江西相山沙洲铀矿床He、Ar同位素特征及其地质意义

江西相山沙洲铀矿床位于中国华南赣杭铀成矿带南西段、华南中生代陆相火山岩带西缘。本次工作系统采集了矿区内成矿期黄铁矿、方解石,开展了稳定同位素和稀有气体同位素研究。研究表明方解石的δ13CV-PDB和δ18OV-SMOW值分别为-3.2‰~-7.4‰,8.5‰~15.2‰,成矿流体中的碳主要源自地幔;黄铁矿样品流体包裹体的n(40Ar)/n(36Ar)值为303~326,n(3He)/n(4He)值为0.193~2.946 Ra;成矿流体的He—Ar同位素组成是地壳流体[n(3He)/n(4He)值较低,n(40Ar)/n(36Ar)值与大气近似]和地幔流体[高n(3He)/n(4He)和n(40Ar)/n(36Ar)值]两端元的不同比例混合产物。     

西安地区地热水和渭北岩溶水同位素特征及相互关系

依据采自西安地区300到3000米深地热井中地热水的水化学成分和同位素成分,确定出地热水的主要补给源和循环路径。地热水δ~(18)O 值变化于-11.8‰～-3.1‰VSMOW 之间,而δD 值变化幅度很小,在-87～-80‰VSMOW 之间,与西安市区现代大气降水的δD 值(～-60‰VSMOW)明显不同。在δ~(18)O～δD 关系图上,浅层地热水(〈1500米〉落在大气降水线上,而深层地热水(>1500米)向右侧偏离了大气降水线,呈现显著的氧同位素正向漂移现象。氧同位素由秦岭山前向盆地内部逐渐富集,在盆地内部随井深成正相关。据此判断,西安地热水的补给区位于秦岭山区。~(14)C 值表现为与氧同位素相反的变化趋势,~(14)C 年龄值在6,000～30,000年之间,表明地热水的地下循环时间很长。由井间~(14)C 年龄差异估算出从南到北地热水平均流速为1.7米/年,从西到东为2.5米/年。这些特征与渭北岩溶水截然不同,表明西安地区地热水与渭北岩溶水之间,虽然在空间上有密切联系,但分属于不同的水文地质单元,有各自独立的补径排系统。     

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。      

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。      

汤峪热田地热流体地球化学特征及其补给源分析

汤峪地热田位于陕西省关中平原南部的眉县汤峪镇,属于典型的断裂裂隙型地热田。根据陕西省眉县汤峪镇地热田地热地质条件、地热水的化学成分及H、O同位素分析数据,得出了热水中各主要离子(Mg~+、Ca~+、HCO_3~-、F~-等)浓度及其相互之间与热水温度的变化规律和机理。热水中H、O同位素分析数据表明,地热水来源于大气降水,通过深循环在地温作用下加热形成热水,补给水源温度为4℃,与现代降水平均气温相差约12℃,补给区高程为1 371~2 475m,平均补给高程为2 118m,此范围大致位于汤峪热田南部的秦岭山脉太白山区。     

内蒙古哈达门沟金矿成矿流体来源的氦、氩同位素示踪

内蒙古包头市哈达门沟金矿床是华北陆块北缘乌拉山-大青山地区的大型金矿床,矿床赋存于新太古界乌拉山群黑云角闪斜长片麻岩、角闪黑云二长片麻岩和含石榴石黑云斜长片麻岩中,成矿流体性质不明。文章对哈达门沟金矿主要载金矿物黄铁矿开展了流体包裹体中的He、Ar同位素组成研究。研究表明,赋存于黄铁矿流体包裹体中的4He含量为(83.92~606.46)×10-8cm3STP/g,n(3He)/n(4He)值为0.19~0.91Ra,幔源He的含量为2.62%~13.73%,平均为9.95%,表明成矿流体中的He主要来源于地壳,大约10%来源于地幔。~(40)Ar含量为(71.22~308.22)×10~(-8)cm~3STP/g,~(40)Ar/~(36)Ar比值变化于2793.6~7253.5之间,在n(~(40)Ar)/n(~(36)Ar)与R/Ra图解和n(~(40)Ar*)/n(4He)与R/Ra图解中,显示地壳氩和地幔氩的混合来源特征。结合已有的氢、氧、硫同位素研究,认为哈达门沟金矿成矿流体主体为地壳来源,但幔源流体的加入清晰可辨,乌拉特前旗-呼和浩特山前断裂很可能为富钾质壳幔混合流体的运移提供了通道和动力。     

