南京汤泉地下热水化学特征及其指示意义

为确定南京汤泉地区地下热水补给来源,本次对比分析了区内20组不同水样的水化学、氘氧同位素及锶同位素比值的特征。结果表明,汤泉地下热水水化学类型为SO4- Ca型,热储温度为63℃～75℃;δD、δ¹⁸O值分别为 -42.89～-53.21‰、-7.11～-8.40‰,均位于当地大气降水线附近,指示其补给来源为雨水,补给高程为321 m～539 m;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值为0.708876～0.709299,表现为碳酸盐岩溶滤水特性。研究认为,地下热水的来源为碳酸盐岩岩溶出露区的大气降水补给,并主要流经碳酸盐岩地层,与浅层冷水和地表水水力联系微弱。     

利用δ18O和δ34S示踪重庆都市圈地下热水循环过程

重庆市地下热水储存量大约有1亿m3,其中75%分布在都市圈内。通过对重庆市都市圈13个温泉群,20个泉点的温泉水的δD、δ18 O和δ34S调查,结合水化学指标进行分析表明:重庆市都市圈温泉水类型为SO42-Ca或者SO24-Ca Mg型,水的来源为大气降水。δ18 O值为-7.41‰～-9.48‰,研究认为地下热水的补给来源于海拔672～1 503m研究区域背斜核部岩溶出露区和背斜北端的岩溶出露区。热水中主要离子SO24-和Ca2+、Mg2+均存在很好的正相关性,且δ34S值为31.46‰～34.32‰,正好处于下三叠统嘉陵江组二段硬石膏δ34S值异常段,由此表明雨水和地表径流沿岩溶裂隙等进入深部的含有硬石膏的嘉陵江组,由此认为重庆都市圈温泉水储水层可能为下三叠统嘉陵江组二段。     

重庆南温泉背斜地下热水系统的探讨

为了科学开发和保护地下热水资源环境的可持续发展，对南温泉背斜及邻近地区地下热水的水化学和水动力特征进行系统研究，结果表明：南温泉地下热水起源于大气降水，补给区在与南温泉背斜为一个统一的地下热水系统的褶皱构造的铜锣峡背斜北端大巴山地区，地下热水由北往南流，南温泉背斜两翼、南北端的地下热水均有水力联系，整个南温泉背斜地下热水为一个统一的地下热水系统．背斜各地下热水开发点，应统一规划热水的开采量，避免由于各自为政过量开采地下热水，从而导致地下热水资源生态环境遭到不可逆转的破坏．此研究为科学开发和保护地下热水资源环境可持续发展提供理论依据．     

广东省河源断裂带碳酸泉水化学特征及形成机制

为了解广东省河源断裂带碳酸泉的形成机理,全面认识碳酸泉形成过程,为碳酸泉的开发与管理提供科学依据,在河源断裂带地区采集了5组碳酸泉样品及18组非碳酸泉样品,开展了水化学特征分析及δD、δ~(18)O、~(14)C、δ~(13)C和~3He/~4He多种同位素分析。结果表明,碳酸泉主要水化学类型为Na-Ca-HCO_3型。δD、δ~(18)O同位素分别介于-43.32‰~-41.72‰和-7.06‰~-6.55‰,位于大气降水线附近,表明其补给来源于大气降水,补给高程在1 000~1 300 m。通过~(14)C法测年及修正后的δ~(13)C年龄校正模型计算得到碳酸泉的年龄在21~26 ka。碳酸泉点δ~(13)C的变化范围在-1‰~2‰之间,R/Ra(样品~3He/~4He与大气~3He/~4He之比)比值介于0~2.5,表明河源断裂带碳酸泉中的CO_2为幔源与变质混合成因,并以变质作用为主。     

怒江跃进桥温泉水化学特征及成因分析

跃进桥温泉为上升泉群,其热水化学类型为HCO3-Ca型。根据δD、δ18O稳定同位素分析温泉水源为大气降水;δ18O稳定同位素确定其补给高程为2 050 m;3H放射性同位素确定温泉水的年龄为(10～20)a。跃进桥温泉的热源来自区域高热流背景,称嘎断裂、F1断裂起到导热导水作用,其成因模式为大气降水补给的断裂渗入循环型中、低温地热系统。     

