藏北温泉盆地地热田水文地球化学特征研究

藏北温泉盆地地热资源丰富,但研究程度较低。为查明温泉盆地地热资源赋存状态及热源来源,揭示热循环机理,定量评估研究区热储温度、冷水混入比例、热循环深度等,利用温泉盆地地热田共18组温泉水样进行水化学分析,进行定量计算。结果表明:温泉盆地温泉水水化学类型主要为Ca-HCO3?SO4型。温泉盆地地下热水在向上运移过程中,受浅层地下水的混合作用影响,使得热水变为“未成熟水”。温泉水中文石、方解石等钙质热液的饱和度指数大于0。热储温度60.93~96.52 ℃,热循环深度3 238.06~5 215.28 m,冷水混入比例在20.97%~70.19%之间。硅-焓模型计算出未混入冷水时深部热储温度在81.94~167.26 ℃之间,热储循环深度4 405.56~9 145.56 m。      

湖南省地热水水文地球化学特征

为了查明湖南省地热水的赋存状况、估算研究区热储的温度、冷热水的混合比值及热水循环深度等信息,文章利用离子比值法、phreeqc计算矿物饱和指数法以及硅—焓模型等方法,对研究区69处地热水进行水文地球化学分析。结果表明:研究区地热水主要的水化学类型为HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg,其次为SO4·HCO3-Ca·Mg和SO4-Ca;77%地热水中钙镁离子的比值大于3,表明地热水的封存时间久;利用phreeqc计算出多矿物饱和指数,表明二氧化硅矿物最接近饱和状态;使用硅—焓混合模型估算研究区热储温度和冷水混入比例,表明热储温度范围为32~226 ℃,均值为140 ℃,冷水混入比例平均为85%,占比较大;利用地温梯度计算地热水循环深度范围为5~6 km,平均深度5.34 km。总之,湖南省地热水演化时间长,径流时间比较久,区域循环深度大,热液经热储增温后,经过长时间的径流、水岩作用等,地热水在高压以及热动力驱动下向地表循环,在地表附近与冷水混合后形成以低温为主的“未成熟”中低温热水。      

四川巴塘地热田水文地球化学特征及成因

地下热水的地球化学特征能够揭示深部地热过程。川西巴塘地区域地热资源丰富,但当前研究程度较低。为进一步查明川西地区地热资源赋存状态及热源来源,揭示热循环机理,定量评估研究区热储温度、冷水混入比例、热循环深度等,利用巴塘热坑和巴塘热水塘两处地热田共20组温泉水样进行水化学分析和氢氧同位素分析,进行定量计算,并分析巴塘地区地下热水的演化过程。结果表明:巴塘地区地下热水主要为HCO3—Na型;水中Sr2+、Li+和F-与Cl-的相关性不佳;主要受大气降雨补给;冷水混入比例为64%~68%,未混入冷水时深部热储温度为218~229 ℃,热储循环深度4 546.32~4 777.89 m;Na+、HCO-3、SiO2浓度在热水循环过程中变化相对较大。说明Sr2+、Li+和F-只来自于水岩作用的矿物溶解,且该地区地下水补给主要来自于大气降水,川西地区地热水于围岩发生水岩作用,进行离子交换,在完成一系列水化学作用及水岩作用后,升至地表,最终形成温泉水。研究成果可为川西巴塘地区地热研究提供数据支撑及理论支持,同时也为川西整体区域地热研究提供方法借鉴,为研究区地下水开发利用研究提供参考。     

藏北羌塘中部吉瓦地热田的特征及其资源评价

吉瓦温泉位于西藏尼玛县绒马乡吉瓦村北。温泉出露于一个新生代断陷盆地之中,受江爱藏布活动断裂带的控制。地下热水矿化度为5.54×103~5.58×103mg/L,水化学类型属Na-Cl·HCO3型。温泉水中H2SiO3、Li+、F-等含量较高,这3项指标满足医疗矿水的标准。热水系统的热源来自于地壳中的部分熔融层,热水的补给来源主要为大气降水,伴有深部热液加入。混合模型研究显示,温泉水为地下热水和冷水的混合物,冷水占的比例介于77%~95%之间,混合水的循环年龄约31a,利用SiO2温标法计算出浅部热储温度为120℃,深度为832m。混合前热水温度为215~280℃,对应深部热储深度为1466~1900m。吉瓦热田面积约6km2,天然放热量为7.53×1013 J/a,地热资源量为32606×1014 J。     