山东地区新生代不同类型幔源样品中稀有气体同位素组成与成因

稀有气体是地球流体源区信息的有效示踪剂.利用热熔融法对山东地区幔源巨晶、包体全岩及其单矿物以及寄主玄武岩等幔源样品中稀有气体的测试表明,不同类型样品具有明显不同的稀有气体同位素组成,特别是He同位素比值差异明显.巨晶和包体单矿物中的n(3He)/ n(4He)值分别为0.87～11.31Ra、0.911 ～10.11Ra,均值分别为6.1Ra和3.73Ra,主体介于地幔一大气一地壳源区之间;包体全岩中n(3He)/ n(4He)值0.19 ～ 2.30Ra(均值为1.05 Ra),且均低于相应单矿物中该比值;而玄武岩中n(3He)/ n(4He)值全为10-8数量级,与地壳均值无异.各类幔源样品中n(4Ar)/n(36 Ar)值无明显差异,介于296.4～864.3,高于大气但远低于典型地幔值.所获有限数据中,不同类型样品中n(2Ne)/n(2Ne)值均高于大气,具幔源特征,其中包体全岩及其单矿物n(2Ne)／n(22Ne)值分别为10.19 ～12.42和10.55～11.80,无明显差异;玄武岩中该值介于11.07～13.10,总体高于包体全岩及其单矿物.上述比值特征的差异反映了不同类型幔源样品各自不同的成因和演化特征:巨晶和包体单矿物中的轻稀有气体同位素组成主要反映了由于古板块俯冲所导致的岩浆源区地幔一大气／地壳的昆合特征,个别样品中可能存在宇宙成因3He;除单矿物中所体现的源区混合特征外,包体全岩还存在放射成因4He;而玄武岩在喷出地表后丢失大量地幔稀有气体信息,其同位素组成主要体现了放射成因4He的影响.     

新疆阿尔泰阿舍勒VHMS型铜锌矿床成矿流体 的氦—氩同位素示踪

阿舍勒大型铜锌矿是我国典型的海相火山岩块状硫化物(VHMS)型矿床,赋存于阿舍勒盆地早—中泥盆世阿舍勒组海相火山—沉积岩系中。1号主矿体呈似层状或大透镜体状,矿石呈块状、浸染状、条带状、层纹状、细脉状。本文对块状、浸染状、条带状矿石的黄铁矿中流体包裹体He和Ar同位素进行了研究。黄铁矿中流体包裹体的4He含量为(64.5~173.0)×10-7cm3STP/g,n(3He)/n(4He)值为(0.1358~0.379)Ra,幔源He的含量为1.79%~5.55%,表明成矿流体中He主要来源于地壳。40Ar含量为(0.318~4.69)×10-7cm3STP/g,n(40Ar)/n(36Ar)值变化于389.1~9425,40Ar*含量为24.06%~96.89%,表明成矿流体中存在含有放射性成因Ar的海水加入。结合矿床的氢、氧、硫同位素特征,认为成矿流体来源为海水和幔源岩浆热液。     

黔东北地区地热水化学特征及起源

目前在黔东北地区未系统地开展过地热水水文地球化学特征以及地热水来源方面的研究,存在地热水来源、补给区域、径流和排泄等特征不清等问题.在充分了解黔东北地热地质条件的基础上,采集区内15组地热水进行水化学全分析、收集12组地热水氢氧同位素和3组地热水碳同位素数据,得到了该区地热水的水化学特征和同位素特征,分析出地热水的补给来源,估算了地热水的补给高程、补给温度、热储温度、循环深度以及冷水混入比例.结果表明,受地形地貌及地质构造的影响,该区地热水总体由南向北径流,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg、HCO₃-Ca·Mg、HCO₃-Na、SO₄-Ca·Mg及SO₄-Ca型,有益元素主要有F-和H₂SiO₃,沿径流方向地热水呈现pH降低、TDS增加的趋势,水化学类型则由重碳酸盐型水变为硫酸盐型水.同位素分析结果表明,该区地热水补给源为大气降水,补给区为海拔1 500~2 000 m的梵净山地区,地热水年龄为（6 400~11 570）±560 a,补给时的年平均气温为7.0~9.1℃;选用二氧化硅温标及lg（Q/K）-T法估算热储温度为45.0~107.0℃,地热水循环深度为1 000~3 000 m;硅-焓混合模型估算地热水混合前的热储温度极大值为110~200℃,地热水在上升过程中受浅部冷水混合,冷水混入比例为50%~90%.      

