华北型煤田奥陶系岩溶水水文地球化学特征及其对地热的指示意义

华北型煤田奥陶系岩溶水是集水、热于一体的绿色能源,明确受煤层开采影响其补给来源、热储赋存环境、径流与循环等形成演化特征对于地热资源的勘探与开发具有重要意义。在充分了解典型华北型煤田-淮北煤田地质、水文地质及地热地质条件的基础上,采集区内岩溶地热水样品进行水化学及同位素测试并收集相关成果进行数据补充,揭示了岩溶地热水水化学成分特征及水-岩作用类型,明确了地热水补给来源,评估了岩溶热储温度及地热水循环深度,提出了研究区地热水形成演化模式。结果表明：淮北煤田岩溶地热水主要来源于大气降水补给,北部闸河矿区以直接入渗补给为主,水化学表现为HCO₃-Ca型,水-岩作用以溶滤溶解为主,指示该区地热水更新速率较快、循环路径短;南部宿县和临涣矿区仅在部分区域接受大气降水蒸发入渗补给并与古地下水混合明显,水化学类型多样,包括SO₄-Ca、SO₄-Ca·Mg、HCO₃·SO₄-Ca·Mg、SO₄-Ca·Na、Cl·SO₄-Na、Cl-Na等,水-岩作用类型...     

胶东半岛典型天然温泉地热流体与地下水的关系

为研究胶东半岛典型天然温泉地热流体的性质及其与地下水的关系,综合分析了温泉水、第四系（浅井）水和基岩水化学特征,测试了温泉水中δ₁₈O与δD值,并利用烟台雨水线方程对胶东半岛典型天然温泉地热流体来源与地下水的关系进行了分析。结果表明：研究区温泉水化学类型主要有Cl-Na型、Cl-Na·Ca型、SO₄·HCO₃-Na型、HCO₃·SO₄-Na型及个别温泉为SO₄·Cl-Na型,天然温泉地热流体与温泉附近的区域地下水没有水力联系,温泉水的地热流体来源于大气降雨的入渗补给。     

周口凹陷区（周口段）地热资源评价

地热能是集热、矿、水为一体的可再生绿色能源。为保障周口凹陷区地热资源的可持续利用，实现节能、减排，保护环境，通过对周口凹陷区的地质背景、地热地质条件、热储赋存条件的分析，阐述了该区具有经济价值的新近系热储层的赋存特征，建立热储地质模型，对周口凹陷区（周口段）2 000 m以浅的地热资源储量进行评价。评价结果表明，该区主采热储层地热流体温度40～70 ℃，2 000 m以浅地热流体资源储存量为24 560.08×10⁸ m³、热能储存量为104 123.24×10¹⁶ J，地热流体可开采量为4 234.58×10⁴ m³/a，按照100年保证开采年限，可采热能为161.30 MW，属低温大型地热田；分析了该区地热水资源利用现状及存在的问题，并对合理开发利用与保护地热水资源提出了合理化建议。     

湖北省南漳县九集地热水文地球化学特征及成因浅析

九集地热为湖北襄阳地区发现的首个中深层地热。从地热水化学特征、微量元素和同位素特征分析入手，结合区域地质及水文地质条件，探讨地热流体水文地球化学特征及形成过程，初步分析地热成因。结果表明，该区地热流体类型为HCO₃-Ca·Mg型水，热储环境较为开放，热储温度为59.5℃,地热流体循环深度为2 167.65 m;地热流体由大气降水经深部循环，受大地热流和深大断裂沟通的热对流作用形成；该地热属低温地热，兼具断裂构造型和地温增温型地热。研究结果对襄阳地区同类型中深层地热资源的勘探开发具有一定的指导和借鉴作用。     

新疆温泉县地热水同位素研究

温泉县地热资源丰富，但研究开发程度较低，以温泉县地热水来源为研究目标，通过同位素分析法研究了温泉县温泉水的特征，同位素方法是判断地下水来源的有效方法，通过同位素示踪技术，得知区内地热流体的δ¹⁸O和δD值均在大气降水变化范围之内，从而推断地热水来源为大气降水,其补给高程约为2625～3620m，主要来自南部山区。     

豫西栾川潭头盆地地热地质特征研究

通过分析豫西栾川潭头盆地断裂系统、热储成因类型、热储类型、地热流体流场特征及动态、地温场特征以及地球化学特征,研究了豫西栾川潭头盆地地热地质特征。研究得出,研究区内主要断裂为马超营断裂,为主要控热断裂;热储为断裂破碎带,呈带状展布;研究区恒温带埋深为30 m,平均地温梯度为3.70 ℃/hm;研究得到了地热流体化学组分特征、动态变化以及同位素化学与地热田成因。研究为地热水资源的开发利用提供了理论基础。     

