田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。基于大地热流测试和水文地球化学方法对其进行了系统研究。结果表明:该区大地热流背景值为63.9 mW/m²,地热水与浅层地下水和地表水之间在水化学和同位素组成上存在明显差异。经分析,该地热系统属于中低温对流型。其补给区位于距地热田南部约60 km处的盱眙－张八岭一带的丘陵地区,热储温度为73~120 ℃,循环深度为2 350~4 200 m,循环周期约为7 800 a,热水在区内NNE－SSW向与NW－SE向断裂的交汇处上涌,形成地热田。     

Geothermal energy potential of Tulsishyam thermal springs of Gujarat,India

Tulsishyam thermal springs are located in the Saurashtra region of Gujarat, India with discharge temperatures varying from 39 to 42 °C. The pH of these thermal springs varies from 7.1 to 7.4, indicating neutral character. Though these thermal springs propagate through the near surface layer of Deccan basalt, detailed geochemical analysis of the thermal waters using Piper diagram suggests that the water is interacting with the granitic basement rock. Silica and cation geothermometry estimates have reservoir temperature in the range of 138 to 207 °C categorizing it into a low to moderate enthalpy geothermal system. Furthermore, the area has high heat flow values of 53–90 mW/m² because of shallow Moho depth. The prevailing conditions suggest that the geothermal energy can potentially be exploited through an enhanced geothermal system (EGS). The study also indicates different mineral phases that may precipitate out of water during exploitation of geothermal energy and it should be taken into account while designing an EGS for the area.