沂沭河下游平原地下水化学及氢氧稳定同位素特征

为研究沂沭河下游平原地下水化学及氢氧稳定同位素特征,采用数理统计、Piper三线图、δD-δ~(18)O关系图法进行分析。结果表明:北部丘岗区地下水以淡水为主,水化学类型沿地下水流向的变化为HCO_3·Cl-Ca·Na型→Cl·HCO_3-Na·Ca型→Cl·HCO_3-Na型,裂隙水和孔隙水均为大气降水补给,后者受蒸发较强;由于沉积环境不同,东部滨海平原区浅层水TDS明显高于深层水,浅层水水化学类型由陆向海的变化为HCO_3型水→HCO_3·Cl型水→Cl·HCO_3型水→Cl型水,深层水的水化学类型由陆向海的变化为HCO_3型水→HCO_3·Cl型水→Cl·HCO_3型水,浅层水与深层水水力联系较弱,浅层水主要接受大气降水补给,而深层水则为侧向径流补给。     

大汶河流域上游典型剖面地下水水化学特征及其影响因素分析

为了解大汶河流域上游地下水水化学特征及其主要离子成因,选取两条典型剖面,采集了21组水样数据,利用数理统计分析、聚类分析、离子比分析、同位素分析等方法探讨其水化学特征及主要物质来源。结果表明,流域内各类地下水阳离子以Ca²⁺为主,HCO3^-、SO4^2-为优势阴离子,属于低矿化度水,pH均值7-8之间,整体偏弱碱性。研究区地下水水化学类型主要为 HCO3.SO4-Ca型、HCO3.SO4-Ca.Mg型、SO4.HCO3-Ca.Mg型。其中岩溶水中沿地下水流向从补给区向径流区SO4^2-离子含量逐渐增大,水化学类型由HCO3.SO4-Ca.Mg型演变为SO4.HCO3-Ca.Mg型,Na⁺ 、Ca²⁺ 、HCO3^- 、SO4^2-来源为白云石、方解石等碳酸盐矿物溶解和石膏等硫酸盐矿物溶解。研究表明流域内地下水主要来源于大气降水,大气降水和孔隙水的入渗补给是岩溶水的补给来源。地表水与孔隙水氢氧同位素特征相似,并且δD值为-60‰～-50‰,δ¹⁸O值为-6‰～-4‰,说明其受到当地降水二次蒸发补给的影响。通过对流域水化学特征及物质来源的分析,以期对大汶河流域地下水资源的合理开发利用和水污染的防治提供科学的依据。     

全安盆地水文地质特征及热水成因分析

在简要分析全安盆地水文地质特征、地下水赋存条件及划分地下水类型基础上,对盆地西部周地-暖水塘地区地下热水形成原因、赋存环境进行研究,认为多期次构造运动形成的断裂、裂隙沟通深部地下热水是盆地热水来源的主要原因;采取地下热水样品并开展氢氧稳定同位素、选出气体、水化学成份测试,认为地下热水由大气降水补给,长期水动态观测结果也显示大气降水与地下热水关系较密切.     

兰州市和太原市环境空气中NMHCs的碳同位素组成特征

研究了兰州市和太原市环境空气中非甲烷烃(NMHCs)的污染状况及来源。利用Tenax-TA吸附管采样,热解析-色谱-同位素质谱联用仪(TD-GC-IRMS)测定了两个城市夏季不同功能区环境空气中NMHCs的稳定碳同位素组成。得出,兰州市和太原市居民区苯的δ(13C)分别为-26.4‰和-25.0‰;正烷烃的δ(13C)分别为-33.9‰~-26.1‰,-32.8‰~-27.4‰;两市交通枢纽区环境空气中检测出的C4—C7之间的NMHCs化合物相同,δ(13C)相差不大,兰州市为-30.8‰~-25.6‰,太原市为-31.0‰~-26.4‰。结果表明,两市交通枢纽区苯主要来源于汽车尾气和油类挥发,工业区石化行业类主要排放的NMHCs污染物为苯和烷烃类化合物,电厂等大型企业主要排放异丁烯、顺-2-戊烯等。控制汽车尾气、油类挥发、工业排放是降低环境空气中NMHCs污染的关键。     

