资兴汤市中低温对流型地热系统形成机制及评价研究

摘要

湖南省位于扬子地台与华夏地块交汇处，以其独特的地理位置，复杂的构造，频繁的岩浆活动，为地热的形成创造了良好的条件，地下热水主要赋存于灰岩地区的岩溶裂隙含水层及花岗岩构造破碎带中。省内地热资源丰富，分带较为明显，以中低温水及对流型地热系统占多数，具有很好的开发利用前景。
　　本文以湖南省资兴汤市地热田为实例来研究中低温对流型地热系统的地质构造条件，地热资源的赋存规律、分布特点及形成机制，热储资源评价的合理方法，这对湖南省地热资源的开发利用有极为重要的意义,与此同时丰富了湖南省此类地热系统形成机制理论和地热资源评价科学的方法与技术。具体研究内容如下：
　　（1）本文研究了湖南汤市地热田的地质构造条件，对热水的成因进行判定，并建立热储循环的概念模型。地热田仅由薄层第四系冲积层覆盖，横向上保温条件差，地表水及浅层地下水由地势较高的区域沿花岗岩裂隙及断裂破碎带下渗补给地热水，在岩体深部经加热后沿F1断层与F断层交汇处的断裂破碎带聚集上升，排出地表形成汤市温泉。
　　（2）研究区内地下热水阳离子主要以Na+、Ca2+为主，阴离子主要以HCO3-为主，通过地下热水化学Piper三线图确定地热水化学类型基本为HCO3-Na型。研究区内地热水化学特征主要和地下水由浅部向深部径流过程中与围岩中的硅铝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等矿物成分的相互作用有关。本文运用PHREEQC水文地球化学模拟软件，以组分分布模型和质量平衡模型为基础，对研究区水—岩作用过程进行了地球化学反应模拟，为此地热系统形成机制的研究奠定基础。
　　（3）运用体积法计算汤市地热田热储热资源量，根据热储体积和温度场的特点，将地热田分为3个温度区，分别算出500m、1000m深度热资源量；并运用Q-S曲线外推法对可开采资源量进行计算，得出汤市地热田内各级可开采地热水资源量。地热资源评价过程中，热储温度的准确计算极为重要，而以水—岩平衡为基础的化学温标方法最为常用，本文采用钾镁地热温标计算出地热田基础热储温度平均值为82.90℃，采用无蒸汽损失SiO2地热温标法计算出地热水形成时平均温度为122.5℃；而运用PHREEQC计算得出地下热水中部分平衡矿物在70-125℃达到饱和，可看作热储形成温度在70~125℃之间，两种地热温标计算所得热储温度值均在此范围内。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1选题背景与意义

1.2研究现状

1.3研究内容与方法

1.4论文创新点

第二章 研究区概况

2.1自然地理概况

第三章 区域地质条件

3.1区域地质概况

3.2区域地质构造

3.3区域水文地质特征

3.4区域热水特征

第四章 地热田地质特征

4.1地热田地质条件

4.2地热田地质构造

4.3地热田水文地质特征

4.4汤市温泉特征

第五章 地下水化学特征及形成作用模拟

5.1地下水化学基本特征

5.2地下水化学成分形成作用分析

5.3地下水化学形成作用模拟

5.4 本章小结

第六章 地热赋存规律及成因模式

6.1热储特征

6.2地热成因分析

6.3热储成因模式

6.4本章小结

第七章 地热资源量评价

7.1地热资源量计算

7.2地热水可开采量计算

7.3本章小结

第八章 结论与建议

8.1结论

8.2建议

参考文献

附录

致谢