广东惠州黄沙洞地区岩石圈热-流变结构及其热源启示

岩石圈热-流变结构研究是揭示岩石圈范围内热状态的有效手段,开展地热异常区的岩石圈热-流变结构研究可以对热源贡献进行有效约束。东南沿海地区是我国地热资源重要分布区,地表出露大量天然温泉,地热钻探揭露深部具有较高的地温梯度,然而关于其热源机制尚未有定论,且深部是否赋存干热岩资源亦不清楚。以广东惠州黄沙洞地热田为研究对象,分析岩石圈尺度温度分布和流变强度,探讨黄沙洞地热田的热源构成,分析浅部水热系统的热影响,并对干热岩资源前景进行分析。结果表明：（1）黄沙洞地热田水热活动影响下地表热通量为130.3 mW/m2,地壳热流与地幔热流值相近,表现为温壳温幔型岩石圈热结构,此外,构造活动相关热流达到了30.5~60.3 mW/m2;（2）岩石圈流变结构显示中地壳存在韧性流变层,上地壳与下地壳以脆性破裂为主,下地壳与地幔表现出流变结构耦合,为相对稳固的地壳底界;（3）黄沙洞地热田的热源以地壳构造活动产生的热源为主,地幔热源和放射性生热是主要的热源组成部分,构造热作用的主要方式包括区域深断裂的热聚敛和水热系统循环换热,两者可能通过“接力式”热传递携带热量至浅表;（4）区域深断裂的热聚敛在构造热作用中的占比是影响干热岩资源前景的关键因素。本项研究可为后续东南沿海同类型地区的干热岩资源勘查与靶区选址提供参考。     

青海共和盆地岩石圈热-流变结构及地热意义

地球深度热状况是深部地球动力学和岩石圈活动性研究的重要内容, 岩石圈热结构和热-流变结构可以很好地揭示岩石圈范围内的热状况。近年来, 在青海共和盆地钻探揭露了深部高温干热岩体, 关于其热源机制尚未有定论。本文以青海共和盆地为研究对象, 分析壳内温度分布和流变强度, 探讨壳内低速体的地质属性。结果表明, 共和盆地的地壳流变结构从上而下分为脆性和韧性两层, 韧性层又包括中地壳和下地壳两层韧性层, 在上地壳尺度均表现为脆性破裂为主, 并逐渐过渡为韧性流变; 恰卜恰地区在脆性破裂的上地壳延伸至中下地壳时, 破裂沿一系列滑脱面发生韧性滑动, 局部地段形成壳内熔融, 为恰卜恰地区提供了额外的热源, 使其大地热流值(109.6 mW/m2)显著高于贵德地区(77.6 mW/m2)。这一认识为共和盆地壳内低速体存在提供了新的佐证, 也为区内干热岩热源分析以及高温地热资源探测开发提供了科学依据。     

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20 a地下水入渗补给量为8～172mm/a(水均衡法),平均值49.3 mm/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(28.2mm/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125.2 mm/a,约占地下水总补给量的71.7％(175.4 mm/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60 a和1个月.     

贵德盆地地下热水水文地球化学特征

研究工作对完善区内高温地热系统成因机理和后期勘探及钻探工作提供一定的参考意义.为进一步研究贵德盆地地热资源赋存状态及热源来源,在充分了解贵德盆地地热地质条件的基础上,采集区内地热流体样品,进行水化学全分析和氢氧同位素分析,得到该区地热流体化学特征和氢氧同位素特征,估算了区内高温热田-扎仓寺热田的热储温度.分析结果表明:该区高温地下热水的水化学类型主要为SO₄·Cl-Na型,低温水水化学类型较为复杂,主要为SO₄-Na、SO₄·HCO₃-Na型;扎仓寺热田地下热水中Li+、F-、Sr2+、As3+与Cl-存在很好的正相关性,显示了相同的物质来源,SiO₂2-与Cl-极高的正相关性进一步验证了扎仓寺地热为深部热源;氢氧同位素数据都集中在当地大气降水线附近,说明地下热水主要为大气降水补给.选用合理的水文地球化学温标计算了扎仓寺热田的热储温度,并利用硅-焓模型分析了该热田地热流体中冷水混入比例及冷水混入前的热储温度,分析认为扎仓寺热田4 000 m以内存在两个热储层,第一热储层热储温度约为133 °C,热循环深度为1 800 m;第二热储层热储温度约为222 °C,热循环深度约为3 200 m.      

