西藏高温地热田地球化学特征及地热温标应用

研究区位于西藏自治区中部,属高温地热显示区。为了解区内地热田的热储基本特征,通过收集的12个主要地热田的23组地热及地表水样品分析可知,研究区水化学类型较复杂,地表出露温度较低的脱玛、玉寨、果组地热田以Na-HCO3型地热水为主,循环较快、可更新性较好,董翁、谷露、羊八井等地表出露温度较高的地热田以Na-Cl(Na-Cl·HCO3或Na-Cl·SO4)型地热水为主。地下热水中Cl与B、Li的正相关性,显示地热流体可能来源于深部岩浆;与Sr相关性较差,体现了地下热水中的盐分主要来源于深部热液而非水-岩相互作用;与SiO2、温度的正相关性更进一步印证了研究区地热为深部热源。经阳离子地温计与二氧化硅地温计估算各地热田深部热液与热水含水层混合温度为134~256℃。基于综合分析,推测研究区玉寨地热田较谷露地热田热水可更新性强,循环途径长或热源埋深较大,地热开发利用应综合考虑各自特点。     

四川康定地热田地下热水成因研究

康定地热田位于四川盆地西缘山地和青藏高原的过渡地带,属于高热流背景上的深循环高温地热系统。本文以康定地热田地下热水为研究对象,通过采集地热田内的主要两个热显示区(榆林河和雅拉河地区)的温泉和地热井的地下热水样,进行水化学和稳定同位素测试分析,研究其地下热水的补给来源和热储温度。雅拉河地下热水的水化学类型主要为HCO_3-Na型水,榆林河地下热水的水化学类型主要为HCO_3·Cl-Na型水,均显示了深部地下热水沿断裂上涌与浅部冷水混合的特点。根据地下热水同位素的结果分析计算,康定地热田地下热水的起源均来自大气降水,雅拉河地下热水的补给高程为5 600~5 900 m,榆林河地下热水的补给高程为5 300~6 300 m,来源于南部的贡嘎山的可能性较大。榆林河地下热水具有明显的氧-18漂移现象,其原因为较高的热储温度,二氧化硅温标和阳离子温标的结果证明了这个判断,雅拉河地下热水的热储温度为172~188℃,榆林河地下热水的热储温度为192~288℃。     

胶东半岛中低温对流型地热资源水化学特征分析

胶东半岛是中国东部沿海地区中低温对流型地热资源赋存最丰富的地区之一,通过地热流体水化学特征分析可以了解其水化学及补径排特征、热储温度、地热流体循环深度及可更新能力等。本文通过胶东地区15处天然温泉地热流体及其附近基岩水体、第四系水体的常规水质分析、氘氧同位素、地热流体γNa/γCl、γSO4/γCl比值及管道模型和断层带模型计算流体循环深度等方法,得知胶东地区地热流体水化学类型主要以Cl- Na、Cl- Na·Ca型水、HCO3·SO4- Na、SO4·HCO3- Na型水为主,矿化度0. 45～7. 68g/L,pH 7. 3～8. 63。地热流体主要来源于大气降雨入渗补给,且与地热田周边的浅部地下水体无水力联系,均为深循环径流补给的地热流体,循环深度主要分布在1. 5～10km之间,属中深循环地热流体。研究区地热流体均未达到水岩平衡状态,对于地热流体γNa/γCl、γSO4/γCl比值普遍较大的地热田,其对应的地热流体循环深度相对较浅,表明地热流体水动力环境封闭性差,可更新能力强,地热流体处于不断的补给- 径流- 排泄的过程,部分地热田γNa/γCl、γSO4/γCl比值接近海水,是由于地热流体循环深度深、时间长,地热流体进行了大量的脱碳酸作用。本文对胶东地区中低温对流型地热流体的水化学特征分析将有助于增强人们对该类型地热资源形成机理的认识。     

咸阳地区地热水化学特征分析

在研究咸阳地区地质和地热背景条件基础上,探讨了地热水的主要化学成分特征和形成机制。分析结果表明:热水属深循环高温高氟高矿化热水;水化学类型以Cl-Na、Cl·HCO3-Na、HCO3-Na、HCO3·SO4-Na、SO4·HCO3-Na、HCO3·Cl·SO4-Na等类型为主,地热水与渭河北岸断裂及其次级断裂关系密切。     

