北京市通州区地热流体水化学和同位素特征及其地热学意义

通过对北京市通州区蓟县系岩溶热储中地热流体的水化学组分、2H、18O、3H、14C、锶同位素组成的研究,论述了区域内地热系统中水的补给径流循环特征和地温分布特征.研究区内蓟县系热储中地热水的出水温度分布在35～91℃范围内,补给来源为北京市西北部或北部山区大气降水,平均补给高程为1510 m.热储中地热水年龄和热储温度...     

北京市延庆地热田成因模式

通过对地热流体水化学、同位素以及热储岩石热物性测试,分析了延庆地热田大地热流特征、地热流体补给来源、年龄、循环深度以及热储温度等,从源、通、储和盖四方面系统总结了地热田成因。结果显示:延庆地热田属于由正常大地热流加热的非火山型地热系统,热田内大地热流值为75.6m W/m~2,地热流体补给来源于延庆西北部山区的大气降水。热田内三个主要热储中的地热流体年龄和循环深度存在一定区别。燕山期花岗岩、白垩系砂岩和蓟县系白云岩热储中地热水年龄分别为15～21ka、28ka、48ka。花岗岩和砂岩热储中地热流体循环深度约2500m。白云岩热储中流体循环深度为2900～3600m,热储温度分布范围为80.5～98.3℃,平均热储温度90.6℃。     

北京城区地热田西北部地热地质特征

自2001年在北京大学成功打成地下热水井后,北京西部隆起区的地热勘探开发受到重视。通过对区域地质背景条件的介绍,根据地热井钻探揭露的地热地质成果,对研究区的热储构造条件、地热地质特征及地下热水地球化学特征进行了分析研究。结果表明,八宝山断裂的性质具有先逆断层后正断层的多期活动性特征;研究区蓟县系雾迷山组白云岩为鼻状背斜凸起型热储构造;深部热流主要沿着黄庄-高丽营断裂的上盘向上传导聚集;浅部古生界碳酸盐岩地层富集强径流冷地下水的作用使青白口系的地温梯度高于北京平原区,纵向地温场坡度较北京平原区大;临近深大断裂构造带导致地下热水具有放射性镭含量高的特征;地下热水的¹⁴C年龄特征反映城区地热田接受西部隆起区地下水的补给很少;地热井水头分布趋势反映雾迷山组白云岩热储地下热水受黄庄-高丽营断裂阻隔后由南向北方向径流。      

浅析北京平原区热储温度与断裂关系

本文搜集了38个水样点的水化学数据,这些水样点位于北京平原区的5个地热田。水样点的取水层位均为蓟县系雾迷山组,水样点揭露的地热水均属于同一个含水系统。根据水化学类型分析,该含水系统地下热水径流方向由西北、西南部向东部流动。利用Na-K-Mg三角图和饱和指数选取合适的地热温标,估算了各水样点的热储温度范围。热储温度的空间分布形态呈现北东向为长轴方向的椭圆形,与黄庄—高丽营断裂、良乡—前门断裂、八宝山断裂、顺义断裂、南口—孙河断裂和小汤山断裂等控热断裂有关,且北东向断裂对于温度的控制作用更大,热储温度在断裂交汇处出现高值区域,这些高值区域正是寻找地热的有利地区。     

天津滨海新区深部地热流体水文地球化学特征

通过近几年滨海新区深部热储的勘探开发,对古近系东营组和蓟县系雾迷山组的认识也逐步加深。从水化学特征、热储温度、水文地球化学作用方面对东营组和雾迷山组地热流体展开分析,为进一步开发利用深部热储地热资源提供了依据。宁河凸起雾迷山组补给较为充分,东营组赋存环境较封闭,东营组地热流体属于“平衡水“;地热温标计算出的雾迷山组热储平均温度约126℃,东营组热储平均温度100 ℃,两者均源自大气降水,东营组地热流体与岩石交换时间更长些,循环能力更弱,深部地热流体径流方向自NE向SW向,径流过程主要发生了溶滤作用、阳离子交换、沉淀作用及混合作用。     

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...     

