广东沿海新洲高盐度地热水的水文地球化学成因机制

沿海地区的高盐度地热水通常是海水侵入形成的,广东沿海新洲地热田高盐度地热水的形成却并非如此。本研究通过分析广东新洲地热田地热水的水化学和稳定同位素,探究地热水循环过程和化学组分来源。新洲地热田地下热水均为Cl-Na型,盐度较高(TDS>1700 mg/L),H、O稳定同位素显示地下热水来源于大气降水。阳离子地热温度计(Na-K-Mg、Na-K-Ca-Mg、Na-K,K-Mg、Na-K-Ca)和玉髓地热温度计评估的温度不适合作为热储层温度。石英地热温度计(最大蒸汽损失)估算热储层温度为127.1~154.0℃,最大循环深度为4339 m。PHREEQCI模拟计算的饱和指数(SI)和Na/1000-K/100-Mg1/2三角图表明,地热水的化学组分可能来源于高温条件下的水–岩相互作用。新洲地热田钻孔结果表明,深度700~750 m处为风化破碎带,并且观察到岩盐附着层,说明岩盐在地热水中溶解存在相应的地质条件。[HCO3+SO4-(Ca+Mg)]/(Na-Cl)、Na/Cl、Cl/Br、Ca/Sr、Mg/Ca离子比值结果表明,阳离子交换和海水入侵对新洲地热田高盐度地热水化学组分的影响不明显,而以岩盐溶解为主的水–岩相互作用是高盐度地热水形成的主要原因。     

地热驱动力:广东阳江新洲地热田驱动地热水运移的一种额外非重力作用的分析方法

Tóth总结提出的"嵌套式多级次水流系统",和张人权等学者归纳总结的重力驱动地下水流系统理论,是地下水运移的重要理论基础.地下水的流动可能受到重力势、压实势、构造挤压力共同作用.然而,在对流型水热系统中发现了地下水补给区位置低于排泄区的反常现象.由于温度升高导致地热水密度减小和压力增大,使得地热水的实际压力水头增大,是...     

地热驱动力: 广东阳江新洲地热田驱动地热水运移的一种额外非重力作用的分析方法

Tóth总结提出的"嵌套式多级次水流系统"，和张人权等学者归纳总结的重力驱动地下水流系统理论，是地下水运移的重要理论基础。地下水的流动可能受到重力势、压实势、构造挤压力共同作用。然而，在对流型水热系统中发现了地下水补给区位置低于排泄区的反常现象。由于温度升高导致地热水密度减小和压力增大，使得地热水的实际压力水头增大，是出现这种反常现象的物理基础。笔者定义这种额外增大的压力水头为"地热驱动力"，分析其大小与地热水温度、盐度、黏滞度的关系并给出量化计算方法。在广东阳江新洲地热田的研究实例中，地热驱动力的启动点位于地热水循环的最深处4.34 km，该处由温度升高产生的地热驱动力的标准水头为+351.59 m，由盐度增加产生的地热驱动力的标准水头为-2.78 m，总的地热驱动力的标准水头为+348.81 m。地热水温度越高，地热驱动力越大；盐度越大，地热驱动力越小。地热驱动力的额外加持作用可以加快水热系统中地下水的循环。