渗入型隐伏温泉地气场与水文地球化学特征及其意义

摘要

近年来，虽然国家对地热资源的关注度越来越高，但是能有效的勘查隐伏地热资源的物化探方法却不多，需要多种方法对比分析才能提高勘探的成功率。而在矿产资源勘查方面日趋成熟的地气法对于深部隐伏矿体的探测效果显著，能否将地气法引入隐伏地热资源的勘查？形成的地气场与隐伏温泉之间的特征关系是什么？如何形成一套合理的地气勘查隐伏温泉手段？目前尚鲜见有相关研究。本文以江西武宁温泉、广东南雄温泉、暖水村温泉作为典型研究区，进行了地气和水文地球化学的信息采集与分析。通过借鉴传统的水文地球化学研究思路，从数学地质（因子分析）和元素地球化学（稀土配分）角度对隐伏温泉的地气异常场特征进行分析，归纳总结出研究区的隐伏温泉成因模式，并最终形成一套基于地气法和水文地球化学法的勘查南方渗入型隐伏温泉的地气勘查模式。
　　本研究主要内容包括：⑴3个研究区均属于中、低温渗入型成因的隐伏温泉。广东暖水村温泉主要依靠地热增温获取热能，循环深度超过4000m，而江西武宁温泉跟广东南雄温泉在地温增温的同时，还依靠放射性生热获取热能，因此循环深度不及暖水村温泉。⑵随着研究区水化学特性的改变，地气场的异常特征元素也会发生变化。通过因子分析、特征元素综合剖面图等方法可以快速选出代表该异常区的地气异常元素，且Co、Ni、Y、REE族元素均是影响三个研究区地气场异常的主要造岩元素。⑶温泉上方的地气场具有水文地质特性，其异常场分布与隐伏温泉位置、断裂构造带位置之间存在一定的空间对应关系，具体表现为:高温热水处于地气异常峰值的附近，且地气异常峰值区段在断裂通往近地表的投影位置附近，同时地气异常峰所圈定的异常带往往沿着断裂带走向平行展布。⑷地气场具有稀土元素地球化学特性，其稀土元素分布规律与隐伏温泉之间也存在对应关系，表现为:高温热水区的地气δ(Eu)值比附近围岩区域低，高温热水区的δ(Ce)值比附近围岩区域高，且引入新参量δ(Ce)/δ(Eu)比值能更好的圈定高温隐伏温泉。⑸水文地球化学方法可以对温泉成因模式进行较深入的分析，但是在断裂带较多的地区或隐伏断裂地区则需要结合多种方法确定主控热水通道的位置，而利用地气场与隐伏温泉的水文地质特性可以在某种程度上解决这一问题。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外温泉研究现状

1．2．2 国内外地气研究现状

1．3 研究思路

1．3．1 课题研究内容

1．3．2 课题研究技术路线

1．4 论文主要成果与创新点

第2章 温泉水的化学组分

2．1 天然水的化学特性

2．1．1 大气降水的成分特征

2．1．2 海水的成分特征

2．1．3 河水的成分特征

2．1．4 湖泊及水库水的成分特征

2．2 元素的水文地球化学特性

2．2．1 地下水中主量元素的水文地球化学特性

2．2．2 地下水中中量元素的水文地球化学特性

2．2．3 地下水中微量元素的水文地球化学特性

2．3 天然水化学成分的综合指标

第3章 温泉水的形成与特征

3．1 温泉水的类型

3．2 渗入成因温泉的形成与特征

3．2．1 渗入水与生物圈的作用

3．2．2 渗入水与岩石圈的作用

第4章 地气法与水文地球化学原理

4．1 地气法勘查原理

4．1．1 地气法原理

4．1．2 测量方法

4．2 水文地球化学勘查方法

第5章 典型研究区-江西武宁温泉地气场与水文地球化学信息探测与采集

5．1．勘查区地质概况

5．1．1 勘查区区域地理环境

5．1．2 勘查区区域地质概况

5．1．3 勘查区地层

5．1．4 勘查区地质构造

5．1．5 勘查区水文地热地质特征

5．2 野外测线布置

5．3 地气法探测与数据采集

5．3．1 勘查区地气取样与测试分析

5．3．2 勘查区地气数据处理

5．3．3 勘查区地气特征元素综合剖面图

5．4 水文地球化学信息的采集

第6章 典型研究区-广东暖水村温泉地气场与水文地球化学信息探测与采集

6．1 勘查区地质概况

6．1．1 勘查区区域地质概况

6．1．2 勘查区地层

6．1．3 勘查区地质构造

6．1．4 勘查区水文地热地质特征

6．2 野外测线布置

6．3 地气法探测与数据采集

6．3．1 勘查区地气取样与测试分析

6．3．2 勘查区地气数据处理

6．3．3 勘查区地气测量成果图

6．4 水文地球化学信息采集

第7章 典型研究区-广东南雄温泉地气场与水文地球化学信息探测与采集

7．1 勘查区地质概况

7．1．1 勘查区区域地质概况

7．1．2 勘查区地层

7．1．3 勘查区岩浆岩

7．1．4 勘查区地质构造

7．1．5 勘查区热液活动期次及围岩蚀变特征

7．2 野外测线布置

7．3 地气法探测与采集

7．3．1 勘查区地气取样与测试分析

7．3．2 勘查区地气数据处理

7．3．3 勘查区地气测量成果图

7．4 水文地球化学信息的采集

第8章 南方地区渗入成因类温泉的地气场与水文地球化学特征研究

8．1 南方隐伏温泉的水文地球化学特征研究

8．1．1 Piper三线图

8．1．2 Cl-SO4-HCO3三元图

8．1．3 Na-K-Mg三线图

8．1．4 热储温度估算

8．1．5 温泉水循环深度估算

8．2 隐伏温泉的地气场特征研究

8．2．1 地气场的元素异常特征研究

8．2．2 地气场数学地质特征研究

8．2．3 地气场稀土元素地球化学特征研究

第9章 研究区温泉成因模式和地气勘查模式

9．1 研究区温泉成因模式

9．1．1 热储和盖层

9．1．2 通道

9．1．3 热源与水源

9．2 南方渗入型成因隐伏温泉的地气勘查模式

9．2．1 确立温泉水的成因模式

9．2．2 寻找隐伏通道

9．2．3 圈定高温温泉前景区

结论与建议

结论

建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果