滇西某温泉成因模式研究

在对温泉所处地区的区域地质背景、水文地球化学特征进行分析的基础上,研究与温泉形成密切相关的热源、水源、热储、循环深度、通道、盖层等必备条件。根据分析研究成果确定了温泉的成因模式为:大气降水在研究区西部1 800 m左右的山区顺区域性断裂向地壳深部径流。在运移过程中,地下水不断从岩石中获取热量并逐渐被加热,当循环至约1 870 m深度时水温增至83℃左右,形成深部热储。地下水在水头和密度差作用下顺F1断层向地表运移并在地形有利部位出露形成了温泉群。     

贵州息烽温泉地质成因分析

贵州息烽温泉富含氡、锶等对人体有益的微量元素。在分析息烽温泉形成的地质背景基础上,利用构造地质、水化学和稳定同位素等手段,对温泉的成因进行了研究。研究表明,息烽温泉水源为大气降水,热源为深循环加热,循环深度约3 000m,热储温度达100℃以上。在洋水背斜北倾伏端,地热水受碎屑岩阻隔并混合浅表地下水而排出。为保障息烽温泉的可持续性,其周边磷矿勘探、开采的同时,应加强地热水的勘查和保护工作。     

色达—松潘断块温泉水文地球化学特征及成因分析

为查明色达—松潘断块地热资源赋存状态及热源来源,以四川黑水县内3处温泉(热水塘、上达古、卡龙沟)为研究对象,采集温泉水样进行水化学分析和同位素测试,研究地热水的补给来源和热储温度。研究结果显示,热水塘温泉的地下水化学类型为HCO₃-Na型,上达古温泉和卡龙沟温泉的地下水化学类型为HCO₃-Ca型,补给水源主要为大气降水,补给高程分别为5 121 m、3 890 m、3 921 m。结合矿物饱和指数,采用SiO₂地热温标计算3处温泉的热储温度,分别为119.036 ℃、49.034 ℃、30.215 ℃。综合分析认为研究区地下热水的成因主要为大气降水经高山补给区入渗至储集层,吸取地下深部向上传导的热量和放射性元素衰变释放的热量,并与围岩发生水-岩作用形成地下热水,在断裂发育部位热水沿断裂带向上运移,最后在地表出露形成温泉。     

云南勐海县勐阿街温泉水化学和同位素特征及成因

勐阿街温泉地处云南西南部勐阿盆地,现主要有4个温泉出露点,在澜沧江断裂带西侧沿NW向小型断裂磨刀河—曼懂断裂带出露。地下热储带分布于华力西期—印支期的中酸性侵入岩中,热水富集在花岗岩断裂破碎带及断裂交汇位置。温泉近20年来主要成分未发生较大变化,温泉矿化度较低（0.31~0.34 g/L）,水化学类型为HCO3—Na型,为中低温、弱碱性温泉。热水中F-含量为12.8~13.2 mg/L,H2SiO3含量为52.5~67.6 mg/L,含有锂、锶、钨等微量元素。温泉水化学类型成因为含CO2的地下水对花岗岩体发生溶滤作用而形成,F-含量高可能是由于溶解了花岗岩中含氟的黑云母,H2SiO3含量较高的原因是温泉水与含硅酸盐岩的岩石发生大面积接触溶滤作用。氢氧稳定同位素组成表明勐阿街温泉的补给水源为大气降水,并具有轻微的18O漂移现象,表明水与围岩的氧同位素交换程度较高,热储温度较高。用同位素方法估算温泉的补给区高程在1 200 m左右,补给温度约为10 ℃,推测温泉水源主要来自勐阿街盆地周围山地的大气降水,计算得热储温度为93~104 ℃。勐阿街温泉成因为其周围山区大气降水入渗补给后,经历深循环受大地热流加热后,沿断裂带上升出露成泉。热水在上升途中与浅部冷水相遇,冷水混合比例52%~76%,热水循环深度为3 000~3 360 m。     

草科温泉的水文地球化学特征和成因分析

通过对草科温泉的水化学及同位素特征分析,结合温泉的水文地质条件,探讨了温泉的成因,研究认为草科温泉的补给水源来温泉以北海拔3 200 m左右的山区的大气降雨,降雨沿裂隙下渗向深部径流,通过计算推测出热储深度为1 900 m左右,温度为91℃,在水压差和密度差的作用下,深部热水运移至草科背斜倾伏端,从有利部位上涌形成温泉。     

