东莞市地热流体的地球化学成因模式研究

水文地球化学成因模式是地热系统成因机制研究的重要内容之一,但系统的水文地球化学成因模式研究目前仍处于探索阶段。为分析地热流体的水文地球化学成因模式,本文作者根据东莞塘厦大钟岭地热田的水文地质条件,采集了地热流体和其他主要水体(泉水、水库水、鱼塘水、机井和民井水)的化学样品,在试验结果基础上,通过对比分析并利用PHREEQC进行反向模拟,得出地热流体沿控热断裂循环过程中,发生了溶滤、氧化还原和阳离子交替吸附作用,从而将入渗区低矿化度重碳酸钙、钙镁型水逐渐演变为矿化度较高的重碳酸钙钠、钠钙型水,循环过程有较充足的二氧化碳参与,反映地热流体循环深度不太大、且处于偏氧化的环境。地热流体在循环过程中受大地热流持续供热,最终形成具有开发利用价值的地热资源。研究结果对其他地热流体的水文地球化学成因研究有借鉴作用,有利于指导地热资源的勘探和开发。     

沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究

地热资源按地质构造及成因的不同可划分为火山型及沉积盆地型两种类型。国内外许多学者对沉积型地热系统的同位素水文地球化学研究较多,而火山型地热系统研究不足,且沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究还有待进一步深入。文章以关中盆地腹部沉积型地热系统及腾冲火山地热系统为代表,应用同位素水文地球化学方法对不同类型地热流体的地质构造、地热流体起源及成因、热储开放程度等进行系统对比研究,进而揭示其异同之处,为我国不同类型地热资源的可持续开发利用提供科学依据。关中盆地与腾冲热海地热系统在热储空间、构造条件、热源方面均存在较大差异,前者热储更为封闭,热储层更厚,后者热储通道更为畅通,热源更为丰富;腾冲热海地热系统热储温度高,埋藏更浅,热水循环更快,更易于开发利用。关中盆地与腾冲热海地热系统均存在比较明显的δ18O富集现象,关中盆地地热流体滞留时间更长是δ18O富集的主控因素,腾冲较高的热储温度是δ18O富集的主控因素;关中盆地腹部为沉积-半封闭型、封闭型,腾冲热海地热系统为火山-半封闭型;在漫长的地质历史时期,水岩反应的程度是决定热储流体水化学类型的主控因素。     

火山区CO_2气体释放研究进展

不同构造域的火山释放CO_2气体的方式、机制和规模具有明显的差异。在全球变暖的大背景下,定量化研究不同类型火山区CO_2气体的释放通量、模拟及计算火山气体的来源演化,对于估算地质源温室气体释放对大气圈温室气体增加的贡献,以及理解地球的深部碳循环过程具有重要意义。近年来,全球火山区CO_2气体释放研究取得了显著进展,尤其在定量研究火山区CO_2气体释放通量的方法、气体源区与地球动力学背景的判定以及不同构造背景的火山区CO_2气体释放特征等领域取得了重大成果。本文综述了不同构造域火山区CO_2气体释放研究的最新成果,详细介绍了我国新生代典型火山地热区的CO_2气体释放研究进展。     

锂同位素地球化学在大陆地热体系研究中的应用

盐湖富锂(Li)卤水是世界锂产品的主要原材料,而大陆高盐度地热流体常含有较高浓度的Li。大陆地热体系是地热形成机理研究的重点,由于岩石的复杂性较少受到关注,且该领域Li同位素应用研究尚未得到较为系统的认识。论述了近年来Li同位素地球化学在大陆地热研究中的最新应用和进展,提出了该领域研究存在的问题,并展望了未来的研究方法与方向。大陆地热流体研究应高度重视Li-B-Sr-U多同位素方法的应用,同时也应结合不同温度条件下的水岩反应实验研究。并且,未来大陆地热体系研究更应重视各类沉积物/岩石Li同位素组成及其时空分布特征、储层岩石矿物学以及水岩反应过程中次生矿物形成时的Li同位素行为研究,以期揭示地热体系中复杂的流体演化机制,为该体系内Li资源的勘查、开发和利用提供科学的参考。     

