济南北部地热田地热地质特征浅析

济南北部地热田地热资源类型属于层状裂隙岩溶型,热源是北部齐河-广饶断裂的沟通导热,盖层是第四系、新近系、石炭-二叠系、侏罗系.可利用的、具有开发价值的热储层为奥陶系灰岩热储,该热储层顶板埋深在700～2500m左右,热储层厚度由南向北逐渐增大,单井涌水量2000m3/d左右,孔口水温一般在38～57℃,地热田东部地热水矿化度1.4～3.5g/L左右,西部5.1～7.2g/L左右,地热水中富含氟、锶、偏硅酸等微量元素,具腐蚀性,结垢性弱,具较好的开发利用价值.经计算奥陶系热储层单井可采资源量为7.3×105m3/a,合理井间距为5000m.     

表层水温表测量结果不确定度评定

文章以表层水温表为研究对象,根据JJG 289—2005表层水温表检定规程的要求,以计量标准器二等标准铂电阻温度计及配套设备制冷恒温槽为基础,详细分析了表层水温表温度测量值的不确定度来源,从而得到表层水温表温度示值误差的扩展不确定度,并给出了减小合成标准不确定度的方法。     

青藏高原东南缘次林错岩体晚白垩世—早新生代快速剥蚀

青藏高原东南缘是研究构造、地貌演化和气候变化相互作用的理想场所,前人研究主要揭示了晚始新世—早中新世和晚中新世以来的快速剥蚀事件,缺乏晚白垩世—早新生代时期地貌演化过程的研究。次林错花岗岩已有的低温热年代学数据覆盖了整个新生代时期,为探索该区域新生代早期的剥露演化历史提供了重要资料。该岩体新生代早期冷却事件是岩浆冷却单一作用的结果,还是受快速剥蚀作用的影响,目前仍然存疑,需要定量研究。因此,本文结合已有的岩石地化和年代学数据,对次林错花岗岩开展了锆石饱和温度和一维岩浆冷却模拟研究。锆石饱和温度计算结果表明次林错花岗岩的岩浆结晶温度介于647～705℃之间,属低温花岗岩。一维岩浆冷却模拟结果显示岩体侵位时的最小围岩温度为160～120℃,对应深度约为3.7～5.0 km。结合锆石和磷灰石(U-Th)/He年代学数据,本文认为该岩体在晚白垩世—早新生代时期(67～40 Ma)经历了一期剥蚀量至少为2 km的快速剥蚀事件。已发表成果的综合分析表明,此次快速剥露事件可能是整个青藏高原地区广泛存在的构造剥蚀事件,新特提斯洋的俯冲闭合与印亚板块的初始碰撞可能是触发此次大规模区域剥蚀的主要原因。     

遥感技术在塔什库尔干谷地地热资源调查中的应用

冬至前后是热红外数据进行地热异常信息提取的最佳时间窗口,利用多期Landsat8 OLI/TIRS遥感数据计算地表温度离散度,当离散度越低时,地球深部热源产生的“恒温作用”越明显,从而提高地热异常信息的准确性。以塔什库尔干断裂为主干,遥感解译提取研究区4条次级断裂,这些断裂构造为地热资源的形成、储存、运移等提供了必要的空间条件。结果表明,遥感地热异常的分布受断裂构造控制,均处于断裂或断裂交汇处,提取的4处地热异常体与实地调查情况吻合,另一处新发现地热异常有待进一步验证。     

晋北娄烦吕梁群变质相带的划分及其成因研究

晋北娄烦吕梁群由一套经受过两期不同性质变质作用的泥砂质岩、基性火山岩和酸性流纹岩组成。早期为吕梁期变质作用,其结果使该区地层构造形迹总体上呈NE走向;晚期为西川河韧性剪切断裂所产生的区域变质作用,其结果使该区地层走向由早期的NE向扭转为近SN向,且使地层层序发生倒转,并与递增变质带的形成关系密切。选取该区中对变质温度和压力变化反映较敏感的原岩为泥砂质岩石的袁家村组和裴家庄组地层为研究对象,采用电子探针微区分析(EPMA)对沿地层走向上连续分布的特征变质矿物及矿物共生组合特征进行研究,并利用矿物对地质温度计估算该区不同采样点的变质温度和压力条件,对研究区进行变质相带的划分,确定各变质相带的变质温、压条件,并探讨其成因。研究结果表明,袁家村组和裴家庄组为等化学系列地层。沿该地层走向上:西川河断裂以北地区,从北向南,特征变质矿物绿泥石、黑云母、石榴石、十字石和蓝晶石依次规律出现;西川河断裂以南地区,红柱石和夕线石依次规律出现。根据特征变质矿物的空间分布规律、首次出现的地点及矿物共生组合特征,划分出5个变质带:绿泥石带、黑云母带、石榴石带、十字石-蓝晶石带和红柱石-夕线石带。这一完整的递增变质带可与苏格兰高地的巴罗型相媲美。矿物对地质温度计估算结果。     