黄河流域（济阳段）地热资源在乡村振兴中的应用研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略。为了助力乡村振兴,促进当地地热资源可持续开发利用,依托黄河流域(济阳段)地热资源调查项目,查明了研究区地热地质条件、热储特征、地热流体特征;在非回灌条件下采用降压试验的方法估算了DS-1井在降深50 m时,可开采量为819.66 m³/d,采用热储法估算地热资源量为1.14×10¹⁹ J。研究区地热资源储量丰富,但开发利用程度较低,已利用地热井主要用于供暖、养殖、洗浴等,利用方式单一。针对研究区内地热资源应用问题,提出了合理化建议：结合济阳区乡村振兴发展规划,在济阳垛石慢城综合体建设中,DS-1井可直接用于“地热+供暖”;研究区内地热水富含多种矿物质,可利用于“地热+温泉康养”;将研究区内地热资源与其他清洁能源有机整合,打造“地热+”绿色发展模式,因地制宜建设“地热+综合能源体系”。研究区内地热资源丰富、医疗价值高、开发利用前景广阔,可以从地热供暖、康养洗浴、农业养殖、温泉旅游、生态保护等多方面精准服务于垛石街道“生态+”的乡村振兴模式。     

开封凹陷区深层地热资源评价

为推动清洁能源的开发利用,减少碳排放,服务国家清洁取暖试点城市建设,以开封市区为例,评价分析了开封凹陷区深层地热资源。根据研究区内存在的开封断裂和祥符—刘店断裂,把研究区切割为4个区块进行研究,计算得出,新生界热储储存热水资源总量为107.47×10 10 m 3;地热储存热量为439.90×10 18 J。根据《地热资源地质勘查规范》（GB 11615—2010）对地热田规模的划分,得出3个大型地热田,分别为新近系明化镇组热储、新近系馆陶组热储和古近系热储。研究确保地热能安全可持续开发利用,推进清洁能源开发利用进程;可为后期城市发展规划和建设项目布井方案（采灌井比、采灌井间距）提供地热能源利用技术依据。     

辽河断陷地热资源研究

辽河断陷地热资源十分丰富,辽河油田经过40年的勘探开发,积累了大量与地热相关的基础资料,为本文研究奠定了基础。研究区地温场的展布主要受构造断裂、地层岩性、盖层埋深、水文地质条件等控制,地温温度较高,自北向南地温总体呈增高趋势。热储层位稳定,发育层系多,主要类型有碎屑沉积孔隙型和岩溶裂缝型,前者发育的层系主要为新生界和中生界;后者发育的层系主要为古生界和中新元古界。综合评价认为,辽河断陷最有利的地热田分布区为大洼-海外河地区（新近系）和曙光-杜家台地区（古生界和中新元古界）。随着辽河油田石油、天然气产量日益递减,开发利用该地区的地热资源必将取得巨大的经济效益和社会效益。     

雨汪矿区水化学特征及成因分析

为研究云南省富源县老厂煤矿区四勘区西南部的雨汪矿区水环境特征及水循环规律,现场调查后,对8处地表水、1处地下水采取成因分析、相关性分析、同位素组成分析方法,利用Piper三线图和Gibbs图、Pearson相关性图和氢氧同位素组成图分析雨汪矿区的水化学特征及水体补给形式。结果表明,地表水p H呈中性,化学类型为Ca²⁺-HCO₃^-型,地下水p H值呈碱性水化学类型为Na⁺-HCO₃^-+CO₃^2-型,水样属于低矿化度水。地表水TDS与Mg²⁺显著相关,Na⁺+K⁺与SO₄^2-呈显著相关,氢氧同位素组靠近云南降水曲线附近下方地表水和地下水主要离子存在较大差异,地表水受碳酸盐岩风化和蒸发岩影响较明显,地下水可能受到不同含水层补给,并伴随溶滤作用。分析结果证实了含水层的相互联系,对后续防治水工作开展及巷道建设具有...     

不连沟井田岩溶水水化学特征及其演化规律研究

岩溶水害是准格尔煤田安全生产的重大隐患之一,在分析准格尔煤田东北部不连沟井田水文地质条件的基础上,运用水文地球化学和数理统计的方法,查明研究区水化学特征及演化规律,为矿井水害治理提供科学依据。研究结果表明:(1)研究区岩溶地下水p H值为7.5～8.35,呈弱碱—偏碱性,TDS小于1 000 mg/L,整体为淡水;岩溶水水化学类型包括HCO₃-Na·Ca·Mg型水、HCO₃·Cl-Na·Ca型水和Cl-Na型水;Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-为岩溶水的主要阴阳离子。(2)岩溶地下水水化学组分主要受水岩作用及阳离子交替吸附作用的影响;Na⁺、Cl^-主要来源为盐岩的溶解或阳离子交换作用,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-主要来源为方解石、白云石的溶解,...     