桃源县热市地热田地热流体特征及成因分析

桃源县热市地热田在地热构造上位于花垣—张家界—慈利区域性深大控热断裂的北东端南东延伸带上,属断裂控制的带状热储。热异常沿热市河谷呈北西向带状展布。地热流体的补给源主要为大气降水,深部热能沿热市断层带上升到一定部位后遇到丰富的岩溶水,岩溶水吸收热能使地下水温度增高形成热水,其成因模式为大气降水补给的断裂带深循环型地热系统。结果表明:研究区温泉水温及流量动态变化较小,地下热水水量丰富,温度适宜,具有良好的开发前景。     

云南昌宁柯街断裂带温泉水化学特征

通过对柯街断裂带上2个温泉(梁园温泉和大地温泉)水样的阴阳离子分析,正确划分了温泉水的水化学类型;同位素数据表明,2个样品的δD和δ18 O值均在大气降水线附近,且未显示δ18 O值向右漂移现象,说明该区地下热水具有现代大气降水的氢氧同位素组成特征,推断温泉形成与火山、岩浆型热源没有直接关系。大气降水的同位素组成与海拔高程之间的耦合关系,证明了地下热水补给源区位于西部山区;通过采用SiO2温标计算得出了温泉的热储温度和热水循环深度。梁园温泉热储温度为100.1℃,热水循环深度是1 643.3m,大地温泉热储温度为79.8℃,热水循环深度是1 237.2m。柯街断裂带的构造特征及岩性特征与地下热水的水化学组成、深循环机制和冷热水的混合机制有着本质的联系。     

安徽大别山区温泉的水化学与同位素特征及成因

安徽大别山区位于扬子板块和中朝板块之间的碰撞造山带东部, 南东侧以池-太断裂为界, 北西侧止于金寨深断裂, 向东至庐江东汤池。对大别山区5个温泉, 即太湖县汤泉乡汤湾温泉(AH2)、岳西县温泉镇温泉(AH6)、岳西县菖蒲镇溪沸温泉(AH7)、庐江县东汤池温泉(AH11)和舒城县西汤池温泉(AH12)进行调查和分析。深大断裂和与之平行或斜交的小型断裂控制着大别山区温泉的出露, 地下热储带分布于花岗岩和变质花岗岩中。温泉水温为40~70℃, pH值为7~8.8, 均为中低温、弱碱性温泉。温泉氢氧稳定同位素组成表明, 大别山区温泉的补给水源为大气降水, 并具有轻微的18O漂移现象。利用同位素高程效应公式估算温泉补给区高程为950~1300 m, 补给区平均温度约为8.2℃。地下水在大别山区接受大气降水入渗补给, 经历深循环受到来自深部热源的加热之后, 沿断裂带或破碎带上升, 在山谷、河谷的低处出露形成温泉。估算的热储温度为80~120℃, 热水循环深度为1400~1800 m。结合硅焓方程法和实地调查, 认为AH2和AH7不存在冷热水混合, AH6、AH11和AH12若继续扩大开采, 不排除会发现热水与浅部冷水的混合。     

云南弥勒红河谷温泉水文化学特征及成因

为了探讨弥勒红河谷温泉的成因及钻孔热水的开采对温泉的影响,以此来为红河谷温泉地区热水资源的开发提供合理依据。文章对弥勒红河谷温泉、冷泉和钻孔热水进行水化学分析和同位素测试。结果显示：温泉矿化度（TDS）为232~328 mg.L-1,pH值呈弱酸性,锶含量为0.29~0.44 mg.L-1,偏硅酸25.45~34.44 mg.L-1,热水水化学类型为HCO3-Ca型,冷泉HCO3-Ca·Mg型,热储温度在65~70 ℃之间。氢、氧同位素表明温泉热水来源于大气降水;估算的补给区高程为2100m左右。温泉受断裂带控制,由大气降水补给,经大地热流加热沿断裂带涌出于地表。由于玄武岩的隔水作用和地下水流向,钻孔和自流孔热水的开采对温泉的影响不大。     

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...     

山东威海市呼雷汤地热水化学、成因与开发潜力

山东省储藏着丰富的中低温地热资源,呼雷汤是省内唯一可自流的温泉,其成因模式不明一定程度上影响了地热资源的有效利用。为查明呼雷汤成因模式,综合运用地面调查、物探、样品分析测试等方法进行分析研究。结果表明,呼雷汤的形成在区域上受荣成断裂控制,局部受青龙河断裂和汤西断裂控制,其补给水源为大气降水,热源为地热增温,估算补给高程为436～559 m、热储温度为109～118℃、循环深度为2159～2368 m。综上所述,呼雷汤的成因模式为：在伟德山山区获得大气降水补给后,沿荣成断裂下渗参与到地下水循环系统中,在径流过程中通过吸收围岩中的热量发生溶滤作用和水−岩相互作用,在地下2 km左右形成温度约110℃的SO4•Cl－Na型水;由于温度和压力的升高,地下热水沿构造裂隙向地表流动,在上涌过程中混入部分地下水,温度降低,最后在青龙河断裂和汤西断裂的交会处、静水压力最小的部位出露成泉。通过地热水开发利用潜力评价分析可知,地热水可用于理疗、洗浴和供暖,每年可供1840个床位理疗、46万人洗浴、908×104 m2面积供暖。     

