京津冀地区地热资源成藏模式与潜力研究

京津冀地区雾霾较为严重,同时地热资源丰富,因此,充分利用地热资源是调整该地区能源结构,减缓雾霾的重要途径之一。本文在分析京津冀地区构造、大地热流、地温梯度等地质背景的基础上,分别总结了京津冀地区隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的成藏模式与赋存条件,并对两种地热资源的资源量、开发利用现状与潜力进行了分析。京津冀地区地热资源储量折合标准煤约1383亿t,年地热流体可开采热量折合标准煤1100万t,但目前地热流体年开采热量仅相当于114万t标准煤,约占总量的10%,开发利用潜力巨大。     

我国干热岩资源潜力区深部热结构

干热岩是潜力巨大的可再生能源,通过建立EGS试验场地开展干热岩资源开发示范工程是我国开发深部地热的前沿性、基础性工作。地壳深部温度是干热岩开发选址中首先考虑的因素,在重新编制中国大地热流图、居里面深度图的基础上,建立了东南沿海地区和青藏铁路沿线地区2个典型干热岩资源潜力区三维温度场模型,在不考虑热对流的情况下,模拟结果显示东南沿海4km深处的最高温度能达到165℃,青藏铁路沿线地区4km深处最高温度可达到380℃。同时,对比模拟结果和前人实测数据,分析了2个研究区不同的热成因机制,东南沿海地区以壳源产热为主,漳州地热田放射性集中层厚度10km,幔源热流所占比例为39.6%,青藏铁路沿线地区以幔源传导热为主,羊八井地热田放射性集中层厚度为6km,幔源热流所占比例为53.7%。通过与文献结果对比分析了模拟结果的合理性,模拟结果能够为我国干热岩靶区选址提供参考。      

太行山山前平原地下水补给规律分析:以河北栾城为例

采用水均衡法与通量法对太行山山前平原(河北栾城)进行了地下水补给评价,结果表明:近20a地下水入渗补给量为
8~172mm/a(水均衡法),平均值49.3mm/a,变化幅度大。其中2004年入渗补给量(63mm/a)比采用通量法计算结果(28.2
mm/a)大一倍,表明土壤优先流对入渗补给作用显著。年入渗补给量总体上随有效降雨量增加、地下水位下降速率减少、作物实
际蒸发蒸腾量减少而增加,但与有效灌溉量和灌溉量之和的相关性不显著。通过长序列地下水位与灌溉量等数据估算得到研究
区侧向净补给量为125.2mm/a,约占地下水总补给量的71.7%(175.4mm/a),说明地下水主要以侧向补给为主。同时计算了入
渗补给与侧向补给地下水的延迟时间,分别为60a和1个月。      

地下水潜力评价方法

地下水潜力评价是地下水资源评价的一个主要内容，但传统的开发程度概念不能科学地反映特定地区的地下水开发利用前景。本文本着地下水资源评价与利用统一的原则研究了地下水潜力的评价方法，提出了地下水潜力的基本概念、地下水潜力系数的计算公式和地下水潜力评价步骤，并以唐山为例进行了地下水潜力评价。     

青海省恰卜恰地区深部热储温度估算

地下热储温度的确定,可为评价地热资源潜力提供重要参数.青海省恰卜恰地区地热资源丰富,但深部热储温度难以确定.利用青海省恰卜恰地区两个热水井,结合其水化学特征,采用多种方法估算深部热储温度.结果显示：二氧化硅温标指示性最强;PHREEQC软件对冷水混入和脱气作用进行了校正,使得计算结果相对准确可靠.经多种方法相互验证,最终确定恰卜恰地区新近系的热储温度在86~107℃,地温梯度大约为6℃/100 m.     

