粤港澳大湾区地下热水地球化学特征及其热储含义

粤港澳大湾区地热资源丰富, 但人们对区内地下热水地球化学特征的认识还存在一定争议。本文对27组地下热样品的水化学分析表明, 研究区内陆地热水的水化学相主要为重碳酸盐型, 沿海地热水则主要呈氯离子型。地热水的δ2H和δ18O值分别为–30‰ ~ –48‰和–5.2‰ ~ –7.5‰。内陆地热水的δ2H和δ18O值沿当地大气降水线(LMWL)分布, 表明内陆地热水来源于当地大气降水补给。沿海地热水的δ18O值偏离当地大气降水线并向海水数据点靠拢, 沿海地热水的δ18O值与Cl–含量呈强正相关, 表明沿海地热流体源于当地大气降水和海水混合补给。经典地球化学温标、多矿物平衡状态模拟、硬石膏-玉髓矿物对饱和指数模拟以及硅-焓混合模型揭示的粤港澳大湾区地热系统热储温度为104~156 ℃。内陆地热水中的地下冷水的混入比例为52%~84%, 沿海地热水中海水的混入比例高达37%。内陆和沿海地热水的最大循环深度分别为3300~4800 m和3200~4200 m, 没有显著差别。水化学组成与氢氧同位素研究均表明, 水岩反应和混合作用共同控制着研究区地下热水的地球化学特征。     

胶东典型花岗岩热储地下热水水化学特征及热储研究

招远地热田位于胶东隆起区,元古代蚀变花岗岩分布广泛,地下热水微量元素丰富。为查明地下热水微量组分的赋存条件、花岗岩热储环境与地热资源量,利用地下热水水化学分析、热储分析及有效能源换算法,建立Gibbs模型,进行PHREEQC模拟并开展热储估算。研究结果显示：（1）地下热水水化学类型为Cl—Na型,与海水水化学类型一致,地下热水溶解性固体总量（TDS）介于1359.7~5302.0 mg/L,锶、溴、偏硅酸等微量组分的质量浓度分别达26.20,7.50,88.00 mg/L,均超过国家医疗热矿水水质标准;（2）地热田东北方向的玲珑花岗岩中锶的质量分数较高,介于334~1 805 mg/kg,是地下热水中锶的一个重要来源;（3）热储温度在107~215 °C之间,硅-焓图解法分析冷水混入比例为33.6%~58.9%。结果显示：40~60 °C的总可用能源19.73 TJ/a,总热能达5479.57 MW·h,吨油当量471.16 toe;>60 °C的总可用能源301.57 TJ/a,总热能达83771.53 MW·h,吨油当量为7203.06 toe。综合分析认为研究区地热资源丰富,地下热水微量组分来源于花岗岩热储层的溶滤作用,富集过程受热储环境的影响,研究结果有助于完善地下热水水-岩相互作用理论。     

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.      

霸县凹陷深部地下热水的地球化学特征及其成因

霸县凹陷位于华北冀中坳陷北部,地热资源丰富。文中利用霸县凹陷的油气勘探和开发井的试油测温、地层水化学分析等资料,研究了霸县凹陷深部三套主要热水储层——馆陶组(Ng)、东营组(Ed)和沙河街组沙二—三段(Es_(2+3))地下热水地球化学特征及成因。霸县凹陷深部地下热水主要有3种类型的化学组成,其中第Ⅰ类深部热水主要赋存于馆陶组,矿化度5g/L,阴离子以Cl~-和HCO_3~-为主,阳离子主要为Na~+,为Cl·HCO_3-Na型水,总体处于开放的水文地球化学环境,为以大气水渗入为主的溶滤水,其化学成分的形成作用主要为大气渗入水的溶滤作用以及深部沉积水的混合作用。Ⅱ类地下热水主要赋存于东营组和沙河街组二—三段,阴离子以Cl~-为主,阳离子主要为Na~+,为Cl-Na型水,总体处于半开放-半封闭的水文地球化学环境。Ⅱ类地下热水主要为沉积水和混合水,蒸发浓缩作用参与了Ⅱ类地下热水化学成分的形成。Ⅲ类地下热水主要赋存于东营组和沙河街组二—三段,阴离子以Cl~-为主,阳离子以Na~+和Ca~(2+)为主,为Cl-Na·Ca型水,总体处于封闭的水文地球化学环境。Ⅲ类地下热水主要为沉积水,其水化学的成因主要为斜长石的钠长石化作用。随着埋藏深度的增加,地下热水温度增加,由Ⅰ类至Ⅱ类和Ⅲ类热水,水-岩相互作用逐渐增强,矿化度逐渐增大,相应的水化学类型也逐渐变化,钠氯系数(rNa/rCl)和脱硫酸系数(rSO_4×100/rCl)逐渐减小,而变质系数(r(Cl-Na)/rMg)逐渐增加。     