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。     

湖北京山地区地热田地球化学特征及热源分析

依据采自京山县地热田JR5~JR9井水化学特征和同位素分析,确定其补给源和径流路径;JR7井30年来水化学的变化与冷热水混和、地热流体温度降低有关;通过对井JR5~JR8选择钾、镁、二氧化硅地球化学温标估算热储温度,SiO2温标与钾、镁温标评价结果基本一致,地热田热动力平衡温度为99~108 ℃,热储深度约在744 m;同位素示踪研究表明地热田补给源来自大气降水,补给高程应在800 m以上;根据氚的半衰期估算,其径流时间40~60 年;从区域地质条件分析,地热流体的补给区位于距地热田西北约60 km的大洪山区,区内玄武岩流活动和喷发给地热田带来的了大量的热能;京山深大断裂为地下水提供了运移通道,经深循环加热后,在汤堰畈附近富集,形成地热田.     

四川康定地热田地下热水成因研究

康定地热田位于四川盆地西缘山地和青藏高原的过渡地带,属于高热流背景上的深循环高温地热系统。本文以康定地热田地下热水为研究对象,通过采集地热田内的主要两个热显示区(榆林河和雅拉河地区)的温泉和地热井的地下热水样,进行水化学和稳定同位素测试分析,研究其地下热水的补给来源和热储温度。雅拉河地下热水的水化学类型主要为HCO_3-Na型水,榆林河地下热水的水化学类型主要为HCO_3·Cl-Na型水,均显示了深部地下热水沿断裂上涌与浅部冷水混合的特点。根据地下热水同位素的结果分析计算,康定地热田地下热水的起源均来自大气降水,雅拉河地下热水的补给高程为5 600~5 900 m,榆林河地下热水的补给高程为5 300~6 300 m,来源于南部的贡嘎山的可能性较大。榆林河地下热水具有明显的氧-18漂移现象,其原因为较高的热储温度,二氧化硅温标和阳离子温标的结果证明了这个判断,雅拉河地下热水的热储温度为172~188℃,榆林河地下热水的热储温度为192~288℃。     

关中盆地地下热水接受补给时温度及热储层温度的估算

通过对关中盆地地热井中地下热水的同位素和水化学成分分析,结合研究区的地热地质和水文地质条件,进行了地下热水补给时的温度研究,结果表明,关中盆地地下热水接受补给时的温度以西安地区最低,咸阳次之。同时应用Na-K-Mg三角图和水化学平衡温度理论的方法,估算在平衡条件下关中盆地最大热储温度为118℃。热储温度计算结果表明,关中盆地腹部应为中低温热储层。     

鲁东招远地热田地热通量及地热成因研究

鲁东地热区在地质构造单元上位于沂沭断裂带昌邑—大店断裂以东,地热资源丰富。本文采集了鲁东地热区招远地热田内一眼2000m深地热井（DRZK01）中的40块岩芯样品进行岩石热导率、岩石生热率测试及分析,结合测温资料及收集资料对该区地热通量构成及分层热流进行了分析研究;采集区内典型地热流体样品进行水化学分析并采用合适的地热温标估算了该区热储温度;综合研究成果建立了该区地热成因概念模型。研究结果显示,该区岩石热导率数值较高,测量值在2.8~5.7W/（m·K）之间,普遍高于上地壳平均热导率,地温梯度较高,为31.8℃/km;利用热导率和地温梯度计算的地热通量102mW/m2中热传导分量为（73.2±6.18）mW/m2,对流分量为（28.76±6.18）mW/m2,其中热传导分量中地壳热流为22.5mW/m2,地幔热流为（50.74±6.18）mW/m2,二者比值为1:1.98～1:2.52,为“热幔冷壳”型热结构。石英温标计算热储平均温度为128.6℃,热循环深度约3634m。研究结果丰富了该区地热系统理论并为该区地热资源开发利用提供一定的理论支撑。     

鲁东招远地热田地热通量及地热成因研究

鲁东地热区在地质构造单元上位于沂沭断裂带昌邑—大店断裂以东,地热资源丰富.本文采集了鲁东地热区招远地热田内一眼2000 m深地热井(DRZK01)中的40块岩芯样品进行岩石热导率、岩石生热率测试及分析,结合测温资料及收集资料对该区地热通量构成及分层热流进行了分析研究;采集区内典型地热流体样品进行水化学分析并采用合适的地...     