川西南喜德热田地下水水文地球化学特征

地下热水的形成和化学组分特征常受断裂构造和热储地层岩性的影响。川西南喜德地热田内出露的冷泉水和地热水严格受断裂控制,前者为主断裂控制的浅循环型碎屑岩或岩溶裂隙孔隙水;后者则为次级断裂所控制的深循环型裂隙水,其热储层为碳酸盐岩。基于喜德热田形成的地质构造背景,通过开展热田内地热水和冷泉水水化学指标的测试和分析及水岩相互作用模拟,对该热田水文地球化学特征进行了研究。结果表明：喜德热田地热水和冷泉水水源均为大气降水,补给高程分别为2 874~3 092 m和2 584~2 818 m。受温度、含水层矿物类型、水岩相互作用的影响,地热水和冷泉水水化学类型和各组分差别较大,前者为HCO3·SO4-Ca·Mg型水,后者为HCO3-Ca·Mg型水。水岩相互作用模拟表明碳酸盐岩矿物、石膏矿物的溶解和沉淀及阳离子交换过程是导致地热水和冷泉水水化学组分差别较大的主要原因。此外,采用二氧化硅类温标计算喜德热田热储温度为56~90 ℃,循环深度为1 422~2 558 m。研究结果对阐明喜德热田的成因模式,地热水的进一步开发和热水资源的可持续利用具有重要意义。     

基于水文地球化学的合山煤田地下热水特征分析

为开发广西合山煤田地下热水资源,以水文地球化学方法为主,通过石英温标法估算地热储层温度,并推测地下热水循环深度,研究地下热水赋存规律。结果显示,合山煤田地下热水补给、径流和排泄受岩溶构造控制,以顺地层为主,穿层次之;接受大气降水入渗补给,水质为HCO₃-Ca·Mg型;采用无蒸汽损失的石英温标法,估算热储层温度约80℃,识别出浅层地下水、浅层地下水与深部地下循环混合水和深部地下循环水3种类型;以井田内No.6钻孔数据为例,800 m孔深以下为深层地下循环水,其热储层温度为63.44~79.41℃,循环深度在2 541~2 704 m,与实际地层埋深相差较小,估算结果可信度较高;在1 400 m以浅,有望探寻到水温约50℃热水;合山煤田地下热水的偏硅酸、温度均达到医疗要求;三、四煤层热导率低,孔隙率小,为热储层良好盖层;四煤层底板合山组下段和茅口组溶隙发育,为良好热水储层。研究成果对煤田地热资源的开发利用前景预测有一定的探索意义。      

西藏谢通门县卡嘎地热成因与资源潜力分析

西藏谢通门县地处青藏高原高寒山区,分布有卡嘎温泉,开发地热能解决当地供暖之急,但地热成因及储量研究尚未开展。通过分析调查区的地质构造、地热活动规律,并在卡嘎温泉附近开展地质详细调查、音频大地电磁测深及土壤氡气测量等工作,综合运用地质、物探成果,对卡嘎温泉的成因及热储特征进行了探讨。研究结果表明：（1）音频大地电磁及土壤氡气测量成果清晰地揭示了区内NE向、NW向与SN向断层深部的延展情况与叠加关系,说明区内具备较好的导水通道和热储空间。（2）研究区热源以中浅部始~渐新世岩浆岩衰变放热及深部存在高温岩浆熔融热源向上传导;断裂破碎带既是深部热储,也是深部热水上涌的通道;第四系上部冲洪积等堆积层为地热水的良好盖层,而第四系下部松散沉积物及部分基岩风化壳构成区内浅部热储。这些说明本区地热应用潜力较大,但需要注意的是：依据音频大地电磁测深成果的三维展示,发现深部S1、S2两个异常区在浅部呈连通状态,地表温泉点正好位于其连通通道上方,故在附近钻探取水时需评估对此温泉点水量的影响。最后,结合本区地热水的地热特征及电性特征,构建了调查区“地球物理-地热地质”模型,可为西藏其他地区地热资源勘探开发提供借鉴和指导作用。     

