四川盆地东部重庆主城区附近盆地—背斜出露型地下热水特征及成因机制

发布时间：2021-07-04 11:20

　　四川盆地东部重庆主城区附近分布有盆地-背斜出露型地下热水。本文着重讨论该地区地下热水独特的分布和温泉出露特征,分析热水水文地球化学特征及其演化规律,探讨地下热水的成因机制,阐明背斜影响下的地下水流动系统特点,有助于丰富地下热水分布和循环的认识,同时为重庆地区地下热水的开发利用提供了重要的科学依据。由于受到近南北向背斜的强烈控制,重庆主城区附近三叠系下统嘉陵江组和中统雷口坡组碳酸盐岩热储地下热水的分布类型可以概括为“盆地-背斜出露”型,即该类型既有沉积盆地型地下热水的分布特征,同时在背斜的影响下又表现出出露型的特征。天然温泉主要在高隆起背斜的核部和倾末端河流切割的碳酸盐岩裸露区地形低处出露,也可在背斜倾末端非碳酸盐岩区地形有利处穿透上覆砂岩盖层涌出地表。布置在背斜两翼揭露碳酸盐岩热储层的钻井也能开采地下热水（钻井温泉）。重庆主城区附近地下热水属于中低温（32.9-57℃）,弱酸至弱碱性（pH值6.2-8.46）地下热水,TDS为1620-2929 mg/L,水化学类型为SO₄-Ca型。层次聚类的方法将研究区地下热水分为为:高TDS、高Ca、SO₄

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

河间地块地下水流网剖面图(据Hubbert,1940)

5下热水(Fusarietal.,2017)，其地下热水的分布既受到背斜的控制，断层也起到一定的作用。而在盆地地质条件下，同时又与单个背斜构造密切相关的地下热水显得更为独特，到目前为止，除四川盆地外，世界其他地方还没有发现类似特征的地下热水。因此分析总结重庆主城区附近盆地-背斜出露型地下热水的独特分布和出露特征，深入研究该区地下水流动系统的特点是本次研究的重点。图1-2地下水流动系统剖面图(据Tóth,1963)1.2.2同位素在地下热水中应用的研究同位素示踪技术作为一种研究地质作用的有效手段，近几十年来被广泛地应用到解决地下热水各种关键问题的研究中。(1)氢氧稳定同位素的应用Craig(1961)对全球范围内大量的河水、湖水和大气降水水样2H和18O进行了研究，发现了大气降水δ2H和δ18O之间的线性相关关系：δ2H=8δ18O+10(1-1)又称为全球大气降水线方程，通过水样的δ2H和δ18O数据点在δ2H-δ18O关系图上的不同位置，来反映水样的来源和形成。若δ2H和δ18O数据点落在大气降水线附近则为大气降水成因；数据点落于海水值(SMOW)右下方，则为海相沉积水成因；若水样为大气降水和海相沉积水混合成因，则数据点应位于前两类位置之间；若数据点落在远离海水值的右下方，则说明为海相沉积和岩浆水混合成因(林耀庭和唐庆,1996;Zhouetal.,1997;周训等,2015)。eneretal.(2019)利用2H、18O同位素特征对土耳其安纳托利亚

7图1-3地下水δ2H和δ18O的值及可能偏离大气降水线的方向(据Albuetal.,1997，转引自周训等,2017)(2)放射性同位素测年利用放射性同位素的衰变原理可测定地下热水年龄，目前应用比较广泛的主要为3H、14C、36Cl、226Ra-222Rn等(MaoszewskiandZuber,1982;Carreon-Diazcontietal.2003;Zuberetal.2004)。226Ra-222Rn法可用下式估算热水年龄(Cherdyntsev,1971)：t=ln(1)(1-4)式中，λRa为226Ra的衰变常数，4.27×10-4a-1；NRa为226Ra的含量；NRn为222Rn的含量。周海燕等(2008)利用该方法估算广东从化温泉地下热水的年龄为3-14a，并推断地下热水滞留时间短，循环过程较快。Marineretal.(2006)利用14C分析美国爱达荷州基岩(Idahobatholith)地区中低温地下热水系统的循环时间时发现，由于地热系统中不同碳源的组成和数量的不确定性，使得14C法估算的地下水年龄存在误差，最终得到地下热水的循环时间近似为6000a。(3)地下热水(温泉气体)中C元素来源的研究(δ13C-DIC、δ13C-CO2、δ13C-CH4)地下热水或温泉气体中δ13C值的变化特征可作为分析其C元素来源的可靠依据。Sraceketal.(2015)对非洲西南部纳米比亚Damara造山带的地下热水进行了研究，分析其热水中总溶解无机碳(DIC)的同位素特征，结果显示δ13C-DIC值的变化范围在-4.7至-10.3‰之间，全部落在埃塞俄比亚裂谷观测值范围内(-2.1‰至-14.7‰)，表明热水中C主要来源于内源性CO2的输入(Bretzleretal.,2011)，同时也受到植被覆盖的影响。

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本文编号：3264695