皖北矿区煤层底板岩溶水氢氧稳定同位素特征

对皖北矿区主要含水层的氢氧稳定同位素进行了测试与分析,岩溶含水层中太原组石灰岩岩溶裂隙水(简称"太灰水")δ(18O)均值为-8.69‰,δD均值为-68.64‰,奥陶系石灰岩裂隙溶隙水(简称"奥灰水")δ(18O)均值为-8.47‰,δD均值为-70.10‰。指出了该矿区地表水、新生界松散层类第4层含水层(简称"四含水")、煤系砂岩水、太灰水、奥灰水氢氧稳定同位素一般特征。同时根据太灰水和奥灰水氢氧稳定同位素组成,着重分析了底板岩溶水的补给环境与径流环境以及岩溶水与其它含水层之间的联系。     

重庆打造"温泉之都"的可行性分析

重庆著名的天然南温泉、小泉、西泉已经断流,北温泉、东泉流量减小,东泉热洞成了干洞子,而今后5年重庆温泉旅游业发展规划是打造"温泉之都".为此,作者在论述重庆地区地下热水水文地质条件,温泉动态发展变化,各温泉之间的相互关系基础之上,分析了开发"温泉之都"的补给条件和储水量,以及"温泉之都"发展纲要中各温泉点之间的相互关系,由此得到开发"温泉之都"的可行性.研究表明,重庆打造"温泉之都"是可行的,但在打造"温泉之都"时要作整体的开采量规划设计,在整体开采量规划设计的条件下再作同一个背斜地下热水系统各开发点开采量规划,这样才能确保"温泉之都"的建设和可持续发展.     

贺州大汤温泉的形成条件及其水化学特征

为了合理开发和保护贺州市南乡镇大汤温泉资源,通过对温泉区地理环境和地质条件的分析来探讨温泉的形成条件,并对温泉水质的化学成分进行测定.贺州市南乡镇大汤地热田是一个带状热储,区域内的几条深大断裂构成其地下热水储热和深循环通道.该温泉以大气降水补给为主,补给区为周边分水岭.由于分水岭的地势较高,地下水在获得降雨补给后,有足够的水头压力沿着构造断裂实现由浅至深再由深至浅循环.在循环过程中,地下水通过热传导从深部地壳中获得热量,并通过与围岩发生的地球化学作用而获得丰富的微量元素.水化学分析表明,南乡温泉出露的热水不仅矿化度低、且富含氟、含偏硅酸和多种有益的微量元素,其氟和偏硅酸含量可达矿水命名标准,具有很高的医疗价值.     

响水溪泉岩溶地下水水化学特征及成因

响水溪岩溶大泉位于雅安市天全县响水溪村，为研究该地区地下水循环模式与泉水成因，2022年2月在现场进采集水样12组，通过Piper图示、离子比例分析对该地区的水化学特征进行分析。基于研究区的水文地质条件、地下水补径排规律利用水均衡法、同位素特征分析对响水溪泉成因进行了验证。结果表明，响水溪地区的地下水水化学类型普遍为HCO3--Ca·Mg型，其离子组分主要受到白云岩、灰岩的风化溶解。响水溪岩溶大泉最直接的补给含水层为灯影组（Z2?1d）岩溶含水层。除此之外，受构造作用其补给同时也受到北侧二叠系阳新组（P2y）、泥盆系（D2-3）碳酸盐岩裂隙溶洞水影响。     

庐山星子温泉成因探讨

从温泉区域地质构造背景入手,利用环境同位素和SiO2温标测算研究资料提供的地热水与补给区的相对时空位置关系,在系统解析补给区与温泉区地貌、地质构造特征以及水文地质条件基础上,认为温泉地热水的成因与庐山地质构造演化所形成的特殊地貌、地质构造环境及水文地质条件有关,有其特殊的形成条件和自然历程.     