地下热水气体成份及其地球化学意义

自然界常见的永久性气体、在地下水中均有发现,如氧、氮、氢、氦、氩、氖、二氧化碳,一氧化碳、硫化氢、甲烷等。在一些火山活动地区的地下水中,尚有二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢等气体发现,故地下热水富含气体是它的一个重要特征。 通过对地下热水中气体成份的研究,可以深入探讨有关水的埋藏深度、补给来源、混合情况、含水地层的地质年代、运移情况及运移速度、所处的地球化学环境、围岩性质等。它是解决地下热水成因问题的一个有效途径。     

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。     

耒水流域地下热水的赋存规律

流域内地下热水资源丰富,主要分布在上、中游的碳酸盐岩地区。根据其分布位置,可分为6个地热区:郴州市地热区,暖水地热区,旧市地热带,东湖地热区,永兴地热区及马田地热区。各地热区的热储构造都受北东向断裂的控制,属断裂构造型中一低温地热资源。     

山东德州凹陷地下热水地球化学特征及成因

典型地区地下水成因和演化机制的研究不仅对于热水资源的合理利用与开发具有重要的指导意义,而且可以为日后的地热资源勘查评价提供重要信息。笔者通过对德州凹陷的地下热水的化学成分、同位素及其水文地质特征的分析,进而对这一地区的地下热水的成岩和演化过程进行了研究。结果显示地下热水的形成受区内深大断裂和基底构造对地热形成的控制,地下热水补给是来自大气降水,为入渗变质水,水化学成分以易溶盐溶解作用为主,其气体组分主要起源于大气、地壳和地幔的混合物,反映了地下水长期径流及深循环中各种水化学作用。     

西藏沃卡地堑地下热水水文地球化学特征及其形成机制

通过沃卡地堑盆地地下热水水文地球化学特征研究,进行热储温度、补给高程计算,建立沃卡地堑地下热水系统中-高温地热概念模型。结果表明,沃卡温泉为中偏碱性水,溶解性总固体较低,水化学类型主要为SO₄-Na型、SO₄·Cl-Na型、HCO₃·SO₄-Na型。热水水文地球化学特征表明,沃卡盆地地下热水系统具有大气降水补给、浅循环地下水的特征,热水以深部熔融体为热源,受控于沃卡半隐伏控热断裂构造,但受裂隙潜水或地表冷水的混合作用,其Na-K-Mg平衡图表现为部分平衡或混合水。利用混合模型对热储真实温度进行估算,得到热储的温度范围为120~200℃,冷水混入比例为70%~83%。     

华北平原地下热水形成条件与赋存特征

本文分两部分,第一部分扼要评述华北平原地质条件与地热背景,指出华北平原具盆地地质结构,和具有较高的区域热流与较高地温梯度背景,二者的结合有利于地下热水的形成与富集。第二部分对本区三大热水层组(上第三系、下第三系、震旦系及下古生界)分别进行评述,结合上下第三系建造,岩相类型沉积介质条件以及震旦系与下古生界碳酸盐岩岩溶发育特征分析研究了各热水层组的特点。指出上第三系热水层与岩溶层热水作为地热能资源利用有实际意义,在开发条件上,古潜山地段比较优越。     

张家口坝下地区地下热水赋存规律研究

张家口坝下地区地下热水资源丰富,大气降水经构造深循环热对流及岩浆余热加温形成地下热水,热水在以祁吕山字型构造体系东翼为主的多组构造复合部位赋存形成地热田,形成的地热田具有类型多、分布范围广、资源量丰富的特点,具有很好的开发远景。     

咸阳市区地下热水化学特征

咸阳市区地下热水的水化学成分受地层、构造的影响,在不同地段具有不同的特征。其水化学类型及特征元素严格受渭河北岸断裂控制。现已开采的热储为新第三系张家坡组及澳河组,本文对其水质按用途进行了评价,论证了分布规律。     

小汤山地热田热水地球化学特征

小汤山地热田已开采２０多年,热田范围已扩大到４４平方公里。根据２０多年来的地球化学监测资料,水文地质及热水开采资料,用水－岩平衡及其它地球化学方法,研究热水的水化学变化以及热水的成因,水龄和运动方向等规律。     

福州地热田水文地球化学特征

热田的水文地质条件决定了水文地球化学场。根据勘探试验资料,利用水化学特征,对热田的补给、迳流、排泄、构造、基准温度进行研究。得出福州热田属深循环型。导热通道为两组构造的交汇处,基准温度为152℃。同时认为在热源相同的条件下,地表热异常的有无和大小,决定于水文地质条件。     

河北省地下热水资源赋存特征与开发利用展望

冀内赋存有种类众多的地下热水资源,其形成与分布主要受控于断裂带,岩浆岩体,基底构造等。冀北山地区,冀西山地区,冀西北山间盆地区,河北平原区等四大地下热水区,彼此都有着各自的赋存特征并与构造及地温场的变化相对应。     

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。     

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...     

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。