鄂尔多斯盆地奥陶系热水岩溶特征

鄂尔多斯盆地奥陶系深部白云岩中的溶蚀孔洞 ,其成因属于热水岩溶作用的结果。本文通过成因矿物学及Fe2 + 、Mn微量元素分析和气液包裹体测定 ,结合岩溶发育的构造背景 ,深入揭示了本区热水的来源主要为深部循环热水 ,局部尚有深部上升的热液加入 ;其热能除地温梯度加热、构造运动加热外 ,在盆地基底古断裂附近可能还有深部热源的影响而形成的中低焓地热流体。充填矿物包裹体均一温度为 15 0～ 34 9℃ ,气相成分中CO2 摩尔浓度达到44 .3%～ 5 6 .98%。Fe2 + 、Mn微量元素在鄂 6、定探 1、李华 1井、芦参 1井、陕 8井和旬探 1井白云岩中的富集 ,指示了这些井区是热水运移的主要近源区。认为热水岩溶的发育 。

滇西北衙地区热水岩溶作用及其伴生的地质灾害

报道了滇西北衙地区新发现的热水角砾岩及其显示的热水岩溶与伴生地质灾害的特征。北衙地区热水角砾岩和热水岩溶可分为4种类型和层次,即①地表相爆发—沉积作用形成的沉积凝灰—角砾岩、热水沉积鲕状灰岩与钙华胶结角砾岩;②与近地表洞穴沉积和垮塌作用有关的热水沉积砾岩和汽爆射流角砾岩;③与热水通道相蚀裂和爆破角砾化作用有关的网络状灰岩角砾岩筒和热水隐爆角砾岩筒;④深部相热水浸煮—蚀变灰岩。除深部相浸煮蚀变作用外,其余3种热水岩溶作用都可伴生和引起地质灾害。万洞山—五里排一带呈席状覆盖于第三系河湖相的砂砾岩和粘土沉积之上的灰岩质热水角砾岩为一套从陈家庄角砾岩筒滑覆过来的热水角砾岩滑体,其可能是造成金沙江古河道淤塞并使古金沙江改道和形成大拐弯的主要原因。

耦合CO_(2)脱气的岩溶地热水结垢趋势定量分析

岩溶地热系统是最具开发潜力的水热型地热系统之一,在水热型地热资源利用中,地热水结垢(尤其是井下结垢)是目前面临的最普遍、最重要的问题之一,制约着地热水资源可持续利用。针对岩溶地热水结垢趋势分析方法存在的不足,在重点考虑CO_(2)脱气这一重要过程对结垢趋势影响的基础上,利用化学热力学模拟技术构建了一种耦合CO_(2)脱气过程的结垢趋势定量分析的改进方法,并将其应用于南京汤山岩溶地热区。结果表明汤山地区地热水不具有发生SiO 2结垢的趋势;在井口有发生碳酸盐结垢趋势,主要成分为CaCO_(3);井筒中下部有发生不同程度的硫酸盐结垢趋势,主要成分为CaSO_(4),SrSO_(4),BaSO_(4)。本研究在改进结垢趋势分析方法不足的同时,为防垢除垢工作提供了理论基础和方法指导,可有力促进地热水资源的可持续利用。

东山岩溶热水资源特征及变化分析

太原东山岩溶水具有分区特征,岩溶水在补给区—径流区—深埋区,水化学类型按HCO3—HCO3.SO4—SO4.HCO3—SO4的顺序转换,水的矿化度、硬度依次增大,水温增高,SO42-含量增加.岩溶热水分布于深埋区,近年来区内岩溶热水井的涌水量呈现出不同程度的衰减.分析探讨了影响岩溶热水资源衰减的原因,认为大气降水量的减少、水源地的超采和煤矿下组煤开采的疏水降压是造成岩溶热水资源衰减的主要原因.通过岩溶热水资源的补排变化分析,得出岩溶热水资源的开采已经超量的结论.

基于水化学的北京及周边岩溶地热水形成条件研究

北京市及周边岩溶地热田地热水在由浅至深的深循环,在高水头作用下上涌的过程中,溶解了热储及围岩的岩盐、石膏等成分,并不同程度与浅部冷水混合,形成了现今的地热水水化学特征。水文地球化学与同位素特征表明,岩溶地热水的补给来源是北京市及周边山区的大气降水,北京平原区浅埋的岩溶冷水也可能形成补给。自补给区至岩溶热储深埋区,地热水的循环交替条件逐步变差,水质逐渐变复杂,变质程度逐步增高。水化学特征显示,除天竺、后沙峪和凤河营等水文地质环境较封闭的地热田外,北京市及周边大部分地热田的岩溶地热水补给条件良好,地热水的可开采资源量大。

