章丘北部地区地热流体水文地球化学特征及成因

济南市章丘北部地区发育有厚度巨大的晚古生代至新生代沉积地层,断裂构造和岩浆岩也较为发育,区内地热资源丰富,目前有地热井3口,均位于断裂带附近。文章利用水化学和同位素数据,分析区内地热流体的水化学特征、水−岩作用过程、补给来源、形成年龄,估算补给区高程、热储温度、热水循环深度。结果表明:研究区地热流体水化学类型为Cl·SO_(4)-Na·Ca型或SO_(4)·Cl-Ca·Na型;水化学组分主要来源于水-岩溶解作用,且具有相似的水文地球化学过程;大气降水补给,补给区高程为+563~+616 m,14C表观年龄在5.55~29.71 ka之间,均是现代水与古水的混合水;利用玉髓温标计算的热储温度为41.9~52.4℃,相应循环深度为622~1565 m;研究区为深循环-弱开放型岩溶热储,其地热水经深循环加热而形成,形成和富集受断裂构造控制明显,其为层状兼带状热储,属中低温地热资源。

山东平阴县北部地温场特征及大地热流值

山东平阴县北部近年来发现了赋存于泰山岩群基底变质岩类构造裂隙中的地热资源,分析研究地温场特征、大地热流值及岩石放射性生热条件对于预测、评估研究区地热资源形成潜力具有重要意义。根据研究区井孔测温以及水样、岩石样品的测试数据,系统分析了研究区地温场特征,计算了泰山岩群变质岩地层大地热流值及其岩石放射性生热率,并根据地下水中的SiO_(2)含量计算了研究区硅热流值。结果显示:研究区上部盖层地温梯度平均值为2.07℃/100 m,泰山岩群地温梯度平均值为2.18℃/100 m,平面上呈西低东高分布,垂向上随深度增加而增大;研究区泰山岩群变质岩地层的大地热流值低于中国大陆地区大地热流平均值,具有较低的热流背景;研究区硅热流值略高于钻孔实测数据,同时泰山岩群放射性生热率较低,属于低产热岩体。综合分析表明地温场分布主要受区域地质构造及地层结构影响,研究区地温分布总体处于正常范围,但在区域上具有相对较低的热流背景,热源方面主要为传导生热,其次为岩石放射性生热。研究成果可为研究区地热地质条件研究以及后续勘查开发工作提供基础数据和科学依据。

济南某地区裂隙岩溶地下水硝酸盐污染现状及溯源浅析

通过对历史资料的对比,揭示了济南某地裂隙岩溶地下水中硝酸根污染现状,并通过三线图法对硝酸根进行溯源分析,显示研究区地下水硝酸根含量受人类活动影响明显,并有进一步发展的趋势。相关性分析法分析结果显示地下水硝酸根含量与Cl相关,说明其与工业废水联系密切,而土壤剖面中硝酸根含量显示,土壤中硝酸根含量的顺序为:禽畜粪便污染类>污水排放污染类>垃圾堆放污染类。分析认为,研究区裂隙盐溶承压水硝酸根污染的来源主要为补给区及径流区强烈渗漏携带牲畜粪便及氮肥和农家肥的施用、生活污水、工业废水及浅层水混入。

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·SO_(4)-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^(14)C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1428~5139 m。

应用地热温标估算济南市平阴县大孙庄氡温泉热储温度

地热温标方法是确定地下深部热储温度的一种经济有效的手段,任何温标在使用前都要进行水-岩平衡判断。选取大孙庄氡温泉井6组不同时期的水化学组分分析数据,利用Na-K-Mg三角图解法及饱和指数法对矿物-流体的平衡状态进行判断,结果表明各水样水-岩之间尚未达到离子平衡状态,不适合用阳离子地热温标来估算热储温度,但可选择二氧化硅温标估算热储温度;玉髓与水反应在多数情况下要比石英与水反应更接近平衡,利用玉髓温标估算大孙庄氡温泉井的热储温度较为合理,估算大孙庄氡温泉井的热储平均温度为47.8℃。

山东平阴氡温泉水化学特征及成因分析

利用以往工作取得的水化学分析数据,对比分析了大孙庄氡温泉水和中土楼地热水水化学特征,总结了热水成因模式。结果表明:大孙庄氡温泉水和中土楼地热水水化学特征具有普遍一致的特点,仅个别离子元素存在明显差异;地热温泉水中溶质组分主要来源于水-岩溶解作用,其形成主要受地层岩性、地质构造、水动力条件等因素影响;二者虽然受不同的深部断裂构造控制,但却具有相似或相同的补给来源和水文地球化学过程。利用玉髓温标计算的大孙庄氡温泉井热储温度为44.0~45.7℃,中土楼地热井热储温度为48.9℃;研究区地热系统属于中低温深循环型基岩裂隙带状地热系统。