云南昌宁橄榄河热泉水化学特征及复合成因机制研究

通过对橄榄河温泉盖层和热储层地质体的岩性和构造特征分析,依据水化学数据,利用Piper三角图解法、同位素水文学方法和地球化学温标等方法,对橄榄河温泉地下热水的水化学类型、补给机制、热储特征和冷热水混合机制等关键问题进行了分析。结果表明地下热水源于大气降水补给,且地下热水在上升至地表的过程中与浅层冷水发生着混合,冷水混入比例约为62%~64%;温泉水化学类型为HCO3 -Na型,表明热水化学组分与围岩化学成分之间具有耦合关系;地下热水循环深度约2 070 m,橄榄河温泉的成因受控于柯街深大断裂,其控制着地下热水的储存、运移和混合程度。研究成果填补了橄榄河热泉的相关研究空白,为该温泉的开发利用提供了科学支撑。      

胶东温泉地热水水化学及同位素特征研究

对胶东半岛出露的14处温泉的水化学特征、同位素特征进行了分析,得出胶东半岛温泉水的来源主要为大气降水补给、海水补给,年龄以现代水为主。胶东半岛温泉水与围岩矿物未达到完全平衡,不适宜用Na,K,Mg地热温标,玉髓的地热温标显示胶东半岛温泉热储温度在81．26～108．93℃之间。对下一步胶东半岛的温泉地热勘查、开发利用具有指导意义。     

济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化

分析山东省济南市趵突泉泉域的岩溶地下水水化学特征与水环境,揭示各化学指标的区域分布特征、时间变化特征以及相互转化关系,总结出济南地区地下水环境现状与演化规律。结果表明:济南市岩溶地下水水化学类型自东南向西北沿流场方向为:HCO3?SO4-Ca→HCO3?SO4-Ca?Mg→HCO3-Ca→HCO3-Ca?Mg;地下水NO〖_3^-〗-N浓度总体呈增高趋势,总硬度和TDS浓度较高,农业种植区大量使用化肥农药和企业污染物的排放,是引起济南市岩溶地下水水环境问题的主要原因。      

百泉泉域岩溶地下水水化学演化特征及成因

百泉泉域岩溶地下水是河北邢台市生产和生活的主要供水水源。近年来受到自然条件变化和人类活动的影响,泉域地下水流场明显改变,水化学场演变机制有待查明。本研究在水文地质调查和样品采集测试的基础上,采用统计学方法（描述性统计、Person相关系数）、饱和指数计算和水化学方法（Piper图、Stiff图、Gibbs图、离子比例系数）对泉域岩溶水化学特征展开了系统分析。结果表明:泉域岩溶水为弱碱性淡水,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42- 是地下水中的主要离子,主要来源于方解石、白云石和石膏的风化溶解,Na+和Cl-主要来源于少量岩盐的溶解。沿着径流方向方解石相对于地下水由溶解状态转变为平衡状态,而白云石、石膏和岩盐一直处于溶解状态。补给区和北部径流区基本为HCO3-Ca·Mg型水,七里河、沙河附近和南部煤铁矿区岩溶水除HCO3-Ca·Mg型外,还多出现HCO3·SO4-Ca型、CO3·Cl-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Ca·Mg型水,煤铁矿区附近岩溶水中SO42- 的升高是受到了高SO42- 矿坑排水的混合影响。蒸发浓缩作用仅在水位埋深浅且地下水流动相对滞缓的排泄区较为明显,排泄点——百泉泉水为HCO3·SO4·Cl-Ca·Mg型。此外,人类工农业活动改变了地下水的径流条件和水质,使局部岩溶水中NO3-、Cl-、Fe、总硬度含量升高甚至超标。      