柴北缘大柴旦地区地下热水成因：来自水化学及氢、氧、锶同位素的约束

为探究柴达木盆地北缘的大柴旦地热田的水化学特征及成因模式,本文对研究区14组地下热水进行了水化学组分和同位素(δD,δ¹⁸O,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr,³H)分析。结果表明,大柴旦地下热水出露温度为52～74℃,溶解性总固体浓度(TDS)为959.8～1451.3 mg/L。地下热水的水化学类型为Cl-Na型,区内地下热水的水化学成分主要来源于蒸发岩和硅酸盐矿物的溶解;氢、氧稳定同位素特征表明,大气降水及冰雪融水是地下热水主要补给来源,且部分温泉有岩浆水的补给,估算的补给高程为3591～4374 m。³H测年结果表明,区内地下热水主要由1952年之前的古水补给、蒸发作用和水-岩反应增强导致。XSWQ-06和XSWQ-07样品有明显的氧漂移。基于SiO₂地热温标、多矿物平衡法和硅焓模型估算出的地下热水的热储温度为171～227℃,循环深度为4.7～6.9 km。该地区地热资源具有较大的开发利用潜力。     

运用H、O同位素资料分析地下热水的补给来源——以鲁西北阳谷-齐河凸起为例

通过对阳谷-齐河凸起地下热水的化学成分、同位素及其地热地质条件的分析,对这一地区的地下热水的补给来源进行了研究。本区地下热水的δD为-65‰～-80.67‰,δ18O为-9.2‰～-10.2‰,均分布在全球雨水线的附近,说明该区地下热水主要为大气降水成因。济南北地热田地下热水的补给高程为256m,此范围大致相当于济南南部山区及其以南的泰山北麓;聊城东地热田地下热水的补给高程为411m,此范围大致相当于泰山山脉及其周边的中山区。聊城东地热田地下热水的2H过量参数d明显低于济南北地热田,说明聊城东地热田地下热水的补给区比后者更远。     

北京奥林匹克公园—北苑家园地区地热水流体地球化学特征和形成时代分析

北京奥林匹克公园地区是北京一个新的地热资源区。通过地热水流体地球化学、氢氧同位素、氚同位素和14C测年等数据,结合该地区地质和地热地质背景,对该区地热水的地球化学特征和形成机制进行了分析探讨。该区地下水水化学类型以碳酸、硫酸、盐酸钠型水(HCO3--SO24--Cl--Na+)为主,亦有少量硝酸、重碳酸、钙镁型水(NO3--HCO3--Ca2+-Mg2+)。地下热水不具有现代大气降水的补给特征,其径流状态与区域断裂系统有关,是介于地热源水和深层地下冷水之间的混合型地下热水,地热源水大约形成于20000～30000aB.P.。该区地热水具有较高的开采利用潜力。     

青海西宁城南新区杜家庄地热田地下水的地球化学特征

依据青海省西宁市城南新区杜家庄地热田DR2005地热井地下热水的水化学资料,采用兰格利厄—路德维金图解法、同位素水文学方法、地球化学温标法等,对杜家庄地热田地下热水的补给机制、地下热水年龄、地热资源潜力等关键问题进行分析。分析结果表明杜家庄地热田地下热水源于大气降水入渗补给,但仍有现代冷水补给,地热田下部还存在着远高于DR2005地热井开采段温度的热储。依据研究区地热地质条件具可比性的地热生产井水化学动态观测资料推断,随着DR2005地热井开采时间的延续,地下热水水质将向淡化的方向发展。研究结果为杜家庄地热田的开发利用提供水文地球化学依据。     

西藏日喀则市查孜地热田水化学及同位素特征研究

查孜地热田位于青藏高原西南部。通过野外地质调查及地热钻孔揭露,发现该地热田具有较好的地热资源开发潜力。对该地热田地下热水的水文地球化学及同位素特征开展研究,发现地下热水为HCO₃-Na型; 热水与冷水的离子浓度存在差异,显示二者具有不同的物质来源,但又具有一定的水力联系。热水中的δD和δ¹⁸O同位素特征表明: 该地热田地下热水的主要补给来源为大气降水和冰雪融水,补给海拔为5 652 m以上; 大气降水和冰雪融水下渗并与沿断裂破碎带向上运移的地热流体混合后形成地下热水。断裂破碎带不仅是温泉的主要通道,也是地热流体的储集场所,地热田热水在地下运移滞留至少41 a。据SiO₂地热温标估算得出,该区地下热储温度为148.18 ~153.49 ℃,天然放热量为2 264.33×10¹² J/a。     