河南省地热资源概况及开发利用区划探讨

河南省地热资源较为丰富,经估算,全省埋深4 000 m以浅新生界热储层地热可开采热水总量为26 844.90×10⁴ m³/a、可利用热能总量为32 413.61×10¹² J/a,折合标准煤1 107 737.50 t/a。地热类型可分为沉降盆地传导型、隆起山地对流型和对流—传导混合型,热源主要来自现代活动性大断裂沟通深部幔源岩浆热及沿断裂破碎带产生的机械摩擦热,水源主要为大气降水,成因模式为深循环。基于河南省地热资源赋存条件,选取地热勘查区划、开采潜力模数、黄河高质量发展区、冬季清洁供暖城市、旅游发展规划、乡村振兴规划、地热规模化利用7个因子,运用AHP法进行地热开发利用区划,按优先开发区、鼓励开发区、限量开发区、暂缓开发区四级进行区划,指导全省地热合理利用,以响应习近平生态文明思想与生态文明建设理论。     

鄱阳湖流域庐山酸雨区大气降水化学特征及其来源解析

为了理解在酸沉降背景下长江中下游典型酸雨区大气降水化学组成与来源，于2018—2020年共收集209个鄱阳湖流域庐山地区大气降水样品，分析了降水pH、电导率及各离子浓度特征，并采用富集因子、PMF模型和相关分析等多元统计数理方法，揭示庐山地区降水水化学特征和控制机理。结果表明，庐山降水pH的加权平均值为6.1,分布范围为4.52～7.89;降水电导率的加权平均值为16.3μS/cm,分布范围为1.4～96.6μS/cm;降水中离子雨量加权平均当量浓度依次为：Ca²⁺>NO₃^-> SO₄^2-> Cl^-> NH₄⁺> K⁺> Na⁺> Mg²⁺> F^-,其中阴离子(SO₄^2-、NO₃^-)和阳离子(...     

潍坊市地下水水化学特征与水质评价

为探究潍坊市地下水水化学特征与质量时空分布规律，采用Piper三线图、Gibbs图、数理统计法分析地下水水化学类型和分布特征，采用多组分评价法、布朗水质指数法和内梅罗污染指数法评价研究区地下水质量。结果表明，潍坊市地下水以Ca·Mg-Cl·HCO₃和Ca-Cl·SO₄·HCO₃水化学类型为主，水化学成分受岩石风化影响。研究区水质整体较差，NO₃^-污染严重，建议未经处理时尽可能不作为饮用水源。     

鸳鸯湖矿区地下水化学特征与成因分析

为了查明鸳鸯湖矿区地下水化学特征与成因，给矿区内矿井水害防治工作提供依据，对矿区内第四系、白垩系、直罗组、2～6煤间、6～18煤间、18煤以下含水层的水文地球化学进行分析。结果表明：地下水阳离子以K⁺+Na⁺为主，阴离子以SO₄^2-和Cl^-为主，并且这4种离子也是TDS的主要来源；第四系含水层地下水主要受到岩石矿物的风化溶滤作用的控制，其他含水层地下水均受到不同程度蒸发浓缩的作用；由地下水氯碱指数可知各含水层均存在不同程度的阳离子吸附作用，由深部18煤以下含水层至浅部第四系含水层氯碱指数逐渐减小，阳离子吸附作用不断加强，Ca²⁺和Mg²⁺含量不断下降，各含水层地下水均受到不同程度脱硫酸作用的影响；通过离子比值分析，各含水层地下水水化学成分主要来自岩盐的溶解，其中Ca²⁺和Mg²⁺来自硅酸盐和蒸发岩的溶解；从同位素分析可以发现第四系水的补给来源主要为大气降水，蒸发导致直罗组和2～6煤间延安组地...     