Geochemical characteristics of geothermal water in Weiyuan geothermal field,Huzhu County,Qinghai Province

According to the chemical composition of thermal water from Geothermal Well DR2010 located in the Weiyuan Geothermal Field of Huzhu County in Qinghai Province, the groundwater recharge, age and geothermal resource potential of the thermal water are discussed by using the methods of Langelier-Ludwig Diagram, isotopic hydrology and geochemical thermometric scale. The analysis results indicate that the Weiyuan Geothermal Field is located in the northern fringe of Xining Basin, where the geothermal water, compared with that located in the central area of Xining Basin, is characterized by greater water yield, shallower buried depth of thermal reservoir and easier exploitation. Due to its active exchange with the modern cold water, the thermal water here shows relatively younger age. These findings provide a hydro-geochemical evidence for the exploitation of Weiyuan Geothermal Field.     

河北献县地热田地热异常的分布特征及成因机制

沉积盆地内地热田地热异常成因机制的定量研究对认识盆地浅部不同构造带之间传热与聚热的差异以及指导盆地中低温地热资源的勘探有着重要的理论与现实意义。河北献县地热田在厚1300～1500 m新生界盖层覆盖下发育蓟县系雾迷山组(Jxw)基岩热储,已开发区的井口水温多高达90～95℃,是一个典型的中低温传导型地热资源区。本文基于横穿献县凸起及邻区的地震剖面,运用2D有限元数值模拟技术,定量—半定量地分析了献县凸起带及邻区热传导与热聚集的差异,并简述了对地热勘探的指导意义。模拟表明,献县凸起带盖层内的地热正异常是高热导率的基岩凸起段所引起的热量快速传递、并在盖层内逐渐累积的结果;献县地热田Jxw组热储顶部的地层温度比饶阳凹陷的同深度地层至少高～20℃,与其近3600 m的基岩凸起幅度密切相关。献县凸起带的地温场在纵向上具“非对称镜像”分布特征,且盖层段的平均地温梯度约为热储层段的3倍,表明浅部盖层段的地热正异常越“富集”,则深部基岩热储段的地热负异常越“亏空”。“高导均化深度”代表了基岩凸起段深部与其相邻凹陷区平均地温梯度相等的热传导平衡线位置。有效盖层覆盖下的基岩凸起带是地热勘探的有利区带,基岩...     

广东丰顺汤坑地热田热水中稀土元素特征及其影响因素

华南火成岩地区发育多期次的花岗岩及丰富的地热资源,二者关系密切。目前关于该区岩石的REE分异特征及其富集机理研究较多,但对地热水中REE的特征及其影响因素等研究较少。笔者以广东丰顺汤坑地热田为例,分析了地热水稀土元素的特征并且与浅层地下水和榕江河水进行对比,探讨其赋存特征以及影响因素。结果表明：该区地热水较榕江河水和浅层地下水稀土元素含量偏低,具有MREE富集的Eu正异常、Ce负异常的REE配分模式,这是碱性水溶解硅酸盐矿物的结果。水的REE含量与pH值呈正相关关系,且其赋存形式受pH值影响较大。碱性地热水中REE以络合物Ln（CO3）-2和LnCO+3形式为主,中性的榕江河水则以络合物LnCO+3为主,而偏酸性的浅层地下水REE以Ln3+为主,含一定量的LnSO+4     

广东丰顺汤坑地热田热水中稀土元素特征及其影响因素

华南火成岩地区发育多期次的花岗岩及丰富的地热资源,二者关系密切。目前关于该区岩石的REE分异特征及其富集机理研究较多,但对地热水中REE的特征及其影响因素等研究较少。本文以广东丰顺汤坑地热田为例,分析了地热水稀土元素的特征并且与浅层地下水和榕江河水进行对比,探讨其赋存特征以及影响因素。结果表明：该区地热水较榕江河水和浅层地下水稀土元素含量偏低,具有MREE富集的Eu正异常、Ce负异常的REE配分模式,这是碱性水溶解硅酸盐矿物的结果。水的REE含量与pH值呈正相关关系,且其赋存形式受pH值影响较大。碱性地热水中REE以络合物Ln（CO3）-2和LnCO+3形式为主,中性的榕江河水则以络合物LnCO+3为主,而偏酸性的浅层地下水REE以Ln3+为主,含一定量的LnSO+4。     