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。     

贵州息烽温泉控热推覆构造的发现及成因研究

根据近年来磷矿深部勘探资料,对贵州息烽温泉的构造地质条件及地热特征开展研究,获得了有关温泉地质成因的新认识。(1)由洋水背斜、安清断层(F₁)和温泉断层(F₂)组成的叠瓦状逆冲推覆构造体系,构成了息烽温泉地热水系统的主体及边界,该控热构造体系内地表构造与地腹构造并不统一,老地层盖在新地层上,构成顶、底两层叠置的多个热储单元,这些热储单元是地热水形成和运移的良好场所。(2)安清断层(F₁)使多个热储单元直接接触,从而具有密切的水力联系,为导水、导热的良好通道;温泉断层(F₂)构成了息烽温泉区地热水系统的边界。(3)大气降水沿断裂通道下渗至深部的碳酸盐岩热储层中,吸收热量形成地热水,在高温高压条件下,向洋水背斜核部进行迁移,受上覆寒武系碎屑岩盖层的保护和温泉断层的限制,形成洋水背斜西翼和北端的地热资源有利富集区,最后受分支断层阻挡而自然岀露。     

Blowout mechanism of Alasehir (Turkey) geothermal field and its effects on groundwater chemistry

Anatolia region is one of the most seismically active regions in the world and has a considerably high level of geothermal energy potential. Some of these geothermal resources have been used for power generation and direct heating. Most of the high enthalpy geothermal systems are located in western part of Turkey. Alasehir is the most important geothermal site in western part of Turkey. Many geothermal wells have been drilled in Alasehir Plain to produce the geothermal fluid from the deep reservoir in the last 10 years. A blowout accident happened during a geothermal well drilling operation in Alasehir Plain, and significant amount of geothermal fluid surfaced out along the fault zone in three locations. When drilling string entered the reservoir rock about 1000 m, blowout occurred. As the well head preventer system was closed because of the blowout, high-pressure fluid surfaced out along the fault zone cutting the Neogene formation. In order to understand the geothermal fluid effects on groundwater chemistry, physical and chemical compositions of local cold groundwater were monitored from May 2012 to September 2014 in the study area. The geothermal fluid was found to be of Na–HCO₃ water type, and especially, arsenic and boron concentrations reached levels as high as 3 and 127 mg/L, respectively. The concentrations of arsenic and boron in the geothermal fluid and groundwater exceeded the maximum allowable limits given in the national and international standards for drinking water quality. According to temporally monitored results, geothermal fluid has extremely high mineral content which influenced the quality of groundwater resources of the area where water resource is commonly used for agricultural irrigation.     

盆地潜凸起岩溶热储地热田成因机理：以菏泽潜凸起为例

盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空间分布规律、地热水动力场的系统分析,揭示地热田岩溶地热水补给源、运移途径和富集机理：地热水来源于东北部梁山、东部嘉祥一带基岩山区大气降水入渗补给,主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了四元聚热机制,一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储富集和聚热成因机理研究基础上,构建了基于水源、热源及深部岩溶发育特征的地热田成因机理模型,揭示了地热能富集规律。     

长白山仙人桥温泉断裂岩溶复合型地热成因模式

长白山仙人桥温泉是我国著名的矿泉水疗养旅游胜地,阐明其成因模式对于温泉区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。笔者采用地质学、水文地质学和地球物理学结合的方法对其进行了系统研究。结果表明,该区属中低温对流型地热系统,地热成因模式为断裂岩溶复合型。热储层主要为古生界寒武系和奥陶系灰岩,灰岩本身的孔渗条件较差,但后期发育的构造裂缝和溶蚀裂缝却极大地改善了热储层的储集性能;盖层主要为中生界侏罗系安山岩和安山质火山碎屑岩,封闭性较好。长白山一带的大气降水沿侧向断裂和溶蚀裂缝渗入热储层中成为地下水;然后经正常大地热流加热成为地热水,热储温度为89~118℃,循环深度为2 853~3 820m;最终地热水在区内NE向与NW向断裂交汇处富集并沿导水断裂上涌形成温泉。因此,该区断裂交汇和岩溶发育的部位是地热勘探的有利部位。该结论为该区类似地热资源的勘探提供了理论依据。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田长6致密砂岩储层成因机理

鄂尔多斯盆地姬塬油田长6储层原油储量丰富,储层致密制约着油气的勘探开发潜力和评价精度.通过开展物性、粒度、铸体薄片、X衍射、扫描电镜、压汞等测试研究储层特征,以时间为主轴,综合成岩史、埋藏史、地热史、构造等因素,采用“成岩作用模拟”和“地质效应模拟”构建孔隙度演化模型及计算方法探讨致密储层成因机理.结果表明:储层经过较强的演化改造发育微-纳米孔喉系统,形成低孔特低孔-超低渗的致密砂岩储层.H53井长6段孔隙度演化史揭示了增孔和减孔因素对孔隙度及油气充注的影响;通过对比最大粒间孔面孔率、最大溶蚀面孔率、最大压实率、最大胶结率样品孔隙度演化路径和含油饱和度,查明了致密储层成因的差异及品质.