新乡市平原示范区地热资源地质特征及开发利用研究

新乡市平原示范区独特的自然地理条件和地质环境条件,赋存了丰富的地热资源。研究了新乡市平原示范区地热资源地质特征,研究区属于中牟凹陷地热区,主要热储层为新近系明化镇组半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层、新近系馆陶组半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层、古近系半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层,地热类型为层状分布的盆地型地热,地温场类型为地层热传导型,区内断裂无显著导热、导水特征,地温场以地层传导型为主,地温梯度在2.33～3.02℃/hm。并分析了开发利用情况,根据研究区开发利用潜力,为平原示范区建设绿色低碳城市提供地下清洁能源开发利用技术。     

延津县下新近系热储层对井采灌试验研究

为了给地热对井采灌提供示范,为地热资源开发、保护和有效管理提供依据,促进地热资源的可持续开发,研究了延津县下新近系热储层对井采灌试验。研究得出,研究区地温梯度为3.0～3.5℃/hm,延津县城一带由于新乡—商丘断裂的导热作用,地温梯度高于3.5℃/hm,热储水化学类型为Cl-Na型。热储层中存在裂隙或破碎带(高渗通道),热储层的连通构造曲折复杂,但热储层中裂隙不发育;通过分析地热流体的单井回灌试验和生产性对井采灌试验监测数据,总结地热回灌工艺流程及回灌量衰减规律,分析其原因并提出对策。研究可为河南省地热实现对井回灌—开采提供示范和指导。     

豫西某地热井油层封堵处理措施

随着地热资源开发深度和广度的不断增加，地热成井的风险越来越大^[1]。豫西某地热普查井位于汾渭大型地堑盆地的东南缘，设计井深1600 m,实际1651 m套管完井，钻遇地层为第四系、新近系及古近系地层。取热热储为新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙热储，含水层下入同径梯形丝滤水管。该井在洗井抽水过程中发现地层冒油。根据物探测井曲线分析及周边地热井调研，初步分析油层位于1530 m和1580 m两处各2 m的地层。本文介绍了通过黏土球临时封闭及水泥永久封堵油层达到地热井交井条件及空压机、泥浆泵和封隔器联合洗井的工艺措施，使出水量和出口水温分别由40 m³/h和46℃增加到51.0 m³/h和54℃的满意效果的。     

煤-热共采模式下地热水非常规开采数值模拟研究

在我国“碳达峰、碳中和”时代背景下，开展矿井地热水资源开发利用实现煤-热共采的研究具有重要战略意义。然而，目前煤-热共采技术尚不成熟，针对矿井地热水抽采的研究还需进一步补充。因此，基于煤-热共采理论及技术框架，提出了一种地热水井下非常规开采方法。分析了矿区热储形成机制，采用热储体积法对矿区地热水资源量进行了估算，评价了矿井地热水开发潜力。同时，数值模拟了地热水非常规开采模式下的热储温度场及生产井水温变化。分析了生产井群参数对热储层温度场及生产井水温的影响，并与常规地热水生产方法进行了对比。最后，讨论了矿井地热水开采利用所产生的社会、经济效益。结果显示：(1)矿区地热水静态可采量为1.14×10¹⁷ J,折合标煤3.9 Mt。动态可采量为2.95×10¹⁶ J/a,折合标煤1.01 Mt/a。(2)生产井水温受回灌水温的影响较大，与回灌方式的关系不大，且回灌水温对生产井水温的影响主要体现在生产后期。(3)随着生产速率的增加，生产井群热突破时间提前，且在热突破点之后的温降速率加快。(4)均衡生产对生产井的服务年限具有有益作用。(5)通过调整非常规...     

鄂尔多斯典型煤矿不同功能区水化学与微生物群落特征及环境响应

为探究煤矿井下不同功能区的微生物群落分布及其对水文地球化学特征的响应,以鄂尔多斯某矿为研究对象,在涉及矿井水的来源、形成、汇集和排放全过程的6个功能区中采集了24份水样,进行水化学组分检测和微生物16S rRNA基因高通量测序,并采用多元统计方法进行序列数据处理。研究结果表明：矿井水的水化学类型继承了其直接充水水源,均为高矿化度的SO₄Na型,而特征污染物SO₄^2-在煤巷和地表水池中浓度最高。不同功能区的微生物群落组成差异明显：属水平上检出的优势菌属包括能氧化硫化物的发硫菌属和硫氧化菌属,以及可降解有机物的新鞘氨醇杆菌属和短波单胞菌属等在煤巷、采空区中分布较高;好氧的Uliginosibacterium和具有极强吸附力且能降解有机物的不动杆菌属在岩巷中丰度最高;与氮循环有关的噬氢菌属和红细菌属在水仓和地表水中分布较高。微生物群落与水化学过程响应灵敏且关系密切;井工煤矿微生物群落分布不仅与C、N、Ca、Mg等营养元素相关,还与Fe、COD和SO₄^2-等氧化还原敏感物质密切相关。煤...