长白山玄武岩区地热资源赋存规律及其水化学特征研究

【摘要】：本文以长白山玄武岩区蕴含的地热资源为主要研究对象，在收集研究区内已有的气象、地质、水文地质等基础资料以及野外调查获取信息的基础上，主要从地热赋存规律、水化学特征、热储层温度估算、冷—热水混合作用等方面对长白山地区地热资源进行系统性的分析研究。 地热资源是指在目前技术、经济和地质环境条件下，能合理开发的存在于岩石中的热能和地热流体中的热量及其伴生的有用组分，是一种具有清洁、廉价等特性的可再生资源。早期开发的地热资源普遍用于洗浴，后来逐步用于取暖、温室养殖、水产养殖、疗养、旅游度假等方面。我国地热资源储量极为丰富，既拥有高温地热带，又广泛分布有中低温地下热水，拥有巨大的开发潜力和利用价值。 本次研究区位于吉林省白山市长白山玄武岩区，区域内拥有天池火山群与龙岗火山群两个著名的现代火山活动区，地热资源极为丰富。共调查4处温泉群，包括10处自流温泉，分别为长白温泉群、锦江温泉群、仙人桥温泉群、十八道沟温泉群。研究区地层由老至新主要包括太古界、元古界、古生界、中生界、和新生界，该地区主要受菲律宾板块和太平洋板块的碰撞与交替俯冲作用，形成了北北东和北东向两组大陆裂谷以及断裂系，为长白山火山群提供了良好的热储环境。长白山火山群热源属于岩浆型热源，主要来源于地壳深部岩浆房。 研究区内调查的10处温泉出露温度在35～84℃之间，除聚龙泉属于中温温泉外，其他均属于中低温温泉。水化学方面，阳离子以Na+为主，阴离子以HCO3-占优势，水化学类型多为HCO3—Na型，矿化度在1—2g/L之间，均属于微咸水。热水中偏硅酸含量相对较高，微量组分主要以锶、锂和铝元素为主。 本文采用SiO2地热温标与阳离子地热温标估算4处温泉群区域热储层温度，并通过多种判定方法确定适宜的地热温标，最终估算出研究区内热储层温度在74～169℃之间。通过绘制Schoeller图和散点图，根据图形特征分析出地下热水与冷水存在混合的可能性，利用硅—焓混合模型估算出不同温泉的热水与冷水的混合比例在12.7%～43.04%之间。 【关键词】：长白山玄武岩区 地热资源 水化学特征 热储层温度估算 冷-热水混合
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P314.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 选题依据及研究意义10-11
• 1.1.1 选题依据10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 地热资源赋存及开发利用研究11-12
• 1.2.2 地热水水化学特征分析12-13
• 1.2.3 地热温标及热储温度研究13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 研究方法和技术路线15-17
• 第二章 研究区概况17-32
• 2.1 自然地理概况17-21
• 2.1.1 地理位置17-18
• 2.1.2 区域地形地貌18-19
• 2.1.3 气象与气候19
• 2.1.4 水文19-21
• 2.1.5 生态环境概况21
• 2.2 社会经济概况21-22
• 2.3 地质条件22-29
• 2.3.1 区域地质背景22-23
• 2.3.2 区域地层基本特征23-29
• 2.4 构造单元29-30
• 2.5 断裂带30-32
• 第三章 研究区地热资源赋存规律32-41
• 3.1 温泉群分布概况32-33
• 3.2 地热赋存要素分析33-35
• 3.2.1 热源33-34
• 3.2.2 热储层34-35
• 3.2.3 盖层35
• 3.3 温泉出露处地形地貌35-36
• 3.4 温泉出露处地层岩性36-41
• 第四章 地热水水化学特征分析41-58
• 4.1 水化学特征分析41-47
• 4.1.1 主要组分41-43
• 4.1.2 次要组分43-44
• 4.1.3 微量组分44
• 4.1.4 特殊组分44-47
• 4.2 综合指标特征分析47-50
• 4.2.1 总溶解固体和总硬度48-49
• 4.2.2 总碱度和总酸度49-50
• 4.3 水化学类型50-53
• 4.3.1 锦江温泉群50-51
• 4.3.2 长白温泉群（聚龙泉）51-52
• 4.3.3 十八道沟温泉群52-53
• 4.3.4 仙人桥温泉群53
• 4.4 水溶组分平衡53-58
• 4.4.1 水溶组分计算54-55
• 4.4.2 矿物饱和指数计算55-58
• 第五章 热储层温度估算及混合作用分析58-73
• 5.1 SiO2地热温标58-59
• 5.2 阳离子地热温标59-60
• 5.3 矿物—流体化学平衡判断60-64
• 5.4 地热温标估算结果分析64-66
• 5.5 混合作用分析66-73
• 5.5.1 温泉群 Schoeller 图67-69
• 5.5.2 地热水散点图69-71
• 5.5.3 硅—焓混合模型71-73
• 第六章 结论与建议73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 建议74-75
• 参考文献75-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81-82
• 导师及作者简介82-83
• 致谢83

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