中国北方地区地下水资源的合理开发利用与保护

我国是世界上水资源严重短缺的国家之一,尤其在我国的华北和西北地区,水资源的短缺严重制约了该地区经济的可持续发展。在简要说明我国地下水资源数量、分布与特征的前提下,提出地下水资源开发利用与保护并重实现地下水资源可持续利用、改变农业结构实施节水灌溉是保障华北平原地下水可持续利用的根本、生态建设与地下水利用和保护并重等战略措施,确保地下水资源可持续利用。     

海南琼北火山区上地壳岩浆囊的地震背景噪声成像研究

本文利用位于海南、广西、广东等地区32个固定地震台站的背景噪声连续波形数据,基于波形互相关提取得到了Rayleigh波5～22 s的群速度频散曲线和6～11 s的相速度频散曲线,采用0.25°×0.25°的网格划分完成了面波层析成像．利用群速度和相速度频散曲线联合反演获得了海南岛及周边区域至25 km深度的三维S波速度结构．基于反演获得的三维S波速度结构模型,正演计算得到了不同周期的Rayleigh波群速度、相速度异常分布,并与面波层析成像的结果进行对比．结果表明：不同周期面波成像结果比较一致,大部分地区的差值小于0.04 km/s(约1%),表明本文反演得到的三维S波速度结构模型可以解释观测数据．本文研究发现：海南琼北地区地表至15 km深度存在显著的低速异常;5 km以上深度的低速异常可能是火山喷发后的裂隙内流体填充造成的;至于5～15 km深度,存在更加显著的低速异常,低值异常幅度低于-10%甚至更低,推测可能存在部分熔融的上地壳岩浆囊．基于S波速度低值异常与岩浆囊熔融百分比定量关系的研究结果,使用6～16 km深度的S波低速异常模型,本文计算得到的最大熔融百分比约为25%,岩浆...     

华南陆缘火成岩区差异性地壳热结构及地热意义

高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,对重点地热勘查区的深部地温场分布、地热通量、地壳热结构等进行了对比分析,提出了华南陆缘浅表地热资源的聚热模式。分析认为,华南陆缘地区具有“幔源供热 壳内生热 断裂传热 盖层保热”的四元聚热模式,其中,花岗岩体的放射性生热率是影响区内浅部地温场的主要因素之一,粤北—赣南岩体的生热率明显高于漳州地区的花岗岩体,其近似“热壳冷幔”型或“温壳温幔”型岩石圈热结构与漳州“热幔冷壳”型岩石圈热结构有一定的差异;断裂构造及盖层条件对于地下热量聚集及散失具有明显的控制作用。研究成果对于深入理解华南陆缘地热资源的成因、控热因素,以及今后该地区地热资源勘探开发实践具有一定的理论与指导意义。     

西藏尼木—那曲地热流体成因及幔源流体贡献

研究区位于尼木—那曲高温地热带,处在当雄—羊八井—多庆错活动构造带的中北段,本次选取11个未开发的地热田,收集并采集区内地热流体数据,与羊八井深、浅部热储进行对比研究,对完善区内高温地热系统成因机理,为后期勘探及钻探提供重要的参考意义。从水化学数据分析,高温地下热水主要为Cl-Na、Cl·HCO3-Na水,中低温地下热水主要为HCO3-Na水,地下热水中Li、F、SiO2、HBO2与Cl大体上存在正相关关系,显示可能有岩浆水的混入;从氢氧同位素数据分析,地下热水主要为大气降水补给,在董翁、宁中高温地热田发生轻微的氧-18漂移,谷露地热田氧-18漂移较其他地热田明显,宁中、谷露及罗玛地下热水中氚含量小于1TU,主要是次现代水的补给,月腊处氚含量为8.4TU,推断主要为现代水的补给,其他地热田地下热水推测是次现代和最近补给之间的混合;地热气体以CO2和N2为主,二者呈现良好的负相关,从CO2气体碳同位素、He同位素比值及综合指标分析,气体来源主要为壳源,在宁中及玉寨地热田,R/Ra值大于1,存在明显的幔源物质释放现象,幔源He所占比例为2.73%~30.93%。概括区内典型高温地热田的成因模式,为后期地热田深入研究及开发利用提供重要的科学依据。