江苏东海温泉热储温度估算

以东海温泉为例,依据8个热水样品的水化学分析数据,讨论了区域地质背景下热储温度的估算。分析认为:东海温泉为同源的地热水,热水在上升过程中发生冷水混合作用;对比不同地热温标的适用条件,分别采用Na-K-Mg三角图法、硅温标混合模型方法计算热储温度。结果显示:2种方法的计算结果较为接近,东海温泉的热储温度在153~170℃之间。     

深变质岩区地热流体化学特征及成因——以滇西陇川盆地温泉为例

为了对深变质岩区地热流体的成因和演化进行深入研究,在滇西陇川盆地开展了地质、放射性测量、磁法测量、水文地质和水文地球化学等调查工作,深入分析了盆地内尺巴处温泉的水文地球化学及同位素特征。结果表明：温泉水化学类型为HCO₃·SO₄·CO₃-Na型,温泉中Li⁺质量浓度为0.220 mg/L,达到了锂矿泉水的命名标准,F^-质量浓度为8.29 mg/L,可称为氟水,具医疗价值;温泉热水中冷水混入比例为0.72,热水补给高程为1 166.83 m,补给区温度为9.96℃,热储温度为191.71℃,循环深度为2 082.29 m,温泉天然放热量为9.49×10¹² J/a;温泉水来源于大气降水,为深循环上升泉;地下水水化学组分的成因类型为岩石风化型,其主要组分来源于水岩相互作用;热源主要为深部未冷却的岩浆传导热及活动断裂产生的构造热,其次有少部分岩体中放射性同位素产生的放射热;深变质岩区温泉水中的pH值,SO₄^2-、Cl^-、Na⁺、SiO₂质量浓度及总碱度高于冷水泉,Ca²⁺、Mg²⁺质量浓度低于冷水泉。     

云南落漏河流域温泉水化学特征及成因模式

温泉的水化学特征和成因机制研究对中低温地热资源的开发利用具有重要意义。云南落漏河流域温泉分布受隐伏断裂带控制,沿落漏河分布于河谷两岸,出露于第四系松散堆积物和二叠系玄武岩地层,温度介于34.5～50.0℃,属于中低温热水,pH为7.62～9.73,溶解性固体总量介于262～702 mg/L。通过采集落漏河流域内温泉热水和周边浅表冷泉水样,开展水化学成分和氢氧同位素测试,基于水文地球化学方法探讨温泉及地下水的水文循环过程、水化学演化及其成因模式。结果表明,受HCO₃-Ca型浅层地下冷水混合的影响,温泉水化学类型为HCO₃-Na型,温泉热水和地下冷水化学组成受硅酸盐和碳酸盐矿物溶滤控制。氢氧同位素分析指示温泉热水和地下冷水主要接受大气降水补给,补给高程为2 007～2 307 m,补给区域为河谷西北部马耳山、北部锅盖山和中部左家山等山脉。通过二氧化硅地热温标、硅-焓混合模型和多矿物平衡模拟估算的温泉热储温度为68.4～150.0℃,冷水混合比例为77.9%～90.5%。落漏河流域温泉成因模式大致为：大气降水沿裂隙或岩溶通道下渗,历经深部地下循环被...     

