赣南断褶山地对流型地热系统特征及成因——以石城县楂山里地热系统为例

摘要: 赣南地区构造运动强烈,形成较多的地热水,是我国地热资源开发利用的重点地区之一。文章以赣南石城县楂山里地热系统为例,探讨了赣南断褶山地对流型地热系统的特征及成因,对寻找地热资源及开发利用清洁能源具有实际意义。石城县楂山里地热系统为典型的赣南断褶山地对流型地热系统,以NNE向断裂提供的大地热流为热源,以受迫对流为机制,大气降雨通过断裂带裂隙入渗并深循环,汲取围岩热量和深部岩浆岩放射性热量后形成地热水,在地形高差和水压力差作用下形成环流,沿导水裂隙在地势低洼地带出露后形成温泉。     

中低温对流型地热系统及其研究方法简介

介绍了中低温对流型地热系统的本质特点及其经典模式,在此基础上介绍了研究该地热系统的地质,地球物理及地球化学方法。     

内蒙古宁城热水热田形成条件及远景区预测

利用"中低温对流型地热系统"理论从构造、水源、热源3个方面阐述了宁城热水热田的形成条件,并提出了地质模式和物理模式,据此指出了寻找新区的有利部位。     

苏北盆地中低温地热资源成矿模式研究

苏北盆地为中新生代"裂谷型"拉张盆地,沉积了厚度较大的古近系、新近系及第四系地层,其特殊成因,决定了其具有相对较高的大地热流和相对较大的地温梯度,同时也造就了该地区丰富的石油资源及地热资源。苏北盆地地热主要有传导型地热系统(孔隙型地热及构造裂隙型地热)及对流型地热系统,各种类型地热资源的形成及分布皆呈特殊规律。孔隙型地热资源主要呈层状分布,广泛发育于盐城组底部砂、砂砾层中,40℃以上的地热水主要赋存于底界大于800 m的盐城组;构造裂隙型地热资源主要发育于盆地北缘的嘉山—响水断裂、盆地南缘的控盆断裂(如扬州—如皋断裂及金坛—如皋断裂)及建湖隆起两侧弧形断裂构造带等;苏北盆地隆起带边缘浅部松散层存在多个地温异常带,这些异常带与深部隐伏对流型地热资源相关,是深部地热资源的找矿标志,通过对小洋口地热田成因分析,推断盐城市地热异常带之下隐伏着中温地热水资源。     

冀东北地区中低温对流型地热系统的氟指示意义研究

为查明冀东北地区中低温对流型地热系统中氟的富集过程,通过对地热流体水化学特征和同位素数据的分析,研究地热流体中氟的分布特征、富集规律、水化学过程及影响因素。结果表明:研究区地热流体F^-含量为1.36~23.83 mg/L,呈现北高南低的趋势;在HCO3^-—Na^+和SO4^2-·HCO3^-—Na^+等Na型水中富集程度高于HCO3^-—Ca^2+和HCO3^-—Ca^2+·Mg^2+等Ca型水;碱性环境、温度和循环深度是影响氟离子富集的主要因素;水岩作用、含氟矿物溶解及阳离子交换作用,是控制高氟地热水水化学特征的主要地球化学过程。氟浓度异常可为寻找地热资源提供基础参考线索,为地热资源的科学合理利用提供科学依据。     

关于地热带分类及地热田模型

全球地热活动的分布具有明显的规律性,高温地热活动仅分布在相对比较狭窄的地壳活动地带,目前已公认为是地壳岩石圈板块的边界;而低温地热活动则广泛分布于板块内部。分布在板块边界的高温地热活动及分布在板块内部的低温地热活动,其热源性质、地表地热显示、区域地温场及热流以及水热系统的温度和水化学特征等,都有着显著的差异,这是由它们     

洛阳市的地热资源及合理开发利用分析

洛阳盆地是构造形成的断陷盆地。盆地内储存的地热主要有两种类型:一是对流型地热,二是传导型地热。对流型地热主要分布在龙门山一带,其特点是水温高、水量大、分布集中;传导型地热主要分布在盆地内及西、北部边缘地带,其特点是水温低、水量小、分布分散。目前,洛阳市的地热开采主要集中在龙门山地段,盆地内的地热开采相对较少;龙门山地段的地热开采由于缺乏统一的规划,开采处于无序状态,个别地段、个别层位开采井过于集中,开采量已超过补给量,地下热水水位(头)处于下降状态。落实洛阳市的地热勘察,制定合理的开采规划,调整目前的开采井布局,控制开采量,使地热开采实现可持续发展,是洛阳市有关部门应该抓紧做好的工作。     

兰州市永登县地热水成因模式和地质模型

基于煤和地热勘查结果,通过分析兰州市永登县大通河区热源、地下水补给、热水运移通道、盖层和热储等地热条件,得出该区域属于典型中低温对流型地热系统。提出了直接泉涌型、侧渗泉涌型和侧渗承压型3种典型热水成因地质模型,并提出永登县下一步地热田开发方案,这对于改善甘肃省地热资源开发不足的现状是有益的。     