柳林泉域滞流区低温岩溶热水的年龄分析

为了研究柳林泉域西部滞流区低温岩溶热水的年龄,在区域地质、水文地质条件调查及野外取样、分析的基础上,以滞流区横沟自流井的岩溶热水为例,利用δ~2 H(‰)、δ^(18) O(‰)、~3 H(TU)和^(14)C(pMC)同位素测年技术分析、计算并校核了该区岩溶水的滞留时间。通过分析岩溶水中~3 H和^(14)C的关系及其δ~2 H、δ^(18) O值,表明横沟岩溶水属于古岩溶水,其年龄应在10 000a以上;利用^(14)C计算并校核后的岩溶水年龄也印证了这一点,横沟1#和2#井岩溶水的^(14)C年龄分别为12 908a和9 090a。因此,横沟附近岩溶热水应属于末次冰期盛冰期内补给的古岩溶水。

山东省菏泽凸起地热田岩溶地热水水化学水平演化特征

在前人研究成果的基础上,选择A-A'和B-B'两条路径,采用Piper三线图解、Schoeller图解、Na-K-Mg平衡图解、饱和指数计算评价等方法,研究山东菏泽凸起地热田地热水沿路径上的循环演化特征。结果表明:沿A-A'、B-B'剖面岩溶冷水→岩溶热水,水化学类型由SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg·Na或SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg向SO_(4)-Ca·Na或SO_(4)-Ca演化,矿化度逐渐增大,HCO_(3)^(-)浓度逐渐减少,SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、K^(+)浓度逐渐增大,反映出岩溶冷水向岩溶热水演化的补给特征;水化学三线图上岩溶冷水、热水处在不同的区域,显示岩溶冷水向岩溶热水演化补给;距补给区由近到远,水岩作用程度逐步提高,饱和指数逐渐增大,岩溶地热水溶滤作用增强。

华北型煤田奥陶系岩溶水水文地球化学特征及其对地热的指示意义

华北型煤田奥陶系岩溶水是集水、热于一体的绿色能源,明确受煤层开采影响其补给来源、热储赋存环境、径流与循环等形成演化特征对于地热资源的勘探与开发具有重要意义。在充分了解典型华北型煤田-淮北煤田地质、水文地质及地热地质条件的基础上,采集区内岩溶地热水样品进行水化学及同位素测试并收集相关成果进行数据补充,揭示了岩溶地热水水化学成分特征及水-岩作用类型,明确了地热水补给来源,评估了岩溶热储温度及地热水循环深度,提出了研究区地热水形成演化模式。结果表明:淮北煤田岩溶地热水主要来源于大气降水补给,北部闸河矿区以直接入渗补给为主,水化学表现为HCO_(3)-Ca型,水-岩作用以溶滤溶解为主,指示该区地热水更新速率较快、循环路径短;南部宿县和临涣矿区仅在部分区域接受大气降水蒸发入渗补给并与古地下水混合明显,水化学类型多样,包括SO_(4)-Ca、SO_(4)-Ca·Mg、HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg、SO_(4)-Ca·Na、Cl·SO_(4)-Na、Cl-Na等,水-岩作用类型以溶滤溶解及阳离子交替吸附(正反向)为主并伴有脱白云石化作用,指示该区地热水滞留时间久、循环路径长,热储环境更为封闭。选用石英温标及改进的SiO_(2)温标估算该区热储温度范围34.8~69.1℃,地热水循环深度881~2281 m。淮北煤田岩溶地热水形成演化受构造控制明显,地热水循环更新能力、热储温度、循环深度以及水化学环境均存在显著空间差异,岩溶地热资源的开发和利用应综合考虑区域特点。

鄂尔多斯地块东南缘与汾渭地堑接壤地带寻找深部岩溶地热水新突破

鄂尔多斯地块与汾渭地堑的接壤地带共分布有3个岩溶水流系统,本文以处在该地带的河津—韩城岩溶水流系统为研究重点,共施工完成5眼深部岩溶地热井进行地热勘查。采用以地震勘探为主,电测深勘查、静电a卡法勘查为辅的物探方法,查明了勘查点4000 m以浅沉积的地层,在鄂尔多斯地块东南缘与汾渭地堑接壤地带(韩城地区)新发现深部岩溶地热水,结果显示:该类岩溶水赋存于奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙热储之中,热储埋藏较深,处于深部岩溶水缓慢交替带,沉积类型属盆地沉积埋藏型。该项发现更新了岩溶水缓慢交替带的赋存深度,并使得2000~3000 m以深岩溶地热水的研究成为了一个新的探索方向,填补了陕西省东北部地区开发深部岩溶地热水的空白,在韩城地区开辟了一个地热资源开发利用新区,为当地带来了极佳的经济效益和社会效益。

陕西渭北东部岩溶热水分布特征及开发利用

渭北东部岩溶水水量相对较丰，水质好，大部分地区水温在20～46℃，是可开发利用的热水资源。其岩溶水系统可划分为西部（铜蒲合）子系统及东部（韩城）子系统，断裂构造为岩溶地热水储存和运移提供了良好的通道：

古岩溶演化过程及对油气储集空间的影响——以鄂尔多斯盆地奥陶系为例

岩溶作用是水对可溶性岩石的化学溶蚀和机械侵蚀与物质的迁移和再沉积的综合地质作用以及由此所产生的地质现象的统称。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩自沉积作用开始以后,经历了沉积成岩→溶蚀破坏→溶蚀充填→溶蚀改造等漫长的多期岩溶地质作用,古岩溶形态多种多样、大小多变、组构复杂。按照古岩溶形成的条件及控制因素可以将其划分为表生期岩溶和埋藏期岩溶2大类;表生期岩溶分为同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶,埋藏期岩溶分为压释水岩溶和热水岩溶。认为古岩溶的演化过程控制着孔、洞体系的发育,对油气的储集空间的形成既有建设性又有破坏性的影响。