干热岩开发的破冰之秘

正人类社会的发展离不开能源。从旧石器时代人类利用火开始,到工业革命以来煤、石油、天然气等化石能源的大量开采利用,再到近代原子能的发现,可以说,能源的发展和进步,彻底改变了人类社会的生产模式、生活方式,为人类物质水平的提高提供了基础,是人类社会文明发展和进步的标志之一。进入21世纪以来,随着化石能源的逐渐枯竭以及人类居住的地球环境日益恶化,开发高效而     

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。     

鄂尔多斯周缘地质构造对地热资源形成的控制作用

地热资源是一种宝贵的清洁矿产资源,属于新能源家族中重要成员之一。地热资源的形成严格受地质构造控制。随着我国能源勘探工作重点西移,在鄂尔多斯盆地特别是在其周缘断陷盆地中发现了储量丰富的中-低温地热资源,但是,对其形成机理与属性研究却明显不足,在一定程度上制约了该地区地热资源的广泛利用。本文在总结研究鄂尔多斯及其周缘断陷盆地地质构造特征的基础上,系统全面地总结了地质构造和地热研究成果,定性分析了大地热流、地温梯度和地温场分布与地质构造的关系。研究认为,鄂尔多斯块体是一个相对完整、断裂不发育的构造单元,块体内大地热流、地温梯度整体偏低。然而鄂尔多斯块体周缘构造边界带则呈现出环状高值异常,带内热流值、地温梯度都比块体内部高。说明鄂尔多斯周缘地质构造控制着地热资源的形成。     

包气带增厚条件下地下水补给规律研究

伴随人类活动影响的不断增大,地下水位持续下降,包气带厚度增大,改变了地下水的补给条件.为阐明在巨厚包气带中水分运移规律,在河北栾城实验站进行了包气带水分运移监测试验.通过对监测数据的计算和分析,揭示了大水漫灌条件下,灌溉水在包气带中湿润峰和零通量面（ZFP）的运移和形成规律,计算了灌溉水回归补给地下水的水量,并利用达西公式进行验证.试验结果客观准确地反映了在当前人类剧烈活动影响下,包气带中水分运移规律及灌溉水补给地下水的情况,同时通过对包气带水分运移情况进行监测,取得了包气带水分运移的翔实资料和灌溉参数,对于促进农业节水灌溉有重大的现实意义.     

中国地热资源潜力评价

中国地热资源分布广泛,资源种类繁多,分布具有明显的规律性和地带性。针对中国不同类型的地热资源,采用不同的评价方法分别对浅层地热能、水热型地热资源和干热岩资源进行了潜力评估,并对地热资源的开发利用现状及地热资源开发利用的经济环境效益进行了分析。我国地热资源量相对较为丰富,出露温泉2 334处,地热开采井5 818眼。水热型地热资源量折合标准煤12 500亿吨,每年可开采量折合标准煤18.65亿吨;336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。目前我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨,其中水热型地热资源开采率仅为0.2%,浅层地热能开采率仅为2.3%,地热资源开发利用潜力巨大。在现有技术条件下科学开发利用地热资源,每年可节煤10亿吨,其中336个地级以上城市浅层地热能资源高效利用每年可节煤2.5亿吨;地下热水资源高效利用每年可节煤7.5亿吨,地热资源节能减排效果显著,能有效缓解雾霾。     

粤中隐伏岩体区地热赋存特征及热异常成因分析

地热资源的本质是能量的表现形式,资源的赋存过程,本质上是地球内部热量向地表传递的过程。东南沿海地区是我国重要的地热活动区,但东南沿海地温场分布特征如何,以及热传递的介质物性如何响应地温场的分布尚未有结论。本文通过对在从化—永汉地区采集的地热水和地下冷水样品分析,结果表明研究区地下热水普遍具有偏碱性、溶解氧含量低、相对地下冷水偏还原环境的特点,热水水化学类型以Na-HCO₃和Ca·Na-HCO₃为主,热储温度范围为83～146℃。总结了从化—永汉地区的水热成因模式,周边低山区的大气降水渗入地下后沿断裂向深部运移,并不断接受来自地球深部地幔热量和花岗岩中放射性元素衰变产生的热量,与围岩热交换并升温,热水以北西向断裂与北东向主干断裂交汇部位作为升流通道向上运移,出露地表或被钻孔揭露形成温泉或地热井。结合东南沿海莫霍面埋深、酸性岩体分布和岩石圈结构等区域地质地球物理背景条件分析,菲律宾板块的NW向挤压作用对包括研究区在内的东南沿海地区地热系统的形成起到了重要作用。本文研究可为今后东南沿海地区地热资源勘查评价提供基础依据。