我国80年代气体地球化学研究

本文综述了近十年我国气体地球化学研究的成果。天然气地球化学是其中最主要的领域,在成因类型及综合判识、气源对比方面取得了较大成就。其中煤型气综合判识、生物—热催化过渡带的理论有重要学术和实践意义。稀有和非烃气体研究也有较快进展。沉积壳层幔源氦工业储集的发现属世界前例。腾冲地热区深源甲烷的探讨、大气CO_2浓度及碳、氧同位素研究、煤矿CO_2突出及其成因、地震灾害预防预报的气体地球化学研究等都进行了有益的探索。     

意大利地热田勘探和开发现状及其新进展

一、地热田勘探现状及进展1.地热勘探方法综述通常使用的地热勘探方法是从区域地质资料出发,结合地表地热现象,确定与近期构造,火山及其岩浆活动有关的地区作为地热勘探的远景区,再通过水文地质、地球物理、地球化学测量结果确定地下地热模式.现把胡密戈尔岛圣·露西地热田的勘探活动简介如下:(1)根据地质资料圈定地热勘探远景区     

硼及硼同位素地球化学在地热研究中的应用

硼稳定同位素常被用于示踪地热系统内硼的物源来源,判别热水与围岩相互作用,研究热流体汽-液分离过程,以及示踪热尾水排放引起的水环境污染。研究综合论述了近年来硼及硼同位素地球化学在地热研究中最新进展、所取得的成果及研究中存在的问题,以促进硼同位素地球化学在我国地热研究中的进一步发展。     

硼及硼同位素地球化学在地热研究中的应用

硼稳定同位素常被用于示踪地热系统内硼的物源来源,判别热水与围岩相互作用,研究热流体汽-液分离过程,以及示踪热尾水排放引起的水环境污染。研究综合论述了近年来硼及硼同位素地球化学在地热研究中最新进展、所取得的成果及研究中存在的问题,以促进硼同位素地球化学在我国地热研究中的进一步发展。     

中国大陆地质源温室气体释放

国内外大量研究表明,当今大气圈温室气体浓度的增加是自然因素和人类活动共同作用的结果。地质源温室气体释放是导致当前大气圈温室气体浓度增加的重要自然因素之一。火山-地热区、泥火山系统与油气盆地、巨型活动断裂带等是地质源温室气体的主要释放类型。在当前强调温室气体减排的国际背景下,定量化地评估地质源(主要包括火山-地热区、泥火山系统与油气盆地、巨型活动断裂带等)的温室气体释放通量,对于深入了解人类活动与大气圈温室气体浓度变化的联系至关重要。本文基于中国大陆重要的地质源(主要包括火山-地热区、泥火山系统与油气盆地、巨型活动断裂带等)温室气体的释放特点,重点综述了中国新生代火山-地热区温室气体释放通量与成因研究的近期成果,并进一步讨论了火山-地热区温室气体成分与释放通量的连续观测在中国活火山监测与减灾防灾研究中的应用前景。     

地球内部流体研究的若干关键问题

流体在地球演化历程中扮演着十分重要的角色，地球流体控制着地球系统的质量和能量的再分配。对流体地质作用的研究涉及地球的各个圈层，各具特征，又相互联系、制约，构成了一个完整的地球流体学科研究体系。对地质流体的研究，最引人注目的一个重要领域莫过于对地球气体的研究。“固体”地球含有丰富的气体。近年来，对各类地球气体进行了大量的研究，涉及众多的研究领域，包括：大气和水圈的成因和演化、地球内部状态及动力学过程、地震机理和预报、火山喷气作用、油气和其它矿产资源勘探及全球环境演变等。本文所涉及的主要研究成果包括：（１）稀有气体同位素地球化学研究；（２）岩浆活动与火山活动的气体地球化学研究；（３）现代构造活动与地震的气体地球化学研究；（４）幔源岩包体及玄武岩的气体地球化学研究。     

Hydrogeochemistry of high-temperature geothermal systems in China: A review

As an important part of the Mediterranean-Himalayas geothermal belt, southern Tibet and western Yunnan are the regions of China where high-temperature hydrothermal systems are intensively distributed, of which Rehai, Yangbajing and Yangyi have been investigated systematically during the past several decades. Although much work has been undertaken at Rehai, Yangbajing and Yangyi to study the regional geology, hydrogeology, geothermal geology and geophysics, the emphasis of this review is on hydrogeochemical studies carried out in these geothermal fields. Understanding the geochemistry of geothermal fluids and their environmental impact is critical for sustainable exploitation of high-temperature hydrothermal resources in China. For comparison, the hydrogeochemistry of several similar high-temperature hydrothermal systems in other parts of the world are also included in this review.     