河北保定容城凸起地热田储层属性与资源潜力

21世纪人类将面临资源、环境与灾害的严重挑战。地热资源作为绿色新型能源,可减少传统燃料的消耗,实现CO2减排,日益受到人们的青睐。河北保定市容城凸起地热田为我国东部代表性中低温地热田,其热储类型为基岩岩溶裂隙热储(主要为蓟县系雾迷山组及长城系高于庄组),具有储量大,可回灌等特点。根据现有数据和地质资料进行的地热资源潜力评估表明:容城凸起(56 km2研究区范围)基岩(3 000 m以浅)热储地热资源量为416×1016 J, 相当于标准煤239×106 t,折合热能1 320 MW,可采地热资源量为62×1016 J,相当于标准煤36×106 t,折合热能198 MW。     

承德北部茅荆坝地热田地热流体的水化学和同位素特征及其成因

承德北部茅荆坝地区地表出露的地热水温度高达98.7 °C,赋存于裂隙较发育的侏罗世中粗粒二长花岗岩热储,${\mathrm{SO}}_4^{2-} $含量较高,但关于该区地热流体的补给来源、循环演化过程与成因机制研究尚少。为了认识该基岩山区地热系统的成因以合理开发利用地热资源,在区域地热地质调查的基础上,测试分析了不同水体的水化学组分、地下水年龄（3H和14C）、硫酸盐硫、氧同位素（δ34S-${\mathrm{SO}}_4^{2-} $和δ18O-${\mathrm{SO}}_4^{2-} $）、碳酸盐碳同位素（δ13C-$ {\mathrm{HCO}}_3^-$）、锶同位素（87Sr、86Sr）等特征值。结果表明：（1）茅荆坝地区地热水化学类型以${\mathrm{SO}}_4 $—$ {\mathrm{Na}}$型为主,硅酸盐矿物的溶解及阳离子交换作用促进了地热水中${\mathrm{Na}}^+ $、${\mathrm{K}}^+ $和SiO2的富集,水中${\mathrm{SO}}_4^{2-} $并非来源于硫酸盐岩矿物溶解,推测为H2S气体从深部还原环境上升到浅部氧化后生成${\mathrm{SO}}_4^{2-} $,也可能来源于高温地热水与硫反应形成的硫酸盐;（2）地热水n(87Sr)/n(86Sr)均值为0.7092,与海相碳酸盐岩比值接近,揭示热储深部可能存在海相碳酸盐岩储层;（3）地热水属于古地下水,14C校正年龄为11.9～14.9 ka,循环更新能力差,由周边山区的大气降水补给,补给高程在1532～1632 m;（4）地热系统深部热储温度为142～144 °C,高温中心位于热田北部。研究结果对冀北山地地热资源的可持续开发利用具有重要意义。     

江西宁都县北部大地热流特征及地热资源成因机制

江西省宁都县北部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,制约着区域地热资源的研究与可持续发展。在前人研究基础上,依托中国地质调查工作,对研究区大地热流特征及地热成因机制进行分析。基于钻孔测温与热导率测试数据,分析校正得到区域内大地热流平均值为93.6 mW/m2,远高于中国陆区平均值62.5 mW/m2,区域热背景值较高。通过放射性测试可知本区大面积出露的花岗岩与混合岩放射性生热率平均值为6.47 μW/m3,属高放射性岩体,岩石的放射性衰变产热应是本区大地热流值较高的重要原因,幔源供热的基础上附加壳源产热,提供了稳定的热源。在此基础上,穿越本区的2条深大断裂及其次生断裂则为地下热水深循环提供了传热与导水通道。因此推测,研究区地热资源成因机制为"高热流与高产热花岗岩体生热+多级次断裂控热导水"的成因模式,该模式代表性较强,可为赣南地区地热找矿提供指导。