秦岭山前地下热水同位素水文地球化学特征——以蓝田汤峪镇为例

摘要

蓝田汤峪为秦岭山前较为典型的关中盆地地下热水的补给区，其温泉久负盛名。近年来随着温泉旅游业的大力发展，地热水开采量逐年增加，水位持续下降，平均降深达69.16m。研究汤峪热水的补给起源及更新能力对秦岭山前乃至关中盆地地热资源的保护和可持续开发利用意义重大。
　　本文以蓝田汤峪地下热水为主要研究对象，应用同位素水文地球化学方法，在系统分析地热地质条件的基础上，探讨了地下热水的补给来源、赋存特征，评价了地下热水的更新能力及其水质，并将其与东大和西安凹陷地下热水进行对比。
　　蓝田汤峪地下热水为SO4-Na型水，在形成过程中主要受溶滤作用和混合作用影响，且冷水的平均混入量高达42.2％。元素比例系数特征指示研究区构造开启性好，热水的赋存环境较为开放。热水均未达到水岩平衡状态，可能有冷水的混入或是溶解作用仍在进行，最终选用玉髓温标和多矿物平衡法估算的深部热储温度的范围为70~90℃，热水的循环深度为1036~2528m。
　　氢氧稳定同位素证据表明研究区地热水主要接受南部秦岭地区海拔1550~1811m以上的大气降水补给，其δ18O值十分接近且基本未呈现氧漂移现象，主要是受断裂构造影响的结果。研究区不同深度地热水的3H值介于2.5~8.9TU，表明热水中有现代冷水的混入，构造控水是主导因素；氚模型求得其平均滞留时间约为66a，指示该热水可更新性较好。氦同位素结果证实，热水主要受气源和壳源影响，且以壳源成因为主，基本没有或仅有少量深部幔源物质加入。汤峪、东大、西安凹陷地热水特征对比结果表明，其热水的成因类型分别为开放型混合水、较开放型混合水、半封闭型古入渗水；更新能力为汤峪>东大>西安凹陷。
　　研究区主要产出“氟+硅水”类医疗矿水，具有较高的医疗价值，实属非常珍贵的自然资源。故地热水在其开发利用过程中，应注意加强实行地热水梯级开发和综合利用，并尽快开展地热尾水回灌工作，切实做到在开发中保护、在保护中开发，从而为地热资源的可持续开发利用提供有力保障。

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第一章 绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2研究现状

1.3主要研究内容与技术路线

1.4创新点

第二章 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 地质及地热地质条件

2.3 水文地质条件

第三章 水文地球化学特征

3.1水样的采集与测试

3.2水化学特征

3.3元素比例系数特征

3.4热储温度的估算

3.5热水循环深度的估算

第四章 环境同位素特征

4.1水样的采集与测试

4.2氢氧稳定同位素特征

4.3氚同位素特征

4.4氦同位素特征

4.5汤峪、东大、西安凹陷地下热水特征对比

第五章 地下热水的质量评价

5.1地下热水医疗矿水功能评价

5.2地下热水对碳钢的腐蚀性评价

5.3地下热水作为生活饮用水的水质评价

第六章 地热资源利用现状及其可持续发展

6.1地热资源开发利用现状

6.2地热资源开发利用中存在的问题

6.3地热资源可持续开发利用

结论与建议

一、结论

二、建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