从水化学观点分析天津市地热流体成矿规律

【摘要】：本文选择团泊西、北辰、大寺新家园～海河教育园三个重点区，从水化学观点对天津市地热流体的成矿规律进行了分析。重点论述了地热流体的水文地球化学特征和规律，进而分析其迳流方向和补给来源，刻画水化学场的空间分布规律。 重点区地热资源属沉积盆地型断陷坳陷中低温地热资源，从中元古界到新生界沉积了一系列的储水地层，分为孔隙型热储和岩溶裂隙型热储两个热储类型。孔隙型热储包括明化镇组和馆陶组；岩溶裂隙型热储包括奥陶系、寒武系昌平组和蓟县系雾迷山组，各区发育热储层情况不一。在天津地区，新近系和基岩地热流体均具有明显的水化学水平分带规律，自北向南，地热流体的矿化度逐渐增高、水质类型由重碳酸钠型逐渐变为成分复杂的氯化物型。通过地热流体矿化度与取水段埋深散点图分析得出，孔隙型地热流体的矿化度与埋深存在着正相关关系。因为越向深处，更高的热储层温度使地层中的化学元素更多地溶于地热流体中，从而导致矿化度增高。通过Na-K-Mg平衡图，得出相对于其他储层，奥陶系岩溶裂隙更为发育，在垂向上受到上覆和下伏储层的补给，尤其是在一些深大断裂附近，极有可能存在大的径流通道。通过HCO3-Cl-SO4平衡图可以推断地热流体的成因类型，推断岩性及岩溶裂隙发育情况并不是造成重点区水质差异的主要因素。通过地热温标，推断出重点区奥陶系地热流体的热储温度范围大约在73℃～125℃之间。 此外，还收集了大量地热流体、雨水以及地表水的同位素数据，应用同位素地球化学方法，定性或定量地解决地热流体的起源和成因，区分补给源区和补给高程：明化镇组热储层年龄在16.83~20.47Ka之间。奥陶系热储层年龄在15.15~20.33Ka之间，雾迷山组热储层年龄在19.43~27.35Ka之间。天津市沧县隆起区各热储层均属于“古水”补给。南部平原区地热流体是天津北部蓟县山区的大气降水入渗经过较远距离径流后补给形成的。 【关键词】：成矿规律 水化学 成因类型 补迳排 同位素 地热温标
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P314
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第1章 引言7-12
• 1.1 工作区概况7-8
• 1.2 研究现状及选题依据8-10
• 1.2.1 研究现状8-9
• 1.2.2 选题依据9-10
• 1.3 研究思路及方法10-12
• 1.3.1 研究思路10
• 1.3.2 研究方法10-12
• 第2章 工作区地热地质特征12-18
• 2.1 构造特征12
• 2.1.1 北辰重点区12
• 2.1.2 大寺新家园～海河教育园重点区12
• 2.1.3 团泊西重点区12
• 2.2 热储层特征12-18
• 2.2.1 北辰重点区热储特征13-14
• 2.2.2 大寺新家园～海河教育园区热储特征14-16
• 2.2.3 团泊西重点区16-18
• 第3章 地热流体化学特征及形成条件18-54
• 3.1 区域地热流体化学特征18-19
• 3.1.1 新近系地热流体18
• 3.1.2 基岩地热流体18-19
• 3.2 重点区地热流体化学特征19-28
• 3.2.1 平面分布特征19-26
• 3.2.2 垂向变化特征26-28
• 3.3 地热流体固液平衡研究28-35
• 3.3.1 地热流体化学成分分析28
• 3.3.2 矿物-流体化学平衡28-30
• 3.3.3 Na-K-Mg 平衡图30-31
• 3.3.4 HCO3-Cl-SO4平衡图31-35
• 3.4 地热化学温标及热储温度推算35-38
• 3.4.1 SiO2地热温标36
• 3.4.2 Na-K 地热温标36
• 3.4.3 K/Mg 地热温标36-38
• 3.5 地热流体的同位素特征分析38-46
• 3.5.1 稳定同位素数据分析39-43
• 3.5.2 放射性同位素数据分析43-46
• 3.6 地热流体的成因及运移规律分析46-54
• 3.6.1 地热流体的成因46-50
• 3.6.2 地热流体的补径排条件50-54
• 第4章 结论54-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-59
• 作者简历59-60

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