同位素方法对西八千地下热水的成因分析

辽宁凌海西八千地热田位于下辽河盆地的西部边缘地带,属新生代沉积盆地热传导型地热。为取得相对高温地下热水,确定开采热储层为古近系沙河街组三段、四段的砂岩和砂砾岩含水层。采取1组地热水样进行了稳定同位素(18O、2H、)和放射性同位素(14C、3H)的检测。应用HO、3H、14C等同位素方法对地下热水成因进行分析,得出其地下热水是由早期的沉积水和近期大气降水经迳流补给的水混合而成的。     

九龙县磨房沟温泉水文地球化学特征及成因浅析

磨房沟温泉为上升泉,其热水水化学类型为HCO3-Na型,矿化度较高,属高矿化度水;温泉水中Na＋、Cl-含量远远高于浅层地下水中的含量,说明温泉地热水循环深度大、径流途经长、在地下贮存时间久、淋滤溶蚀作用强烈;温泉水主要接受大气降水补给,通过地热增温,其成因模式为大气降水补给的断裂深循环型地热系统。     

西藏羊八井现代地下热水系统硫矿的成矿作用

通过对羊八井盆地地热流体的地球化学、气体成分、同位素特征以及泉华、岩矿等资料的研究 ,确认该地下热水溶液中的水主要来自大气降水 ,部分来自深部 ;矿质大部分源自对围岩的淋滤和溶解 ,少部分物质 ,如易挥发成分则与岩浆体有关 ;热源则由地壳浅部岩浆体供给。根据羊八井地热水成矿作用特点和矿化分布规律 ,提出成矿区主要位于地热流体卸压排泄系统成矿的论点 ,并建立了羊八井盆地地热水系统成矿概念模型。地热田内自然硫及其它硫化矿物的形成过程中微生物起着重要的作用     

西藏羊八井地热田水热蚀变的时空演化特征

西藏亚东—谷露裂谷北段的羊八井地热田是我国著名的高温地热田,研究其水热蚀变的时空演化有助于更好地认识藏南地热的发育特征。通过对羊八井地热田及其水热蚀变岩开展地表调查、显微特征与X衍射分析等工作,总结了其主要蚀变类型特征,划分出黄褐色蚀变中心带、灰白色中强蚀变带、灰白色中等蚀变带和浅灰白色弱蚀变带4个不同的水热蚀变带,并区分出红褐色—黄褐色蚀变期、灰白色蚀变期和淡黄色—灰色蚀变期共3期蚀变。研究结果揭示,羊八井地热田高温地热活动中心一直在北区硫磺沟区域,其水热蚀变活动主要受亚东—谷露裂谷内部的活动断裂构造控制,并与断裂构造活动具同步性;地热水的排泄方式早期为沿北东向断裂构造直接排泄,晚期为经浅层第四系径流后再排泄,由直接排泄向间接排泄转变;中高温地热水的排泄区由北区硫磺沟地区向南区藏布曲迁移。根据研究结果推断,硫磺沟区域的北东向断裂与北西向断裂交汇区可作为羊八井热田北区深部地热勘查的主要方向。     

云南石林盆地地热地质特征及成因分析

结合石林盆地地热异常及地热钻孔资料,对石林盆地地热田的热储构造条件、地热地质特征及地下水化学特征进行研究,该地热田热储层为元古界震旦系白云岩、白云质灰岩,热水径流特征和地温场特征受九乡石垭口断裂、牛头山古陆控制。钻孔资料显示,地温梯度为(1.5~4.8)℃/100 m,地热类型为深循环层状地热田,地下热水水化学类型为HCO3-Ca。从水文地质条件看,地下热水补给有限,应控制地热水的开发利用。     

羊八井地热田水文地球化学特征

西藏羊八井地热田热流体化学成分主要是以氯化钠为主的地下热水.在地热田未开采的深部,地热流体是处于高温高压过饱和的液相状态,其中溶解有大量的CO_2、H_2S等气体.当地热流体从地下深部往地表上升过程中,由于压力、温度迅速降低,地热流体变成了三相,详见表1.液相—流出井口的地下热水或出露地表的温泉水;气相—溶解气体因压力降低而     

锂同位素地球化学在地热流体水岩反应中的应用——以川西现代富锂热泉研究为例

高温流体的化学组成及同位素特征是深部环境信息的重要载体.本文基于锂同位素地球化学方法系统分析了川西现代热泉地热流体的水化学特征、水岩反应过程、补给来源、水岩反应温度及循环深度.研究结果显示,茶洛热泉水化学相类型为HCO3-Na型,与地表水和冷地下水的HCO3-Ca型存在明显区别.利用锂同位素温标估算茶洛热泉的水岩反应体...     

