四川巴塘地热田水文地球化学特征及成因

地下热水的地球化学特征能够揭示深部地热过程。川西巴塘地区域地热资源丰富,但当前研究程度较低。为进一步查明川西地区地热资源赋存状态及热源来源,揭示热循环机理,定量评估研究区热储温度、冷水混入比例、热循环深度等,利用巴塘热坑和巴塘热水塘两处地热田共20组温泉水样进行水化学分析和氢氧同位素分析,进行定量计算,并分析巴塘地区地下热水的演化过程。结果表明:巴塘地区地下热水主要为HCO3—Na型;水中Sr2+、Li+和F-与Cl-的相关性不佳;主要受大气降雨补给;冷水混入比例为64%~68%,未混入冷水时深部热储温度为218~229 ℃,热储循环深度4 546.32~4 777.89 m;Na+、HCO-3、SiO2浓度在热水循环过程中变化相对较大。说明Sr2+、Li+和F-只来自于水岩作用的矿物溶解,且该地区地下水补给主要来自于大气降水,川西地区地热水于围岩发生水岩作用,进行离子交换,在完成一系列水化学作用及水岩作用后,升至地表,最终形成温泉水。研究成果可为川西巴塘地区地热研究提供数据支撑及理论支持,同时也为川西整体区域地热研究提供方法借鉴,为研究区地下水开发利用研究提供参考。     

喜马拉雅山南地区地热水和钙华地球化学特征与成因机制

喜马拉雅山南地区拥有丰富的地热资源。开展地热水和钙华成因机制的研究,有助于了解地热资源特征和古气候变迁信息,对丰富山南地热资源的系统性研究和青藏高原气候环境变化研究均具有重要理论意义。本文以喜马拉雅东段山南地区的邛多江、古堆和曲卓木的三个温泉为研究对象,通过采集温泉地热水和钙华数据,综合分析了地热水水-岩作用特征、热储温度估算、补给来源追溯和温泉钙华的成因类型、形成年代、古气候意义等。结果表明：邛多江温泉的水化学类型为HCO₃·Cl-Na·Ca型;古堆日若沸泉的水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Na型;古堆茶卡沸泉的水化学类型为Cl-Na型;曲卓木热泉的水化学类型为Cl·SO₄-Na·Ca型。温泉地热水中的阴阳离子来源主要是硅酸盐岩的溶解以及部分碳酸盐岩和盐岩的溶解。由于温泉地热水均未达到水-岩平衡状态,利用石英地热温标得出浅部热储温度为129～148℃,利用硅-焓图解得出深部热储温度和冷水混合比例为181～221℃和58%～65%;氢氧同位素显示地热水补给高程为4467～5303 m。在山南地区,地热水受到高海拔大气降水和冰雪融水的补给,通过主要断裂构造运移到深部加热并在高温高压下沿着裂隙、节理上升,然后与浅层冷水混合,最后沿浅部地表松散破碎带出露形成温泉。温泉钙华CaO占比43.43%～56.66%,且显示出轻稀土元素富集的特点;δ¹³C指示温泉钙华为热成因,钙华中的碳主要来自于深部碳酸盐岩的变质成因,仅古堆日若沸泉有部分地幔碳;¹⁴C测年显示钙华的年龄为21280±70～43500年,Mg/Ca、Mg/Sr比值指示降雨量在43.50 ka年由峰值迅速减弱,并在42 ka～21.28 ka年期间降雨量又逐渐增强。     

天津滨海新区深部地热流体水文地球化学特征

通过近几年滨海新区深部热储的勘探开发,对古近系东营组和蓟县系雾迷山组的认识也逐步加深。从水化学特征、热储温度、水文地球化学作用方面对东营组和雾迷山组地热流体展开分析,为进一步开发利用深部热储地热资源提供了依据。宁河凸起雾迷山组补给较为充分,东营组赋存环境较封闭,东营组地热流体属于“平衡水“;地热温标计算出的雾迷山组热储平均温度约126℃,东营组热储平均温度100 ℃,两者均源自大气降水,东营组地热流体与岩石交换时间更长些,循环能力更弱,深部地热流体径流方向自NE向SW向,径流过程主要发生了溶滤作用、阳离子交换、沉淀作用及混合作用。     

山西晋祠泉域水文地球化学特征及成因

该文介绍了晋祠泉域的地质、水文地质、水化学及水文地球化学特征,并根据泉域内采集的125个水样的水化学成分,采用聚类分析的Q型分析方法进行了水化学分类。泉域地下水从补给区到排泄区,水化学类型由HCO_3—Ca·Mg型演变为SO_4—Ca·Mg型,反映了该泉域具有硫酸盐含水介质的水文地球化学环境及排泄区岩溶水过量开采而导致的硫酸盐加快溶解的趋势。     