河北遵化汤泉地热田成因模式

河北遵化汤泉地热资源丰富,阐明其成因模式对于该地热田的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定的指导意义。基于地温测量和水文地球化学分析等方法对其进行了系统研究,结果表明该地热田属中低温对流型地热系统。地热田在其以北的山区接受大气降水补给,补给高程下限约为935 m。地热流体在深循环过程中于正常的大地热流背景下被围岩逐渐加热,热储温度约为130 ℃,循环深度约为4 800 m。在汤泉福泉宫至疗养院一带,构造切割花岗岩体,使得深部地热流体沿破碎带上涌,混合并加热赋存于蓄水构造中的片麻岩裂隙水,形成汤泉地区的地热异常。     

赤峰市宁城热矿水田地热系统分析

依据“中底温对流型地热系统”理论，对宁城热矿水田形成条件进行了分析，论述了该热矿水田受EW向和SN向活动断裂构造复合控制是现代地应力分布和现代构造运动间成因联系的必然结果。据此，指出了本区地热勘查方向。     

中国东北地区地热资源及热结构分析

在我国东北地区，盆地的热流高而在山区和地台区（额尔古纳和佳木斯地台）热流较低，通过对该区的研究发现，在地壳和上地幔中莫霍面埋深，高导层埋深和热流值之间存在着密切的联系，通过对该区热流数据分析我们可以得到这样的结论：该区的地壳和上地幔的热结构引起了热流分布的变化。计算结果还表明，该区地台的地幔热流，地壳中10km以下和10km以上的热流对地表热流的贡献不同。该区松辽盆地中广泛分布着传导型中低温地热资源，对松辽盆地地热资源的开发利用有着广泛的前景。最后结合已有的地质和物探资料，还给出了长白山天池火山地区长白温泉地热系统的概念性模型。     

沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究

地热资源按地质构造及成因的不同可划分为火山型及沉积盆地型两种类型。国内外许多学者对沉积型地热系统的同位素水文地球化学研究较多,而火山型地热系统研究不足,且沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究还有待进一步深入。文章以关中盆地腹部沉积型地热系统及腾冲火山地热系统为代表,应用同位素水文地球化学方法对不同类型地热流体的地质构造、地热流体起源及成因、热储开放程度等进行系统对比研究,进而揭示其异同之处,为我国不同类型地热资源的可持续开发利用提供科学依据。关中盆地与腾冲热海地热系统在热储空间、构造条件、热源方面均存在较大差异,前者热储更为封闭,热储层更厚,后者热储通道更为畅通,热源更为丰富;腾冲热海地热系统热储温度高,埋藏更浅,热水循环更快,更易于开发利用。关中盆地与腾冲热海地热系统均存在比较明显的δ18O富集现象,关中盆地地热流体滞留时间更长是δ18O富集的主控因素,腾冲较高的热储温度是δ18O富集的主控因素;关中盆地腹部为沉积-半封闭型、封闭型,腾冲热海地热系统为火山-半封闭型;在漫长的地质历史时期,水岩反应的程度是决定热储流体水化学类型的主控因素。     

内蒙古宁城地热资源的构造制约与勘查标志

内蒙宁城地热区位于华北板块北缘,是我国北方重要的矿带和矿田。本次研究对宁城地区成热控热构造系统进行厘定和研究,用成生联系的思想综合分析了不同尺度的控热断裂带之间的联系,包括嫩江-八里罕断裂、黑里河断裂和大庙-锦山断裂,阐述了不同系统的主干构造体系及其复合对地热分布的控制。嫩江-八里罕断裂南段"山"字形构造的NW向断裂,向SE向发生近40°错移,偏转后呈"S"型弧形弯曲,在转折端西侧构造应力集中的深成隐伏侵入岩蚀变带中出现地热异常。同时,SN向的热水镇-大营子断褶带后期继承性改造使断层向SN两翼外扩,为深成岩浆侵入及热能上升提供了通道,可能是地热形成的主要构造因素。由于岩浆侵入活动加剧,造成地热区差异性上升运动,使壳源深部热源上移;地下水在深部循环加热后,在高海拔补给带的静水压力下沿断裂通道上升,形成地热流体。     

江苏地温水温场特征及地热异常分布规律与控制条件探讨

江苏地温分布的一般规律是：坳陷区地温高于隆起区，坳陷区中次级正向构造高于负向构造，隆起区中则相反，此外，地温随深度加大而增高，全省的第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水层中，共划盼出热水异常３５个，按平面分布的重叠性归并为２１个地热异常，其中大部分可归纳为个异常带，扬子准地台区是本省地热异常的主要分布区。     