山东省平阴县中土楼地区地热矿水成因分析

从地热矿水地质构造背景入手,综合利用水化学及同位素测试分析、物探测量、综合测井等成果资料,对中土楼地热矿水的补给来源、热源、矿物元素来源、运移通道、储水空间及盖层等形成条件进行了分析;认为地热矿水的补给来源为大气降水,热源主要为大地热流及放射性元素蜕变产生的热量,矿物元素主要来源于水-岩溶解作用,运移通道和储水空间主要为发育规模较大的深部基底断裂构造破碎带及古风化裂隙,盖层为上部碳酸盐岩夹碎屑岩类地层。中土楼地热矿水属于中低温带状基岩裂隙型地热资源,区内基本具备地热资源形成的“源、通、储、盖”四方面条件,综合分析并总结了地热矿水的形成模式。

济南西部地区地下水水化学特征及演变机理浅析

对济南市济西水源地一个水文年地下水水化学特征进行研究发现:补给区→径流区→排泄区地下水水化学类型演化过程为SO_4·HCO_3-Ca型→HCO_3·SO_4-Ca型与HCO_3-Ca型→HCO_3-Ca型。形成地下水水化学类型这一转变的原因为从补给区到径流区岩性变化的结果。地下水水化学演变机理研究认为,岩石风化及溶解作用是形成研究区独特地下水水化学演化规律的主导自然因素。

济南市先行区浅层地下水水文地球化学特征

地下水化学特征可以反映地下水的历史演变过程。根据济南新旧动能转换先行区水质分析结果,研究了浅层地下水化学类型、离子相关性、水化学类型平面分布和剖面演化特征,结果表明:研究区浅层地下水阴离子以HCO_(3)型为主;济南段黄河水阴离子为HCO_(3)·SO_(4)型,由于黄河水侧渗补给研究区浅层地下水,因此研究区HCO_(3)·SO_(4)型地下水大面积分布;垃圾渗滤液、生活污水、工业废水下渗,导致地下水SO^(2-)_(4)、Cl^(-)质量浓度升高;禽畜养殖、农药化肥施用是导致先行区浅层地下水出现HCO_(3)·NO_(3)型水的重要因素;研究区浅层地下水化学类型复杂是蒸发作用、溶滤作用、混合作用及人类活动等多种作用复合的结果。

济南平阴氡温泉成因机理分析

从含氡温泉地质构造背景入手,利用地热调查、井温测量、测试水样同位素等手段,对平阴氡温泉的水源、热源和储集与其赋存地质条件的关系进行了分析,认为平阴氡温泉的水源为大气降水,热源主要为深部地下水对流及放射性元素衰变释放的热量,热储层为太古代泰山岩群变质岩中的构造破碎带及古风化裂隙壳。地质成因模式为:以太古代泰山岩群变质岩的构造裂隙带为主要含水层,以寒武系馒头组页岩、朱砂洞组砂岩为上部隔水层、以太古代泰山岩群致密变质岩为下部隔水层。在补给区大气降水通过岩溶管道、裂隙下渗至含水层,沿深部断裂构造线由南向北径流,径流过程中受地温及放射性元素衰变产生热量的影响,水温缓慢升高,同时地下水可有效溶解围岩中氡等微量元素。

济南市平阴县东北部地区地下水总α、总β放射性水平研究

为了调查研究济南市平阴县东北部地区地下水的总α、总β放射性水平,探索该地区的地下水放射性风险及分布规律。利用2018年6月-7月间采取的35个地下水样品的分析测试数据,依据《生活饮用水卫生标准》(GB/T 5749-2006)和《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)进行评价。研究结果表明,研究区内分别有4个样品的总α放射性水平和2个样品的总β放射性水平超出了《生活饮用水卫生标准》(GB/T 5749-2006)的指导值和《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中Ⅲ类水质的限值,占比分别为11.43%和5.71%,这些样品均位于地下水补给区和径流区。通过与我国其他部分地区地下水近十年来的总放射性水平对比,研究区总α、总β放射性水平处于这些地区的较高水平。