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。      

江苏如东县小洋口地热田成因研究

地热资源按成因可分为对流型地热资源与传导型地热资源两大类。根据地热水的赋存介质差异,传导型地热资源又可分为松散岩类孔隙型、构造裂隙型及古构造面岩溶型3个亚类。小洋口地热田同时存在两种成因地热类型,深部断裂构造带地热水为对流型地热类型,其上部盐城组松散层中的地热水则是其伴生的传导型地热资源。其成因模式是,冷水沿金坛—如皋断裂在自身重力作用下下渗至4～5 km的深部并增温成为高温热水甚至蒸汽,由于密度的减小,其上浮返回浅部裂隙发育处并与其中温度相对较低的热水混合而降温,正由于温度和密度的变化为水的循环提供了动     

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。     

岩溶热储高矿化度地热流体成因机制研究-以巴东县盐场河地热田为例

岩溶热储中地热流体多为中低温低矿化度热水,而岩溶热储中出现高矿化度地热水多与岩溶含水层矿物溶解有关。然而,湖北省巴东县盐场河地热田中地热水TDS高达12 477.7 mg·L-1,水温约34℃,含水层矿物溶解并不足以解释其成因。文章在野外调查和地热钻探的基础上,对4个地热钻孔、1个温泉及附近4个冷泉进行了水文地球化学采样和测试。研究结果表明：盐场河地热田地热水化学类型为Cl-Na型,单位涌水量最大可达1 767 m3·d-1,出水口温度在30.2～34.5℃。对比钻孔测温和SiO2温度计分析,热储温度为59.1℃,循环深度为1 923 m。Phreeqc水化学模拟揭示含水层中的水–岩相互作用（主要是含水层矿物溶解）为地热水化学组分提供了部分贡献,主要来源于径流过程中咸化潮坪泻湖相盐岩的溶解。水文地质条件和氢氧同位素指示地热水的大气降水来源,但季节性的冷水混入控制了水-岩相互作用的平衡。可见,巴东县盐场河岩溶热储高矿化度地热水主要是径流过程中盐岩的溶解提供了水化学组分,但是出露过程中受到季节性的冷水混合影响。     

渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的形成特征

通过水化学法和同位素示踪法对渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的地球化学特征及其水资源的形成进行研究。结果表明:郁山断裂以西地热水的水化学类型为Cl-Na型,断裂以东地热水以SO4-Ca?Mg型为主。根据Gibbs图,郁山断裂以西、以东的地热水分别受到蒸发浓缩和岩石风化作用的影响;断裂以西地热水的γNa+/γCl-接近1,表明地热水中高浓度的Cl-和Na+主要是源于地层中岩盐的溶解;断裂以东地热水的γ（Ca2++Mg2+）/γ（HCO_3^-+ SO〖_4^(2-)〗）接近1,表明地热水中高浓度的Ca2+和SO〖_4^(2-)〗主要来源于地层中膏岩的溶解。地热水的δD和δ18O值分别为-64.7‰~-50‰和-9.17‰~-7.89‰,分布在当地大气降水线两侧,表明补给来源主要为大气降水。地热水水源平均补给高程为1 278 m,这很可能来自附近岩溶中山地区。其热储温度为41~90 ℃,平均热储温度为66℃;循环深度为1 000~3 500 m,平均值为2 300 m。大气降水到达地表后,在重力（地形）作用下向深部径流,接受地球内部的热传导形成地热水,由西北向东南流动,沿着断裂带上涌,并接受冷水的混入。      