大地电磁测深在地热勘查中的应用研究

大地电磁测深法(AMT)作为一种传统的频率域测深法,在地热调查中应用广泛。本文基于大地电磁测深和静电α卡测量两种物探手段,对陕北某工区进行地热勘查研究,基于大地电磁测深资料,以石炭系-侏罗系碎屑岩裂隙地热水为重点,通过反演地电模型,结合地质、物性等资料,推测地层的空间展布形态、构造特征以及富水状态,研究结果显示：勘查区地层在横向上的展布比较平稳,地质构造较简单,电性层分布情况较明显。推断测区有两层含水层,上层为侏罗系地层含水层,取水深度约为200 m;下层为三叠系地层含水层,埋深在1 000～1 800 m左右,可作为取用地下水的主要层位。利用勘查成果可在测区拟定钻孔深度为1 800 m,确定合理取水段为上层侏罗系含水层和下层三叠系含水层。研究结论证明大地电磁测深在该地区具有较好的勘查效果。     

乡宁县十里铺勘查区地热资源评价研究

以山西乡宁县十里铺地区为研究区,为对区域地热资源进行勘查评价,通过布设的孔深为2 008.87 m的K₁勘探孔对该区域水文地质条件进行勘察,充分收集水文地质资料综合分析,在此基础上对勘查区地热资源特征进行评价,并对地热资源量进行计算。评价结果认为：勘查区地热资源属于低温温热水资源,地热井出水温度为41℃,地热田单井年可采热水量3.03×10⁵ m³,可利用热量33.62×10⁶ MJ,勘查区储存热量为1.695 5×10¹² MJ,地热田规模属中型,地热开发利用属经济较适宜型。研究结论可为十里铺一带地热资源合理开发利用提供科学依据。     

沧县隆起中段献县凸起和阜城凹陷岩溶型地热资源特征

为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即"源、储、通、盖"等地热地质条件,建立了地热田概念模型,并精细评价了地热资源量.研究表明地热田是形成于渤海湾盆地...     

粗糙单裂隙换热特征及全局灵敏度分析研究

干热岩开采时,往往需要借助于压裂手段对储层改造形成换热通道,因此,热储裂隙中的对流换热过程对干热岩采热有重要影响．借助于巴西劈裂试验得到粗糙单裂隙,利用三维激光扫描仪扫描裂隙面得到裂隙的点云数据,经处理之后导入至COMSOL Multiphysics数值模拟软件,建立二维粗糙单裂隙对流换热模型,分析其对流换热特性并开展Morris全局灵敏度分析．结果表明：出口温度和平均对流换热系数随粗糙度增加而增加．局部对流换热系数与裂隙起伏度和波动程度呈强相关性,局部粗糙度较高,换热效率可有效得到提高．在裂隙开度较大（大于40μm）或初始流速较高（大于50 mm/s）时,平均和局部对流换热系数在粗糙度越高时增幅越明显．体积流速与裂隙起伏度有强相关性,起伏度越大的位置对应体积流速越大．压力差随着粗糙度的增大而平缓增加．裂隙开度、初始流速、流体比热容和岩石热导率是花岗岩粗糙单裂隙对流换热过程中的灵敏参数,这些参数对模型的换热效率影响较大,并且与其他参数的相互作用也越强．该研究能够揭示流体在粗糙裂隙中的换热特征,并且找到影响对流换热的主控因素,为增强型地热系统优化设计提供科学依据．     

柴北缘鱼卡河榴辉岩围岩的变质时代及其地质意义

利用阴极发光和LA-ICP-MS原位分析方法,对柴北缘鱼卡河超高压榴辉岩的直接围岩——石榴石白云母角闪钠长片麻岩和含蓝晶石的石榴石云母片岩进行了详细的锆石微量元素和U-Th-Pb同位素分析。结果表明,石榴石白云母角闪钠长片麻岩中的锆石主体呈浑圆状形态,内部结构以扇状和冷杉树状为主,稀土总量和重稀土含量均较低,重稀土富集程度低,具明显正Eu异常,Th/U比值均小于0.1,指示其形成在与石榴石平衡共生而不含斜长石的变质条件下。而含蓝晶石的石榴石云母片岩中的锆石显示明显的核-边结构,核部显示碎屑锆石特征,边部为与石榴石共生的变质新生锆石。LA-ICP-MS原位定年获得两种围岩的峰期变质年龄分别为(431±3)Ma和(432±19)Ma。这两组年龄在误差范围内一致,而且与已获得的紧邻的两类超高压榴辉岩的变质年龄((436±3)Ma和(431±4)Ma)以及带内指示大陆深俯冲作用时代的都兰含柯石英副片麻岩锆石的柯石英微区年龄(424~432Ma)完全一致。参考这两类岩石与超高压榴辉岩的野外产状关系、含蓝晶石的石榴石云母片岩的原岩特征以及榴辉岩中超过变质年龄达300Ma的原岩残核的存在,共同表明,柴北缘鱼卡河超高压变质地体是典型的大陆深俯冲碰撞作用的产物,本区大陆深俯冲发生的时代为430~435Ma的早古生代。