西藏羊八井地热田水热蚀变的时空演化特征

西藏亚东—谷露裂谷中—北段的羊八井地热田是我国著名的高温地热田,研究其水热蚀变的时空演化有助于更好地认识藏南地热的发育特征。通过对羊八井地热田及其水热蚀变岩开展地表调查、显微特征与X衍射分析等工作,总结了其主要蚀变类型特征,划分出黄褐色蚀变中心带、灰白色中强蚀变带、灰白色中等蚀变带和浅灰白色弱蚀变带4个不同的水热蚀变带,并区分出红褐色—黄褐色蚀变期、灰白色蚀变期和淡黄色—灰色蚀变期共3期蚀变。研究结果揭示,羊八井地热田高温地热活动中心一直在北区硫磺沟区域,其水热蚀变活动主要受亚东—谷露裂谷内部的活动断裂构造控制,并与断裂构造活动具同步性;地热水的排泄方式早期为沿北东向断裂构造直接排泄,晚期为经浅层第四系径流后再排泄,由直接排泄向间接排泄转变;中高温地热水的排泄区由北区硫磺沟地区向南区藏布曲迁移。根据研究结果推断,硫磺沟区域的北东向断裂与北西向断裂交汇区可作为羊八井热田北区深部地热勘查的主要方向。     

湖北京山地区地热田地球化学特征及热源分析

依据采自京山县地热田JR5~JR9井水化学特征和同位素分析,确定其补给源和径流路径;JR7井30年来水化学的变化与冷热水混和、地热流体温度降低有关;通过对井JR5~JR8选择钾、镁、二氧化硅地球化学温标估算热储温度,SiO2温标与钾、镁温标评价结果基本一致,地热田热动力平衡温度为99~108℃,热储深度约在744 m;同位素示踪研究表明地热田补给源来自大气降水,补给高程应在800 m以上;根据氚的半衰期估算,其径流时间40~60年;从区域地质条件分析,地热流体的补给区位于距地热田西北约60 km的大洪山区,区内玄武岩流活动和喷发给地热田带来的了大量的热能;京山深大断裂为地下水提供了运移通道,经深循环加热后,在汤堰畈附近富集,形成地热田。     

山西省地热资源规律及其地质背景研究

中国大陆蕴藏丰富的地热资源,山西省局部地热异常特征明显。通过收集山西省典型地热区域流体数据,选取典型钻孔分析,探讨并总结山西省地热资源赋存规律和成因机制,为后期地热资源勘探及开发利用提供重要参考依据。通过分析研究结果得出以下几点认识：山西省水热型地热储层水温分布在28～78℃,北部以太古代花岗片麻岩为主,中部以古生代灰岩为主,南部以古生代碳酸盐岩为主;北部热源主要来自花岗岩中放射性元素衰变产生热量,中部和南部热源受地幔上隆及岩浆活动影响;省内深大断裂构成地下热水运移通道,热传导性较好;第四纪和第三纪松散层为省内地热良好的保温盖层,岩性以粘土、砂质粘土及砂层为主。结合前人水文地球化学研究成果,认为山西省地热水pH值呈弱碱性,其中Sr、Li、SiO₂与Cl大体上存在正相关关系,大部分地热水氚含量小于1TU,水源主要为大气降水补给,部分地热田出现δ¹⁸O漂移,氧同位素交换作用显著。     

西安凹陷热储流体环境同位素研究

为了了解西安凹陷地下热水的补给循环及其赋存环境特征,对西安凹陷地下热水D、^18O、^13C、^14C、^34S分布特征进行了测定与分析。研究表明：西安城区地下热水中环境同位素δ（^180）、δ（^13C）、δ（^34S）的分布规律与其所在的关中盆地存在相反趋势,指示西安城区地下深部存在欠压实作用,表明西安是一个年轻的快速沉积盆地或其深部存在开启性断裂。通过水化学分析表明西安地区主要水化学类型为SO4-Na型,咸阳主要为Cl—Na型,指示咸阳地区的地质环境更为封闭。根据补给高程计算,西安、咸阳城区地下热水补给来源分别为秦岭和北山末次冰期高山雪水补给。