山东平阴地热水水文地球化学特征及成因分析

山东平阴目前已有的3眼地热井水中均富含丰富的理疗矿物元素,具有较高的理疗价值。利用以往工作取得的水化学分析和同位素分析数据,分析了地热水的水化学特征、补给来源、形成年龄及水-岩作用过程,对热储温度、冷水混入比例与热水循环深度进行了估算。结果表明: 研究区地热水水化学类型均为Cl·SO4-Na·Ca型; 补给来源均为大气降水,补给高程为274~277 m; 地热水样品14C表观年龄为15.81~7.01 ka,是以“古水”为主的混合水。地热水虽然赋存于不同的隐伏基底断裂带中,但地热水中溶质组分主要来源于硅酸盐矿物的溶解,其形成具有相似的水文地球化学过程。利用玉髓温标计算的热储温度为46.2~54.4 ℃; 根据硅-焓模型估算的热储温度为121~122 ℃,冷水混入比例为0.76~0.88; 地热水循环深度为1 428~5 139 m。     

藏北温泉盆地地热田水文地球化学特征研究

藏北温泉盆地地热资源丰富,但研究程度较低。为查明温泉盆地地热资源赋存状态及热源来源,揭示热循环机理,定量评估研究区热储温度、冷水混入比例、热循环深度等,利用温泉盆地地热田共18组温泉水样进行水化学分析,进行定量计算。结果表明：温泉盆地温泉水水化学类型主要为Ca-HCO3?SO4型。温泉盆地地下热水在向上运移过程中,受浅层地下水的混合作用影响,使得热水变为“未成熟水”。温泉水中文石、方解石等钙质热液的饱和度指数大于0。热储温度60.93~96.52 ℃,热循环深度3 238.06~5 215.28 m,冷水混入比例在20.97%~70.19%之间。硅-焓模型计算出未混入冷水时深部热储温度在81.94~167.26 ℃之间,热储循环深度4 405.56~9 145.56 m。     

四川昭觉竹核温泉水文地球化学特征及成因

四川昭觉县作为国家级贫困县,位于甘孜—新龙—理塘地热带的延伸区域内,拥有丰富的地热资源,但利用率低。为了揭示川西甘孜—新龙—理塘地热带热循环机理,助力当地的扶贫攻坚,合理开发利用地热资源,选择四川昭觉竹核温泉为研究对象,对其进行水化学和稳定同位素测试分析。结果表明:竹核温泉的水化学类型为HCO₃-Na型,补给区的温度约为14.71 ℃,补给高程为3 345~3 560 m;采用SiO₂地热温标法计算出热储平均温度为95.41 ℃,利用混合模型和硅-焓图解法估算出大温泉的混入冷水比例分别为77%、75.95%,小温泉的混入冷水比例分别为81%、78.61%,储热循环的深度范围为3 426.38~3 766.81 m;竹核温泉受木佛山断层和竹核断层等断裂带控制,在地热深循环的过程中与浅层冷水发生混合,与围岩发生水-岩反应,出露地表形成了以“大温泉、小温泉”为中心的中-低温地热资源。     

贵州息烽温泉水文地球化学特征及地质成因研究

息烽温泉为贵州百年名泉,通过收集整理多年水质分析资料,系统阐述了温泉水文地球化学特征;采用同位素化学方法,分析了温泉补给来源、形成年龄及高程效应;利用Na-K-Mg三角图解判断温泉水属未成熟水,采用Si02地热温标法估算出温泉热储温度为101.92℃,热流体循环深度超过2 500m;在综合分析基础上,提出息烽温泉地热水循环于洋水背斜西翼深埋藏于地下的震旦系上统灯影组Zbdn、板溪群清水江组Ptbnbq地层中,热流体从南西向北东径流,在息烽温泉处受F1断裂阻隔而沿断层带上升,在"低势点"出露成泉的地质成因模式。     

贵州息烽温泉水文地球化学特征及地质成因研究

息烽温泉为贵州百年名泉,通过收集整理多年水质分析资料,系统阐述了温泉水文地球化学特征;采用同位素化学方法,分析了温泉补给来源、形成年龄及高程效应;利用Na-K-Mg三角图解判断温泉水属未成熟水,采用Si02地热温标法估算出温泉热储温度为101.92℃,热流体循环深度超过2 500m;在综合分析基础上,提出息烽温泉地热水循环于洋水背斜西翼深埋藏于地下的震旦系上统灯影组Zbdn、板溪群清水江组Ptbnbq地层中,热流体从南西向北东径流,在息烽温泉处受F1断裂阻隔而沿断层带上升,在"低势点"出露成泉的地质成因模式。     