福建省厦门市水热型地热系统地球化学特征及成因模式

福建省厦门市滨海地区海水补给型地热系统虽然补给资源量很大,但是存在水质咸化、温度较低、地热水开采可能诱发海水入侵等问题,因此,查明该区地热资源成因模式,对地热资源合理开发、利用及保护具有重要意义。通过在厦门市地热田采集地热水、地下水及地表水样品,运用水化学及环境同位素分析方法,研究地热水化学特征及地热资源的成因机制。结果表明：厦门市山区及山前地带地热水的补给来源主要是山区降雨入渗,以TDS较低的HCO₃·SO₄-Ca·Na型水为主;沿海地区地热水的补给来源主要是不同程度的海水混入,以TDS较高的Cl-Na型水为主。根据Cl^-混合模型特征,发现该区13处地热田中有10处地热田受到海水混入补给,其中浦边地热水的海水混入比达73.20%。地热水由低山区沿NW向断裂向深部运移,与区域NE向深大控热断裂交汇,接受深部传导热量后形成深部热储层,温度为185～225℃;地热水沿断裂带上升过程中有海水或地下冷水混入,混入后的浅层热储温度为80～139℃。综合分析认为,厦门沿海地区海水是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...     

陕西渭北东部岩溶热水分布特征及开发利用

渭北东部岩溶水水量相对较丰,水质好,大部分地区水温在20~46℃,是可开发利用的热水资源。其岩溶水系统可划分为西部(铜蒲合)子系统及东部(韩城)子系统,断裂构造为岩溶地热水储存和运移提供了良好的通道。     

山前岩溶热储聚热与富水机理：以济南北岩溶热储为例

岩溶热储是中国北方两大主力供暖热储之一。山前岩溶热储主要位于岩溶地下水流系统下游埋藏型岩溶分布区,属深循环、弱开放、径流滞缓的区域地下水流系统之排泄区。本文以济南北岩溶热储为例,基于地质构造、同位素和水文地球化学特征,揭示了地热水起源及其运移演化和富集机理：地热水一小部分来自于泰山北翼火成岩、变质岩分布区的大气降水入渗补给,大部分来源于寒武纪长清群和寒武纪—奥陶纪九龙群碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组分布区岩溶地下水的深循环径流补给;地热水主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处、层间岩溶与岩体接触带复合处。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,提出了热储四元聚热机制：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。在热储聚热与富水成因机理研究基础上,建立了基于水源、热源及热储赋存规律的岩溶热储地热田成矿模式,构建了如何寻找地热水富集区和热流聚集区的找矿模型,揭示了地热成矿规律,为地热资源探测找矿提供了依据。     

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。     

基于水化学的北京及周边岩溶地热水形成条件研究

北京市及周边岩溶地热田地热水在由浅至深的深循环,在高水头作用下上涌的过程中,溶解了热储及围岩的岩盐、石膏等成分,并不同程度与浅部冷水混合,形成了现今的地热水水化学特征。水文地球化学与同位素特征表明,岩溶地热水的补给来源是北京市及周边山区的大气降水,北京平原区浅埋的岩溶冷水也可能形成补给。自补给区至岩溶热储深埋区,地热水的循环交替条件逐步变差,水质逐渐变复杂,变质程度逐步增高。水化学特征显示,除天竺、后沙峪和凤河营等水文地质环境较封闭的地热田外,北京市及周边大部分地热田的岩溶地热水补给条件良好,地热水的可开采资源量大。     

Research on the fault controlling mechanism of geothermal water in Zhangzhou Basin

Fault has an important influence on the storage and movement of geothermal water. The Zhangzhou Basin is wholly located in a granodiorite rock mass. Due to the low permeability of granodiorite, faulted structure has an evident control action on the hydrothermal activity of geothermal fields. Hot springs in Zhangzhou Basin crack along Pingtan-Dongshan Fault to the northeastern direction and emerge along Fu’an-Nanjing Fault. Through measurement of the temperature of several hot springs in the Basin, we found the temperature along the northwestern direction of Zhangzhou-Tianbao Fault is high and the temperature gap between the two sides of Yangxi-Yuanshan Fault is huge; the estimation of geothermal reservoir temperature of geothermal water through quartz geothermometer indicates that the geothermal reservoir temperature of the northern area of Nanjing-Xiamen Fault is obviously higher than that of southern area. Such result indicates that Fault obviously obstructs underground heat source. Under the condition that the average geothermal gradient of the Zhangzhou Basin is set, the circulation depth of the geothermal water of the Zhangzhou Basin measured by geothermal reservoir temperature is 3 550-5 200 m and the circulation depth of the geothermal water of the north of Nanjing-Xiamen Fault is deeper than that of the South.     