基于水化学、同位素特征的济南岩溶地下水补给来源研究

文章利用水化学、2H、18O同位素、87Sr/86Sr比值、13C和14C同位素对济南岩溶地下水补给来源、地热水补给来源进行研究。结果表明,岩溶冷水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca型为主、地热水以SO4-Ca型为主。在旱季,间接补给区对泉群地下水补给比率在66.00%~73.58%之间,直接补给区仅占到26.42%~34.00%,旱季泉水的主要来源为间接补给区岩溶地下水。地热水受到了更新世以来的降水补给,是不同时期降水补给所形成的混合地下水,接受补给区域应为高程较高的张夏或者炒米店-三山子组地层,补给高程在350~550 m之间。      

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2.8～5.7 W/(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102 mW/m~2中热传导分量为(73.2±6.18) mW/m~2,对流分量为(28.76±6.18)mW/m~2,其中热传导分量中地壳热流为22.5 mW/m~2,地幔热流为(50.74±6.18) mW/m~2,二者比值为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3634 m。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。     

山西奇村地热田资源评价

山西奇村地热田开采已有30年历史，从1988年大量开采地热水以来，使浅层热水生产井水温持续下降。本文建立了奇村地热田的概念模型，利用LUMPFIT软件，采用热田多孔抽水试验资料，对地热田在不同热水开采量下，地下水位降深及温度变化进行了预测，提出了合理的开采量，对地热田开采有重要指导意义。     

河北武城凸起地热田地热地质特征

在“雄县模式”和环境压力的双重驱动下,河北地区已形成我国最大的地热供暖城市群。因此,研究武城凸起地热田地热地质特征,对河北省故城县地热开发具有重要的指导意义。本文通过测井、地震和区域地质资料,结合水化学特征、同位素测试结果的分析,系统分析了地热田的不同类型热储展布、储集层物性、地下热水补给来源和循环路径特征,并精细评价了地热资源量。结果表明武城凸起地热田热储类型主要为馆陶组砂岩热储和奥陶系岩溶热储。砂岩热储区域稳定分布,主要产水层为下馆陶组,底板埋深1 200~1 600 m,单井出水量79~123 m³/h, 井口水温52~54 ℃;岩溶热储有利区带主要分布在寒武—三叠系卷入的背斜核部,呈南北向带状展布,主要产水层为上马家沟组、下马家沟组和亮甲山组,顶板埋深2 100~2 900 m,单井出水量75~98 m³/h,井口水温82~85 ℃。地下热水来源为西部太行山脉和北部燕山山脉,热水沿着NE-SW向断裂破碎带和岩溶不整合面向上水平运移进入浅层热储,通过沧县隆起和邢衡隆起在武城凸起汇集,形成中低温地热田。地下热水质类型为Cl-Na型,最大循环深度为2 822.5~3 032.5 m,¹⁴C测年表明砂岩热储和岩溶热储年龄分别为21 ka和32 ka。明化镇组和石炭—二叠系分别为两套热储的直接盖层。武城凸起地热田地热资源量分层精细评价结果表明,热储地热资源量合计4.86×10¹⁰ GJ,折合标煤16.6×10⁸ t。年可开采地热资源量可满足供暖面积1.1×10⁸ m²,市场开发潜力巨大。     

赤峰热水镇地热田地热流体流动模型

赤峰热水镇地热田内发育有南北向、北西—南东向、北东—南西向及东西向断裂构造,这些断裂大部分为张性断裂,并构成地热田热水上升的主要通道。热水的补给区在远离地热田的西部和北部山区,天水从此处渗透到地下深处,缓慢流动到地热田下部,被侵入的花岗岩和玄武岩所构成的热源以热传导方式加热,再沿断裂、裂隙上升,形成了地热田浅部热水储集层。本地热田热水属于天水起源的中、低温裂隙水。     