柳林泉域滞流区岩溶水的热源及其Na^+、Cl^-来源探讨

柳林泉域滞流区岩溶水以高温、高Na^+和Cl^-浓度为主要特征。文章在区域地质及水文地质条件分析基础上,采用化学计量学原理,判断了该区岩溶水的热源及Na^+和Cl^-的来源。结果显示:在泉域的补给区、径流区和排泄区的上青龙、龙门会、杨家港和寨东泉组,岩溶水中的Na^+和Cl^-主要来源于岩盐的溶解,其中多余的Na^+可能来自于阳离子交换、黄土中含Na^+矿物的溶解及城市污水的排放;滞流区和排泄区的刘家疙瘩泉组岩溶水中高浓度的Na^+和Cl^-也主要来自于岩盐的溶解,而多余的Cl^-可能由岩溶水中的Na^+交换吸附介质中的Ca^(2+)或Mg^(2+)所致。西部滞流区岩溶水的热源主要包括地温梯度增热、当地正常地温、岩石中放射性元素产热和石膏的溶解放热,其贡献率分别为45%、28%、20%和7%。

南京汤山温泉区地热水成因模式分析

汤山温泉是中国四大著名温泉疗养胜地之一,阐明其成因模式对于该温泉区的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定意义。基于硅-焓图解法和水文地球化学方法对其进行了系统研究,结果表明该区热储温度为90℃,岩溶热水与岩溶冷水、孔隙潜水和地表水之间在水化学和同位素组成上存在明显差异,地热井深度越大,冷水混入相对较少,地热水温度相对较高。经分析,该地热系统成因上属于中低温对流型。其补给区主要来自汤山山体（宁镇山区）及句容盆地东侧茅山山脉,循环深度为2.6-2.9 km,地热水通过汤山-东昌街断裂在浅部与区内NW向断裂、NE向断裂交汇形成温泉水。

中国含油气盆地的古岩溶成因类型

近年来,在鄂尔多斯、渤海湾、塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破,在埋藏深度约二三千米的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层.由于这类储集规律十分复杂,勘探开发有一定难度,为此从1996年起,国家"九五"重点科技攻关项目"中国大中型气田勘探开发研究(96-110)"特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究.

岩溶型地热尾水排放对周边环境的影响

根据地热井原水、排放尾水、周边地表水、浅层地下水样品全分析、有机分析及周边表层土壤重金属分析测试结果,从地热井尾水排放对周边地表水、地下水的主要离子、"三氮"、重金属、有机物及表层土壤的影响进行分析,认为:研究区岩溶型地热尾水直接排放可能导致周边地表水、浅层地下水中的SO_(4)^(2-)、TDS、NH_(4)^(+)升高;地热尾水中NH_(4)^(+)对周边浅层地下水的影响范围一般小于500m;对周边浅层地下水、表层土壤重金属含量一般无影响;地热尾水排放温度高于当地年平均气温,对周边环境可能形成轻微的热污染;地热尾水排放在各类渗透介质的弥散系数有待进一步研究。

广东省龙门岩溶热储温度计算及流体演化特征

岩溶地热系统具有巨大的能源开发潜力,广东省龙门县马星和隔陂地热异常区是两个典型的岩溶地热田.为探究热储温度及流体演化特征,基于离子比值关系、氘氧同位素、地温计等方法对其进行分析讨论.结果表明研究区为中性偏碱性低TDS的HCO_(3)型地热水,方解石类碳酸盐矿物和硅酸盐矿物溶解及阳离子交换作用共同控制了水化学演化过程.大气降水是区内地热水的主要补给来源,马星和隔陂地热田的热储温度分别约为105.0~148.0℃和101.5~131.0℃,冷水混入的体积比约为44.2%和48.5%.在热储水化学及温度特征的基础上,建立了流体演化概念模型.

鄂尔多斯盆地奥陶系热地溶特征

鄂尔多斯盆地奥陶系深部白云岩中的溶钆孔洞，其成因属于热水岩溶作用的结果，本文通过成因矿物学及Fe^2+,Mn微量元素分析和气液包裹体测定，结合岩溶发育的构造背景，深入揭示了本区热水的来源主要为深部循环热水，局部尚有深部上升的热液加入，其热能降地温梯度加热，构造运行加热外，在盆地基底古断裂附近可能还有深部热源的影响而形成的中低焓地热流体，充填充物包裹体一温度为150－368℃，气相成分中CO2摩尔浓度达到44．3％－56．98％，Fe^2+,Mn微量元素在鄂6，定探1，李华1井，芦参1井，陕8井和旬探1井热水白云岩中的富集，指示了这些井区是热水运移的主要近源区，认为热水岩溶的发育，对奥陶系内幕储层的形成具有重意义。