江苏东海温泉热储温度估算

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1、第39卷第1期2015年3月地质学刊JoumalofGeologyV01．39No．1March2015doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2015．01．11l江苏东海温泉热储温度估算王彩会。左丽琼，荆慧，刘志平(江苏省地质调查研究院，江苏南京210018)摘要：以东海温泉为例，依据8个热水样品的水化学分析数据，讨论了区域地质背景下热储温度的估算。分析认为：东海温泉为同源的地热水，热水在上升过程中发生冷水混合作用；对比不同地热温标的适用条件，分别采用Na—K—Mg三角图法、硅温标混合模型方法计算

2、热储温度。结果显示：2种方法的计算结果较为接近，东海温泉的热储温度在153～170℃之间。关键词：水化学平衡；地热温标；热储温度；东海温泉；江苏中图分类号：P314．2文献标识码：A文章编号：1674—3636(2015)0卜叭11—050引言地热资源是在漫长的地质历史发展过程中各种自然因素综合作用的结果，在地热资源研究和开发利用中，热储温度是划分地热系统的成因类型和评价地热资源潜力所不可缺少的重要参数，地热温标方法是提供这一参数的经济有效的手段。目前常用的地热温标方法有：硅温标、阳离子地热温标、同位素地热温标和气体温

3、标。国内外研究较多的是硅温标和阳离子地热温标，而对于同位素地热温标和气体温标的研究，国外始于20世纪60年代末期(王莹等，2007)，国内尚未有研究实例。以东海温泉为例，在阐述各种温标的原理和应用条件的基础上，通过分析其地质背景条件及温泉的水化学特征，选取Na—K—Mg三角图法、硅温标混合模型方法计算热储温度，有助于研究东海温泉地下热水系统温度场和评价地热资源量。1地质背景与水化学特征1．1地质背景条件东海县位于江苏省东北部，邻接山东省，县城西部的汤庙温泉被誉为“华东第一温泉”。温泉区位于苏鲁造山带南缘超高压变质带，第

4、四系仅发育晚更新世及全新世地层，厚度较小，基岩主要为一套以片麻岩为主的高压超高压变质岩和中生代侵入岩(图1)。区内地质构造较发育，侏罗纪以前以韧性剪切构造发育为特征，中生代以来以脆性断裂为主(潘明宝等，2002)。区内共发育北东、北西西向2组断裂，穿越温泉区的断裂为北东向的西晓庄一竹墩断裂，断裂东侧为燕山期二长花岗岩，西侧为片麻岩。该断裂近直立，张性，切割深度大，形成时问为燕山期，喜山期仍在活动，是一条活动性断裂，在温泉区，穿过脆性的二长花岗岩岩体，形成一定宽度的断裂破碎带，该断裂破碎带在浅部与北西向断裂相互交汇，与地

5、表勾通，热水上涌成泉(王彩会等，2008)。1．2温泉水化学特征东海温泉区目前共分布有地热井钻孔9眼(图2)，现有4眼为开采井，分别为热1、D916、TRll、DR3，其中自流井有2眼，水温33～74℃不等。TRll、热1、D916、DR3的pH值为8．20—8．28；矿化度为616～1638mg／L；可溶性Si0：质量浓度为54．8～80mg／L；热水中F质量浓度普遍较高，介于4．76～6．11m异／L之间。TRll、热1、D916、DR3的水化学类型见图3。4个水样点基本位于1条直线，表明该区地热水是同收稿日期：2

6、014—03—20；修回日期：2014—04—17；编辑：蒋艳基金项目：江苏省地质勘查基金项目(苏国土资[2008]77号)作者简介：王彩会(1973一)，女，高级工程师，硕士，主要从事水文地质、工程地质、环境地质及地热地质工作，E—mail：waJlgcaihui@126．com圈1叵二圈3圈4田s口6口7口s口9图l温泉区附近地质构造略图l-大解庄单元；2．唐岭单元；3．东海岩群马场岩组；4一东海变质杂岩构造岩块；5．榴辉岩；6一主要断裂；7-_一般断裂；8一推测断裂；9一韧性剪切带Fig．1Sketchsho丽n

7、ggeolo画龆lstmctllresnearthehotspringarea(J爿JI】J1]匝，区!匝，囫。图2温泉区地热水井水温等值线图1．热水开采井及编号；2一冷泉；3一水文地质钻孑L及编号；4．水温等值线及注记Fig．2ContoursofwatertemperatIlreforgeothermalweUinthehotspringarea图3地热水三线图Fig．3Trilinearchatsof譬eothermalwater源的，热水在上升过程中与浅部冷水混合，随着混入冷水的增多，水化学类型由Cl—Na型转

8、变为C卜HC03一Na型。2主要地热温标方法地球化学温标法是指利用地下热水的化学组分质量浓度或质量浓度比计算地下热储温度的方法。其原理在于深部热储中矿物与水达到平衡，在热水上升至地表的过程中，温度下降，但化学组分质量浓度几乎不变，可用来估算深部热储的温度。目前实际运用较多的地热温标方法主要是阳离子地热温标与硅温标。2．1阳离子地热