济南泉域岩溶径流通道特征

岩溶发育程度的差异性对地下水的储存和运移有重要控制作用。采用示踪试验、泉水位动态观测等方法揭示济南岩溶含水介质特征。试验表明济南泉域岩溶水观测孔中示踪剂运移的浓度历时曲线呈现单峰、双峰、三峰、多峰形态并存,岩溶水径流通道有单一管道和多管道并存;泉水位衰减特征表明含水系统以小型管道、裂隙、溶隙、溶孔、网络状溶隙等共同释水,衰减系数的历时变化反映济南岩溶水系统岩溶发育存在垂直分带性。研究表明,济南泉域岩溶发育不均、有多重性,奥陶纪灰岩比寒武纪灰岩的岩溶更发育。为保持泉水持续喷涌,宜选择奥陶纪灰岩含水层进行人工补源。     

华南沿海温泉成因探讨

首先分析了华南沿海温泉成因，排除该区多数温泉具局部衰变热，岩浆残余热，断层活动热成因的可能性。重点讨论了地下水深特循环的动力学模型，分析了地下水循环深度（相当于张性断层的规模）和水头压力（相当于地形反差）对泉温和流量的控制作用，并把泉温和流量与理论计算曲线相比，从而得出华南温泉为深循环的成因的结论。分析还得出，较大地形反差和张性大断裂是温泉形成的两个有利条件，如果仅具备其中一个条件，那么张性大断裂（小地形反差）比大地形反差（小断裂）更有利于获得较高泉温。可见，温泉深循环的动力学模型对华南沿海地热资源的预测，开发和利用有一定的指导意义。最后，简要讨论了温泉与地震的关系。     

广西凤山县鸳鸯泉水文地质成因探讨

【目的】研究凤山县鸳鸯泉的水文地质成因,为鸳鸯泉这一地质奇观提出科学的解释。【方法】根据实地调查和现场试验,结合地层岩性、地质构造以及岩溶发育情况,查明鸳鸯泉的岩溶水文地质条件;根据地下水示踪试验,确定鸳鸯泉的源头和主要的岩溶含水介质类型,并通过稳定氢氧同位素和钙锶比(Ca/Sr)分析,研究管道介质岩溶大泉的补径排过程和水循环特征。【结果】鸳鸯泉的源头为年里落水洞补给的外源水,公塘和母塘两个出口的主径流管道基本一致;鸳鸯泉具有以岩溶管道为主的含水介质特征,以及快速流的补给、径流和排泄过程。这种水文地质现象的成因与管道流集中排泄的方式有关。【结论】鸳鸯泉同属于一个管道系统,管道流的两个出口在水循环速度上存在差异,相比公塘,母塘具有较短的径流途径和较快的更新速率。     

庐山星子温泉地热资源及可持续开发利用

庐山星子温泉地热资源,主要为水热对流型地热水,分布在温泉出露区以及温泉以西相距约1km的南山公路南侧,水温60℃～64℃,最高72℃。探明C级可开采量3725m^3／d,水质以其富含氟、偏硅酸、硫化氢、氡为特色,适宜休闲、旅游、度假、理疗开发利用,现已有二十余个项目进驻当地进行地热开发,并已初具规模。地热经济对地热水的需求量越来越大。为保证地热开发能可持续发展,根据当地的地热资源情况并结合地热开发利用的需求,当今需要做好“探采结合、动态监测、科学管理、环境保护”四项工作,只有这样才能保证地热资源可持续开发利用。     

音频大地电磁三维反演在江西丰城地热勘查中的应用

江西省丰城市圳头地区地热资源丰富、储量大,现已发现4处出露地表的温泉,但仅有2处得到开发,温泉资源开发利用率较低。为了探明控制研究区地热产出的深部断裂构造,在该地区部署了4条音频大地电磁(audio-frequency magnetotelluric,AMT)测深剖面,采用非线性共轭梯度(nonlinear conjugate gradient,NLCG)法对经过去噪处理后的AMT数据进行三维反演,获得研究区的深部三维电性结构。在综合已有钻井和地质地球物理资料的基础上,划分了热储层结构和热流通道,查明该区地热系统的地质、构造控热以及地下水运移特征。区内地热活动沿断裂活动带分布,并作为水热资源在断裂带的交叉复合部位形成温泉点。断裂既是该区域的导热构造又是导水构造,控制地下水的温度变化,在地下水的形成和分布中起主导作用。研究结果为研究该地区地热系统的形成和演化提供了电磁证据。     

基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明：硝酸盐氮在0.60～30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%～6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明：防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的I～III类水之间。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca?Mg型为主,阴离子以HCO3、HCO3?SO4型为主,HCO3?Cl-Ca?Mg型和Cl?HCO3?SO4-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究结果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。