西藏羊八井现代地下热水系统硫矿的成矿作用

通过对羊八井盆地地热流体的地球化学、气体成分、同位素特征以及泉华、岩矿等资料的研究 ,确认该地下热水溶液中的水主要来自大气降水 ,部分来自深部 ;矿质大部分源自对围岩的淋滤和溶解 ,少部分物质 ,如易挥发成分则与岩浆体有关 ;热源则由地壳浅部岩浆体供给。根据羊八井地热水成矿作用特点和矿化分布规律 ,提出成矿区主要位于地热流体卸压排泄系统成矿的论点 ,并建立了羊八井盆地地热水系统成矿概念模型。地热田内自然硫及其它硫化矿物的形成过程中微生物起着重要的作用     

惰性气体同位素确定地热流体循环深度

地热系统惰性气体同位素地球化学是地热成因研究的重要手段。许多惰性气体同位素都可用于地热系统的研究中,主要目的为揭示热田的热源性质、深-浅层地热流体的内在联系和循环深度等。本文从惰性气体理化特点、样品采集、测试技术及数据等若干方面介绍了惰性气体研究方法,重点探讨了在自由气和溶解气两种形态下,热泉、喷气孔、热水井不同环境下的惰性气体采样方法,还介绍了成熟的惰性气体同位素的测试方法,即利用磁偏转静态真空质谱计分析测试方法,最后基于世界各地典型地热系统的惰性气体测试数据,讨论地热系统的气体来源判别,不同气源的混合比例计算等,进而确定地热流体循环深度。     

甘孜地区雅拉河段地热系统特征及控制因素

综合应用区域地质、地震、地球化学等资料,对甘孜地区雅拉河段地热系统及其主控因素进行研究。分析认为,甘孜地区地热属于典型的对流型地热系统,雅拉河断裂破碎带及板岩中发育的大量裂隙共同构成了研究区的热储体,这些热储体沿雅拉河断裂带不均匀分布。研究区充沛的大气降水以及季节性的冰雪融水为地热系统提供充足的水源。雅拉河断裂与色拉哈断裂之间大范围相对平坦的区域以及大量储水洼地为地热系统中的水源提供存储空间。该地区地表裂隙发育,利于地表水向下渗透,是地下水的主要补给通道。色拉哈断裂的强烈活动为浅层地下水在重力作用下进一步向深层运移提供重要流体通道。雅拉河断裂带的地势相对低,断裂破碎带是深层流体上涌的重要通道。在流体供给区与出露区的重力势能差以及两条走滑断裂带压力差共同作用下,流体经深部热源加热后在流体通道内形成持续的热流体循环系统。     

基于美国国家地热数据的地热温度计案例分析与方法适宜性评价

热储温度评价是地热系统研究的关键内容.文章选取建设比较成熟的美国国家地热数据系统(National Geothermal Data System,NGDS),分别利用地球化学地热温度计、多矿物平衡法、冷热水混合模型及气体地热温度计对不同地热田的热储温度进行评价,确定不同热储温度评价方法的适用性和局限性,以期为热储温度评...     

Application of Lithium Isotope Geochemistry to the Study of the Continental Geothermal System

The lithium-rich brine in salt lakes is the main raw material of the world’s lithium products, while the continental geothermal fluids with a high salinity often contain a high concentration of lithium. Continental geothermal system is the focus in the study of geothermal formation mechanism. However, less attention is paid to the system due to the complexity of lithology, and the application of lithium isotopes in this field has not been systematically recognized. The newest application and progress of lithium isotope geochemistry in continental geothermal research in recent years were discussed, the problems in this field were put forward, and future research methods and directions were expected. The study of continental geothermal fluids should attach great importance to the application of Li-B-Sr-U multi-isotopic method, and should also be combined with water-rock reaction experiments under different temperature conditions. Moreover, in the future, the research on continental geothermal system should pay more attention to the various sediment/rock lithium isotopic compositions and their spatio-temporal distribution characteristics in the regional or geothermal field’s scales, mineralogy of reservoir rock, and behaviors of lithium isotopes related to the formation of secondary minerals in the process of water-rock interaction, in order to reveal the complex process of fluid evolution in the geothermal system and provide scientific reference for the exploration, exploitation and utilization of lithium resources in the system.     