菏泽凸起池下热水的水文地球化学特征及成因分析

在分析地下热水水评论地球化学特征的基础上,对菏泽凸起地下热水的化学成分形成和演化过程进行了研究,并利用水文地球化学方法、同位素分析方法及古水文地质条件分析方法对菏泽凸起地下热水的成因进行了探讨。认为菏泽凸起地下热水为大气降水起源的入渗变质水。     

西藏搭格架高温热泉中砷的地球化学异常及其存在形态

西藏搭格架高温热泉是我国大陆少有的大型间歇性喷泉,砷元素作为对人类威胁极大的环境问题普遍存在于热泉之中,搭格架高温热泉中砷元素质量浓度最高已达到了9.75 mg/L,其对地表水和浅层地下水的污染不容忽视。硫代砷是富含硫化物热泉中砷的存在形态之一,鉴于国内相关研究较少,本文对西藏搭格架地热区的热泉样品进行了水化学分析,并利用水文地球化学模拟软件PHREEQC开展了对热泉中砷元素存在形态的地球化学模拟。结果表明：西藏搭格架热泉中砷元素的存在形态有亚砷酸盐、砷酸盐和硫代砷,其中亚砷酸盐与砷酸盐是砷的主要存在形态,且在pH影响下两者之间存在相互转化关系;各种硫代砷按质量浓度由高至低依次为一硫代砷酸盐、三硫代砷酸盐、二硫代砷酸盐、一硫代亚砷酸盐、四硫代砷酸盐;硫代砷形态占总砷浓度比例主要受热泉中硫化物质量浓度、Eh（氧化还原电位）和pH等因素的控制,在硫化物质量浓度总体偏低的情况下,硫化物质量浓度的上升可促进其他形态的砷向硫代砷形态转化,强还原性环境有利于硫代砷形态的存在;此外,在中性环境下,硫代砷占总砷浓度比例随pH上升亦有上升趋势。     

威海市七里汤地热田特征及其成因机制

为保护威海市七里汤地热温泉,笔者通过地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查等方法探讨了七里汤地热田的水源、热源、地温场、聚热模式、水热运移通道等要素,建立了地热田成因概念模型,揭示了其成因机制。结果表明：①地热水水化学类型以SO4·HCO3–Ca·Na和HCO3–Na·Ca型水为主,水质动态较为稳定。②热水主要补给来源是大气降水,大气降水入渗后沿着横口–杨格庄深大断裂深循环到地下约为2276 m,水温加热至114.39℃左右,在断裂交汇处再沿着破碎带上涌溢出地表成泉。③入渗地下水沿着断裂构造带往深部运移过程中不断吸取围岩中的热量,地热田温泉成因类型为深循环–对流型。④七里汤等胶东温泉地热田均受断裂控制,地热异常区的面积不大,地热田规模小,虽然胶东温泉地热具有良好的开发市场前景,但必须控制开采,以免过量开采造成资源枯竭、热水温度下降。研究成果对威海地区地热资源开发利用有一定指导意义。     

色达—松潘断块温泉水文地球化学特征及成因分析

为查明色达—松潘断块地热资源赋存状态及热源来源,以四川黑水县内3处温泉(热水塘、上达古、卡龙沟)为研究对象,采集温泉水样进行水化学分析和同位素测试,研究地热水的补给来源和热储温度。研究结果显示,热水塘温泉的地下水化学类型为HCO₃-Na型,上达古温泉和卡龙沟温泉的地下水化学类型为HCO₃-Ca型,补给水源主要为大气降水,补给高程分别为5 121 m、3 890 m、3 921 m。结合矿物饱和指数,采用SiO₂地热温标计算3处温泉的热储温度,分别为119.036 ℃、49.034 ℃、30.215 ℃。综合分析认为研究区地下热水的成因主要为大气降水经高山补给区入渗至储集层,吸取地下深部向上传导的热量和放射性元素衰变释放的热量,并与围岩发生水-岩作用形成地下热水,在断裂发育部位热水沿断裂带向上运移,最后在地表出露形成温泉。     

新疆塔什库尔干县曲曼地热田地下热水同位素研究

新疆塔什库尔干县曲曼地热田位于帕米尔高原中东部的塔什库尔干谷地北段,钻孔揭露最高温度162℃。文章测定了曲曼地热田地下热水和地表水样品中的氢、氧、硫、氦等同位素,结合B、Br、Cl等地热地球化学特征,对地热田的补给来源、补给区高程和气温、热源、循环特征等进行了分析。测试结果显示:地下热水中δ¹⁸O为–8.00‰～–10.77‰, δD为–72.50‰～–82.12‰, δ³⁴SCDT为21.10‰～23.76‰;其他水体中δ¹⁸O为–10.50‰～–13.03‰,δD为–81.68‰～–93.87‰,δ³⁴SCDT为1.16‰～7.05‰; ⁴He值为0.01×10^–4,³He/⁴He为0.397 Ra;地下热水中B含量为2.6～13.1 mg/L。对数据进行分析后得到以下结论:(1)曲曼地热田δD-δ¹⁸O分布在大气降水线下方且具有向右上方延伸的特点, TDS值为1～4 g/L, r Na...     