中国深层地热能开采的地质条件评价

深层地热能是指深度大于3 000 m的地热能。我国深层地热能资源丰富,但是开采条件怎么样呢?本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,继而采用模糊数学定量计算和评估深层地热能资源开发的难易程度。该方法考虑了深层地热能开发利用中的增强地热系统(EGS)的环境安全问题,即传统的“刚性造储”可能带来的诱发地震等不利于地热能行业健康发展的因素,倡导“柔性造储”和广义EGS理念,强调储层属性和地物理场的整合,针对我国地热能分布与构造活动关系密切、地壳总体上活动性强、地应力高、地震频发等构造型地热特点,是对以往评价方法的补充和拓展。该方法充分利用了专家知识,发挥了模糊数学综合评估作用,给出的量化结果易于对比和使用,可以更好地支持决策。本文基于新的评估方法,利用现有的深部地热研究及勘探成果,评估了中国大陆地区九个区域深层地热能开发的难易程度,评价区包括西藏南北地堑系、云南西部火山型地热区、青海东部共和盆地以及东北、华北等。从本文的结果可以看出,我国深层地热能开采的地质条件复杂,开采难度较大。     

地幔热柱演化及其地热效应——华北地热异常的深部构造背景

本文在概略分析了华北盆地地热异常特征、地热异常展布规律及成热控制因素的基础上,提出华北巨大地幔亚热柱的上隆是华北地壳裂解、断陷形成与发展、以及华北地热场形成与演化的主要动力(热能)来源,并进而指出了华北断陷中二级隆坳导致的地热梯度分带是构造控热的表现形式。     

中国地下热水分布之特点及属性

本文依据我国近年来地下热水资源调研和勘探的新进展及其与有关的研究结果，简述我国地下热水形成和赋存的地热地质背景，分析和归纳构造隆起区中的温泉和中、新生代沉积盆地中的地下热水分布之基本特点，讨论主要水热带的地热学属性和沉积盆地热水的形成机制，为我国地热资源的勘探、开发和今后地球科学有关问题的深化研究提供参考。     

O,H,and Sr isotope evidence for origin and mixing processes of the Gudui geothermal system,Himalayas,China

Tho Gudui geothermal field records the highest temperature at equivalent borehole depths among the lainland hydrothermal systems in mainland China.Located about 150 km southeast of Lhasa City,the capital of Tibet,the Gudui geothermal field belongs to the Sangri-Cuona rift belt,also known as the Sangri-Cuona geothermal belt,and is representative of the non-volcanic geothermal systems in the Himalayas.In this study,oxygen-18 and deuterium isotope compositions as well as ~(87)Sr/~(86)Sr ratios of water samples collected from the Gudui geothermal field were characterized to understand the origin and mixing processes of the geothermal fluids at Gudui.Hydrogen and oxygen isotope plots show both,deep and shallow reservoirs in the Gudui geothermal field.Deep geothermal fluids are the mixing product of magmatic and infiltrating snow-melt water.Calculations show that the magma fluid component of the deep geothermal fluids account for about 21.10%-24.04%;magma fluids lay also be a contributing source of lithium.The linear relationship of the ~(87)Sr/~(86)Sr isotopic ratio versus the 1/Sr plot indicates that shallow geothermal fluids form from the mixing of deep geothermal fluids with cold groundwater.Using a binary mixing model with deep geothermal fluid and cold groundwater as two end-members,the nixing ratios of the latter in most surface hot springs samples were calculated to be between 5% and 10%.Combined with basic geological characteristics,hydrogen and oxygen isotope characteristics,strontium concentration,~(87)Sr/(86)Sr ratios,and the binary mixing model,we infer the 6 th-Class Reservoirs Evolution Conceptual Model(6-CRECM) for the Gudui geothermal system.This model represents an idealized summary of the characteristics of the Gudui geothermal field based on our comprehensive understanding of the origin and mixing processes of the geothermal fluid in Gudui.This study may aid in identifying the geothermal and geochemical origin of the Gudui high-temperature hydrothermal systems in remote Tibet of China,whose potential for geothermal development and utilization is enormous and untapped.     

沉积盆地型与隆起山地型地热系统地表地球化学异常模式差异性分析

地球化学勘探技术作为地热资源综合勘查技术之一,在地热勘探开发中发挥了重要作用。沉积盆地型与隆起山地型地热系统由于自身地质特征的不同,必然造成它们的地球化学判识指标和异常模式存在差异。目前国内外尚缺乏对这两种类型地热系统判识指标和地球化学异常模式差异性进行地质地球化学分析,导致针对不同的勘探对象在方法选择和异常解释上依据不足。以典型沉积盆地型地热系统——河北雄县地热系统,隆起山地型地热系统——安徽巢湖半汤地热系统为例,开展地球化学方法试验,建立了两种类型地热系统的地表地球化学异常模式,并从地热系统的地质因素(热源、热水、热储、通道、盖层)出发,对其地表地球化学异常模式差异性进行分析,表明隆起山地型地热系统地表地球化学异常模式为受导水断层、破碎带控制的正异常;沉积盆地型地热系统气体地球化学异常模式为受热储构造控制的正异常,微量元素地球化学异常为受氧化还原环境控制的负异常;二者在有效地球化学指标组合和异常形态上均存在差异。研究结果为不同类型地热系统勘探提供方法和理论依据。     

中国地热学研究之进展

简要回顾我国地热研究的历程，详细评述和归纳我国大地热流测试和其地抽、地球物理的函义，以及地热资料分布特点和其形成机制研究的进展，最后指出我国地热学的发展方向。