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...     

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。     

Occurrence and evolution of the Xiaotangshan hot spring in Beijing, China

Thermal groundwater occurs in bedrock aquifers consisting of the dolomite of the Wumishan Group of the Jixianin System and the Cambrian carbonate in the Xiaotangshan geothermal field near the northern margin of the North China Plain, China. The hot water in the geothermal field of basin-type discharges partly in the form of the Xiaotangshan hot spring under natural conditions. The hot water has TDS of less than 600 mg/L and is of Na·Ca-HCO₃ type. The geothermal water receives recharge from precipitation in the mountain area with elevation of about 500 m above sea level to the north of the spring. Thermal groundwater flows slowly south and southeast through a deep circulation with a residence time of 224 years estimated with the Ra–Rn method. The Xiaotangshan hot spring dried up in the middle of the 1980s owing to the increasing withdrawal of the hot water in the geothermal field in the past decades. The water level of the geothermal system still falls continually at an annual average rate of about 2 m, although water temperature changes very little, indicating that the recharge of such a geothermal system of basin-type is limited. Over-exploitation has a dramatic impact on the geothermal system, and reduction in exploitation and reinjection are required for the sustainable usage of the hot water.     

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。      

地球化学温标估算长白山地热系统热储温度

长白山地区地热系统的研究目前还处于初级阶段,热储温度仍然是具有争议的问题。为进一步明确其高温地热成因机理,本文对该区域的4个温泉点与2口地热井进行了离子及气体组分测定与分析,并应用地球化学温标估算了热储温度。Na-K-Mg三角图和部分矿物I_S值指示长白山地区地热水与围岩未达到水岩平衡状态,稀释作用明显,仅石英、玉髓和部分含Ca²⁺矿物达到饱和并发生沉淀。根据本文及前人的研究,研究区同时存在高温喷气孔、高_ρ(Cl^-)水和高_ρ(SO_4^2-)水,这符合White汽-液分离模式提出的地热地表显示组合,因此推断长白山地区下部流体发生汽-液分离作用(沸腾)且地热系统为双相地热系统。由于双相地热系统的存在制约了水化学温标与部分气化学温标在研究区热储温度估算中的应用,因此本文结合研究区气组分特征,选取CO_2/H_2温标作为可靠温标,估算出热储温度在234.5～284.7℃之间。将长白山天池地区地质特征与地热流体特征结合,建立了长白山地区地热成因模式。     

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...     

河北遵化汤泉地热田成因模式

河北遵化汤泉地热资源丰富,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。基于地温测量和水文地球化学分析等方法对其进行了系统研究,结果表明该地热田属中低温对流型地热系统。地热田在其以北的山区接受大气降水补给,补给高程下限约为935 m。地热流体在深循环过程中于正常的大地热流背景下被围岩逐渐加热,热储温度约为130 ℃,循环深度约为4 800 m。在汤泉福泉宫至疗养院一带,构造切割花岗岩体,使得深部地热流体沿破碎带上涌,混合并加热赋存于蓄水构造中的片麻岩裂隙水,形成汤泉地区的地热异常。     

南京汤山地区地热水资源评价

为了准确规划和评价南京汤山地区地热水资源的可开采量,预测在规划开采条件下的地热水水位和水温的变化,在充分研究了汤山地区地热水系统水文地质特征的基础上,概化出南京汤山地区地热水系统的水文地质概念模型,建立了地热水非稳定渗流和热量运移三维耦合数学模型,模拟预测了降深不超过50 m时的地热水可开采量及其水位和水温的变化。结果表明：汤山地区现有14口地热水井的可开采量有所差异,最大为R08（温泉公司1#）,开采量可达1 450.0 m³/d,最小为R11（中闻集团2#）,开采量仅有125.0 m³/d,地热水的总可开采量为3.08×10⁶m³/a;且随着开采的进行,地热水水位逐渐下降,各地热水井温度逐渐上升,上升幅度略有不同,年均水温上升2~3℃。