青海省贵德扎仓寺地热成因机理及开发利用建议

本文通过卫星热遥感影像及航磁、重力异常的宏观性解译热异常空间分布特征,野外实地调查温泉的出露条件和水化学特征,分析研究青海省贵德扎仓寺温泉的热源通道、入渗通道,从而讨论其成因机理和开发利用前景。研究结果表明:扎仓寺温泉泉口温度为93.5℃,与当地气压有关;大气降水和热水沟上游沟谷水为补给源,近东西向张裂为入渗通道,中三叠统砂板岩与印支期花岗闪长岩(γδ₅²)接触变质带为径流通道(热储层),中三叠统砂板岩为盖层,北北西向热光断裂(F₁)为热源通道,属断裂-深循环地热类系统类型;径流通道(热储层)温度可达136.0℃,具备蒸汽发电示范背景条件,而F₁断裂带附近2000 m深度温度可达195.0℃,具备干热岩开发利用前景。     

山东半岛温泉的地热属性及其特征

从山东半岛所处的板块构造位置和局部的控热构造入手，根据地热传导的理论，对山东半岛温泉的地热属性进行研究分析，认为山东半岛温泉地热属性为濒临板缘高温地热带的板内中低温地热系统，它以偏高的大地热流值为地热背景，以局部控热构造聚敛的大地热流为热源，以地形高差影响和相应的水力压差作用为动力，入渗的大气降水吸收岩石中的热量而被加热，并沿断裂出露形成温泉地热水。以此建立起温泉的构造模式。     

青海省同仁县麦秀林场地热田成因浅析

在分析同仁县麦秀林场地热田的水热补给来源、循环途径及排泄特征的基础上,依据其所处区域的地质构造条件,建立储热概念模型,分析其建立的热储概念模型,发现其地热田规模较大,具有稳定的大气降水补给源,热流体温度高,矿化度低,含多种有益成分。为该区地热资源的计算及下一步开发利用提供了理论依据。     

搭格架温泉水化学特征及其约束因素研究

搭格架地热区温泉水DJ1-DJ116号样品于2009年采集,阳离子及微量元素含量采用ICP-OES法测试,Cl-含量采用滴定法测试,其余阴离子含量采用紫外-可见光分光光度法测试。通过对温泉水化学指标的分析,研究温泉的水化学特征及约束因素。其温泉水化学类型为HCO3-Na型,平均矿化度为1 524 mg/L,具有较高的Na/Cl值,温泉水演化程度较高,为完全平衡水,热储中的水岩反应达到了平衡状态.温泉水中PO2极低,PCO2较高;大部分温泉水中玉髓、石英和无定形态SiO2三种硅质热液矿物的饱和度指数大于0。K-Na温标计算热储平均平衡温度为251.36℃;泉水中的Na＋、K＋离子活度主要受到钠、钾长石的约束。微量元素组合表现出花岗岩源的特征。总体上搭格架地热区温泉水化学特征受到区域地质背景的约束。     

河北北部四处温泉的水化学特征及成因分析

以河北北部承德地区的4处温泉,漠河沟温泉(A10)、三道营温泉(A11)、山湾子温泉(A12)和北大坝温泉(A13)为研究对象,根据2010年与2018年的温泉水样测试数据,分析温泉的水化学特征,并总结其成因模式。研究区出露地层主要有中新元古界、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和新近系以及第四系,并伴随有大量侵入岩岩体。温泉的出露温度为36~75 ℃,pH值为7.2~8.2,TDS均小于1 g/L。研究区温泉阳离子均以Na⁺占绝对优势,毫克当量百分数在90%以上,阴离子主要以HC {\mathrm{O}}_3^{-}和S {\mathrm{O}}_4^{2-}为主,4处温泉的水化学类型分别为SO₄·HCO₃-Na型、HCO₃·SO₄-Na型、HCO₃-Na型和SO₄·HCO₃-Na型,且温泉的偏硅酸和F^-含量高。研究区温泉稀土元素总含量(∑REEs)为0.030~15.525 μg/L,主要以碳酸盐络合物和F的络合物形式存在;地下热水的稀土元素球粒陨石标准化配分模式较为平缓,轻稀土元素略显富集。研究区温泉水补给主要源于大气降水,利用 SiO₂ 温标估算的温泉地下热储温度为85~125 ℃,地下热水经深循环后通过接触带、破碎带或导水断裂上升出露地表。