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。      

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%。     

应用SiO2地热温度计估算地热储温度——以赣南横泾地区若干温泉为例

本文重点讨论了应用SiO2地热温度计估算横泾地区若干温泉的地热储温度，讨论表明，应用上升热水与浅部冷水没有混合的绝热冷却的SiO2(石英）-焓图和传导冷却的石英地热温度计，计算的地热储的最低温度范围是78-134℃，而最高的温度范围是95-155℃；应用上升热水与浅部冷水产生混合，而混合之前蒸气已全部损失的SiO2(石英）-焓图，计算的地热储的最低温度范围是83-138℃，因此，可以认为横泾地区温泉水地热储的最低温度范围可能是78-138℃，而最高温度范围可能是95-155℃。     

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。     

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。     

广东河源市黄村地热田地热地质特征及地热流体化学特征

广东河源市黄村地热田是该区域一个典型的开启水热型地热系统。黄村地热田具有明显的控热导水构造,地温场受导水导热断裂控制,温度从断裂带向外逐渐降低。通过一系列的地热流体化学特征分析,研究区地热流体为碱性淡水,水化学类型为HCO3-Na型,具有强循环特点,SiO2含量达到理疗矿泉水标准,但F元素含量严重超标。通过各样点的Na-K-Mg组和Cl-SO4-HCO3组离子分析,得出地热流体处于水-岩作用的初级阶段,且混入了大比例冷水,利用硅-焓混和模型计算出了冷水混入比例为72%~75%。使用SiO2温标和硅-焓混合模型对热储温度进行了估算,综合分析认为石英温标估算值（T 石英=141.9~146.2℃）作为热储温度最为合适,进一步计算出热流的循环深度2759~2856 m。综合研究认为黄村地热田地热能开发前景广阔。     

九龙县磨房沟温泉水文地球化学特征及成因浅析

磨房沟温泉为上升泉,其热水水化学类型为HCO3-Na型,矿化度较高,属高矿化度水;温泉水中Na＋、Cl-含量远远高于浅层地下水中的含量,说明温泉地热水循环深度大、径流途经长、在地下贮存时间久、淋滤溶蚀作用强烈;温泉水主要接受大气降水补给,通过地热增温,其成因模式为大气降水补给的断裂深循环型地热系统。     

福建盐田海水补给型地热系统地球化学特征及其成因

海水补给型地热系统具有补给资源量大,但温度低、水质咸化等特点,查明沿海地热水循环补给条件和成因机制,对东南沿海地热资源的合理开发利用和保护具有重要意义。在泉州官桥盐田地热区分别采集了地热水、地下水和海水样品14个,利用水化学同位素特征分析和地球化学温标法,揭示了官桥盐田地热水循环补给和地热资源成因机制。结果表明：地热水水化学类型为Cl—Na型水,与海水水化学类型一致;H01和H02的溶解性固体总量（TDS）分别为2 610 mg/L和3 090 mg/L,地下水以TDS小于400 mg/L的HCO3—Na型水为主;地热水富集Br-,地下水中Br-未检测,表明盐田地热水存在现代海水或者海相沉积层古海水补给。根据盐田地热田H01和H02地热水Cl-混合模型计算,地热水H01海水混入比为9.13%,H02海水混入比为10.76%,显示H01在出露于第四系地层后混入了更多的地下水。综合分析认为,海水是盐田地热水的重要补给资源,地热水化学组分受海水混合作用影响明显,深层热水上升过程中存在两次或者多次地下水或者海水混入从而形成浅层热储,采用SiO2地热温标和多矿物平衡法估算的浅层热储温度在89～1...     

西藏昌都觉拥温泉水化学特征及热储温度估算

长期以来,西藏昌都觉拥温泉处于天然状态,研究该地热显示区的温泉水化学特征、确定热储温度对于下一步的综合开发利用及热害防治具有重要的现实研究意义。通过采集区内冷水及温泉水样品,进行水化学全分析及氢氧同位素分析,探讨觉拥温泉水化学特征、地下热水补给高程、热储温度及循环深度。基于数据测试结果研究得出觉拥温泉水化学类型与地表水及冷泉水不同,为HCO~-_3—Na~+型,并富含多种微量元素。利用氢氧稳定同位素数据,计算得出补给高程为4725～4802 m。利用Na~+—K~+—Mg~(2+)平衡图判断该区地下热水为未成熟水,并有冷水混入。建立硅—焓、氯—焓混合模型,分析得出觉拥热储温度为137℃左右;综合以上数据计算得出热储深度约为3801 m。