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北京城区地热田地下热水的水化学及同位素研究

于湲

  北京城区热田是中国著名的地热田之一,热田内贮藏着丰富的低温地热资源,已经得到了广泛的应用,并取得了良好的社会、经济和环境效益。北京城区热田的开采历史已有 30 年,该地热系统主要是由三个热储构成:蓟县系的铁岭组,雾迷山组以及洪水庄组。地下热水的化学特征是地热形成过程中漫长的地质作用的产物,这些地质作用又在地下热水的化学特征中得到体现。在本论文中采用地球化学方法用于阐明城区热田的地下热水的化学以及同位素的特性,通过对地下热水的化学特征的研究来了解城区热田地热的成因,并推测地热发展潜力。通过水化学三角图和 Piper 图可以得出,北京城区热田的地下热水的水化学类型为 HCO_3·SO_4-Na·Ca 型。利用 3H 法测年的计算,研究区地下热水年龄约 5~48 a,说明这些热水在地下停留时间较长,可能直接来自热储。地下热水中稳定的同位素δD和 δ~(18)O 的相关关系表明北京城区热田的地下热水起源于大气降水。采用指数判断法以及 WATCH 程序对地下热水的结垢趋势进行判定,可以得出城区热田的大部分地下热水有结垢的可能性。由于相对较低的温度,北京城区热田的地下热水除了与玉髓(Chalcedony)以及石英达到平衡外,与其他水热矿物均未达到平衡。采用不同地热温标用于预测城区热田的表面温度。根据 Chalcedony 温标的计算,表面温度范围介于51.4~103.8℃,通过地热温标的计算表明该热田所预期达到的最高温度位于凹陷中心、热储埋深较大的部位。因此,在沉积盆地的中部存在地热资源进一步发展的潜力。通过硅-焓曲线,散点图以及 Schoellor 图的混合模型表明北京城区热田的地下热水同地下冷水存在混合的可能性。从 1971 年开始到 2000 年年底,由于过度开采地下热水已经导致城区热田的热储层水位下降达 50 m。通过对北京城区热田地下热水的动态监测,从 1984 年到 2000年期间,热水的化学组分并没有发生很大的变化,表明城区热田地热资源丰富,地下热水具有稳定的补给。……   
[关键词]:地下热水;地球化学;同位素;地热田;北京
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国地质大学(北京)2006年
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