甘肃省地热资源赋存特征及潜力评价

甘肃省地热资源丰富,其地热资源的开发利用具有较大的潜力。本文介绍了甘肃省地热资源分布概况,结合地区构造、地热水化学特征、地热资源量及开发利用现状探讨了甘肃隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的赋存特征,并对两种类型地热资源潜力进行了分析评价。结果表明,沉积盆地地热资源分布于河西、陇西及陇东盆地等,热储类型为裂隙型和孔隙型,热储层自元古宙至新生代均有发育,岩性以砂岩为主;隆起山地型地热资源主要分布于祁连山和西秦岭造山带,热储类型为断裂破碎带,岩性以花岗岩为主;通过潜力计算得知,全省热量开采系数≥0.4的仅占29.17%,表明目前甘肃地热资源开采程度较低,开采潜力较大。     

渭河断陷盆地地热资源赋存特征与热储分析

渭河盆地地处多个构造体系的交汇部位,呈现多条断裂带。这些断裂带控制着渭河盆地的基底构造以及地热资源的展布。在充分收集区域地质、水文地质、物化探及地热资料基础上,通过对断裂构造特征的研究,分析了渭河盆地地热资源的形成背景、赋存条件、分布规律及特征,为进一步研究、勘探及开发地热资源提供了依据。      

太原盆地岩溶地热系统的形成演化及其地热资源潜力

【研究目的】太原盆地作为优质岩溶热储分布与城市供暖需求匹配良好的地区之一,其岩溶地热系统的形成演化与成因要素的研究对本区地热资源的整体开发以及断陷盆地型地热资源展布规律的认识均具有重要的指导意义。【研究方法】本文在综合前人研究成果与最新54口地热井资料的基础上,分析了太原盆地岩溶地热系统的热源、热储展布和水热动力学特征,并分8个单元评价了地热资源量。【研究结果】结果表明,岩溶热储发育的层位主要为华北板块广泛分布的下古生界奥陶系,经历了早古生代末的表生岩溶、晚古生代的直接盖层沉积、中生代岩溶地热系统初始形成、新近纪的改造与第四纪最终定型等5个阶段。该地热系统的热源来自于新生代裂谷盆地产生的高大地热流（最高达79.12 mW/m2）,热传递方式可分为强烈对流型（盆地边缘）和热传导型（盆地内部）截然不同的两类。热储储集性能具纵向分层、平面分带特征。在纵向上识别出15～20层有效储集段,累计厚度160～180 m,可划分为3~4层主力含水段;在平面上有利储集带主要受NE向隐伏构造的控制,且主力含水层在运移过程中易发生“越流”现象。盆地中段的奥陶系热储因埋藏适中（约400~1900 m）、且储层温度较高（30~75℃）,是最有利的勘探开发区。依据热储体积法评价出太原盆地岩溶地热系统可利用的静态地热资源量为83.03×108 GJ,折合标煤2.83×108 t。【结论】年开采地热资源量可满足1502万m2的供暖面积。鉴于目前已开发资源仅占可开发的23.3%,开发潜力巨大。创新点：根据区域构造－沉积旋回对地热系统组成要素的控制作用,剖析山间断陷盆地岩溶地热系统的成因模式;结合地热井产水量与测井曲线解释成果,分析热储物性纵向分层、平面分带的规律;采用热储体积法分区块精细评价太原盆地岩溶地热系统的地热资源量。     

西藏谷露地热田地热资源前景及勘探方向

西藏亚东-谷露裂谷带是新生代的活动构造带,具有构造活跃、地震频繁、热泉广布、大地热流高等特征,孕育了丰富的地热资源。已实现商业开发多年的羊八井地热田和羊易地热田正是位于亚东-谷露裂谷带的中部,而位于该构造带北部的谷露地热田地热资源前景和勘探方向还有待深入认识。为此,本文解析了地表地热构造,对比了羊八井地热模式,分析了谷露地热田的深部热动力学背景,并结合钻井试采资料揭示谷露地热田具有良好的地热资源前景。在此基础上,利用大地电磁和重力预测了谷露地热田的地热分布具有南北分带性,即北部和中部具有深部和浅部两个层次的地热储层,而南部地热储层则以浅部为主。为深入研究亚东-谷露裂谷带的地热系统模式及指导地热勘探开发提供了重要的地球物理依据。