Genesis of Geothermal Fluid in Typical Geothermal Fields in Western Sichuan,China

The hydrogeochemical characteristics of geothermal fluids can reveal the genesis of geothermal systems and act as important references for developing and using geothermal resources.This study presents hydrogeochemical processes and thermal cycle mechanisms of typical geothermal fields in Western Sichuan.Based on the geological conditions in Western Sichuan,29 hot springs in three geothermal fields in the Batang and Litang areas were selected for hydrochemical and isotopic (δD andδ~(18)O) analyses.Furthermore,the temperature of the thermal reservoir was calculated and the upflow cooling process of the hot springs was analyzed.Most of the subterranean hot waters in Batang and Litang are of the HCO_3-Na hydrochemical type.The ion variation in Batang is primarily affected by water-rock interactions.There is a strong positive correlation between Na~+,B~-,and Cl~-in Litang,suggesting that they have the same material source.The Na~+and metaboric acid content is relatively high,which indicates that the groundwater runoff in both areas is relatively long-lasting,with reduced flow velocity;moreover,the metasilicic acid content is relatively high,which supports this conclusion.Both hydrogen and oxygen isotopes plot near the atmospheric precipitation line,indicating that groundwater recharge is functionally obtained from precipitation.The calculated thermal storage temperatures in Batang and Litang were 88–199°C and 96–154°C,respectively.The proportion of cold water mixing in Batang was 64%–67%,while that in Litang was 60%–68%.According to the calculated results,the initial thermal cycle depth of the Batang area (4540–4780 m) was greater than that of the Litang area (3150–3960 m).The enthalpy of the deep parental geothermal fluid in Batang was 1550 J/g with a Cl~-concentration of 37 mg/L,while that in Litang was 2100 J/g with a Cl~-concentration of 48 mg/L.     

东营凹陷热流体活动及其对水-岩相互作用的影响

从气体地球化学、有机质热变、包裹体均一温度、古地温梯度、成岩矿物、重金属元素和岩浆活动等方面证实了东营凹陷发生了大量的热流体活动.热流体主要沿活动性较强的深大断裂运移至浅部, 并以侧向强迫对流为主, 同时具有多期次活动的特点.热流体通过改变温度场和地温梯度以及带入一些无机物质, 导致水-岩相互作用强度和类型的差异.      

O,H, and Sr isotope evidences of mixing processes in two geothermal fluid reservoirs at Yangbajing,Tibet, China

The Yangbajing geothermal field with the highest reservoir temperature among Chinese hydrothermal systems is located about 90 km northwest to Lhasa City, capital of Tibet, where high temperature geothermal fluids occur in two reservoirs: a shallow one at a depth of 180–280 m and a deep one at 950–1,850 m. In this study, Oxygen-18 and deuterium isotope compositions as well as ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of water samples collected from geothermal wells, cold springs and surface water bodies were characterized to understand the genesis of geothermal fluids at Yangbajing. The results show that the deep geothermal fluid is the mixing product of both magmatic and infiltrating snow-melt water, whereas the shallow geothermal fluid is formed by the mixing of deep geothermal fluid with cold groundwater. Using a binary mixing model with deep geothermal fluid and cold groundwater as two endmembers, the mixing ratios of the latter in most shallow geothermal water samples were calculated to be between 40 and 50%. The combined use of O, H, and Sr isotopes proves to be an effective approach to depict the major sources of geothermal fluids and the mixing processes occurring in two reservoirs at Yangbajing.     

地热系统气体地球化学研究进展

地热系统气体地球化学是迅速发展起来的一个新领域。本文综述了有关地热田气体组份来源的研究工作,回顾了气体地热温度计的阶段性发展,提出了气体地热温度计的分类,概述了地热系统气—水—岩石体系化学热力学模拟的意义,报道了应用气体地球化学研究和开发地热田的进展。