关中盆地地下热水水化学特征及其形成机制研究

关中盆地地下热水水化学特征及其形成机制研究

论文摘要

关中盆地是陕西省政治、经济、文化最为发达的中心地域,蕴藏着丰富的地下热水资源,地热水在该区主要用于供暖、医疗洗浴、游泳健身、地热种植、养殖等,带来了良好的社会、经济效益。但是热水的TDS较高,F-含量较高,开发热水后如果排放尾水不当,将对地表水、浅层地下水产生重大污染。为了更好地利用关中盆地的地下热水资源,本文在详细分析现有资料及前人研究成果的基础上,系统地研究了关中盆地地下热水化学特征及其形成机制,研究成果将为地下热水的合理开发利用提供了科学依据,论文的主要研究内容及结论如下:(1)在综合分析热储的埋藏条件、地热流体的运移特征及前人研究成果的基础上,将研究区热储划分为碳酸盐岩岩溶热储、秦岭山前构造断裂裂隙热储和新生界砂岩、砂砾岩孔隙裂隙热储三种类型,其中新生界砂岩、砂砾岩孔隙裂隙热储自上而下又细分为张家坡组热储、蓝田灞河组热储、高陵群热储、白鹿塬组热储。(2)对各热储层的热水水化学特征进行了深入分析,结果表明:1)碳酸岩盐地下热水TDS较小,平均值为0.941g/L,以HCO3-SO4-Cl-Na-Ca-Mg型水为主,F-含量在1mg/L左右;2)秦岭山前断裂型地下热水TDS平均值为0.4g/L,F-平均值为5.49mg/L,水化学类型以SO4-Na、HCO3-SO4-Cl-Na-Ca-Mg为主;3)新生界砂岩、砂砾岩孔隙裂隙热水:自上而下水温逐渐升高,TDS逐渐增大,以Na-型水为主,F-含量均较大。(3)以样品数较多且分布较广泛的蓝田灞河组,同时结合碳酸盐岩及秦岭山前构造断裂型地下热水,从水平上分析该区地下热水化学特征的区域变化,结果显示,TDS从盆地周边向中部逐渐增大,化学类型从周边的SO4-HCO3-Na-Ca-Mg型水变为中部Cl-Na型水,Na+、Cl-、SO42-、HCO3-从盆地四周向中部有逐渐增大的趋势,而Ca2+、Mg2+在北部较大,南部较小,F-含量均较高,SiO2在中部含量较高,向盆地南北两侧其含量较低。(4)利用质量平衡模拟进行热水化学成分形成作用模拟,用计算机编程对地下热水组分存在形式和矿物饱和指数进行计算,结果显示,盆地北部以岩盐的溶解作用为主,其次是钠长石的溶解及由此所引起的高岭石及玉髓的沉淀作用;盆地南部的主要化学作用是钠长石的溶解及玉髓和高岭石的沉淀,其次是CO2、岩盐、石膏矿物的溶解作用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题依据和意义
  • 1.2 研究现状
  • 1.3 论文研究思路及内容
  • 第二章 研究区概况
  • 2.1 自然地理概况
  • 2.1.1 地理位置
  • 2.1.2 气候特征
  • 2.1.3 水文特征
  • 2.1.4 地形地貌特征
  • 2.2 社会经济概况
  • 2.3 地热资源开发利用概况
  • 2.3.1 地热井的分布
  • 2.3.2 地热资源开发利用现状
  • 2.3.3 地热资源开采特征
  • 第三章 地热地质条件
  • 3.1 区域地质特征
  • 3.1.1 区域地质构造
  • 3.1.2 盆地基底结构
  • 3.1.3 盆地新生界地层划分
  • 3.2 盆地主要构造体系及构造单元
  • 3.3 深部地质构造特征及热异常
  • 3.4 热储类型及特征
  • 3.5 地下热水的补径排条件
  • 3.5.1 地下热水的补给
  • 3.5.2 地下热水的径流
  • 3.5.3 地下热水的排泄
  • 第四章 关中盆地各热储层地下热水化学成分特征
  • 4.1 碳酸岩盐地下热水
  • 4.2 秦岭山前构造断裂型地下热水
  • 4.3 新生界砂岩、砂砾岩孔隙裂隙热水
  • 4.3.1 张家坡组地下热水
  • 4.3.2 蓝田灞河组地下热水
  • 4.3.3 高陵群地下热水
  • 4.3.4 白鹿塬组地下热水
  • 4.3.5 张家坡组+蓝田灞河组地下热水
  • 4.3.6 张家坡组+蓝田灞河组+高陵群地下热水
  • 4.3.7 蓝田灞河组+高陵群地下热水
  • 4.3.8 高陵群+白鹿塬地下热水
  • 第五章 地下热水化学成分区域分布特征
  • 5.1 地下热水TDS 的区域变化
  • 5.2 地下热水硬度的区域变化
  • 5.3 宏量组分的区域变化
  • 5.4 水化学类型的区域变化
  • 5.5 微量组分的分布规律
  • 5.5.1 F-的分布
  • 2 的分布'>5.5.2 SiO2的分布
  • 第六章 地下热水化学成分形成作用模拟
  • 6.1 水文地球化学模拟理论基础
  • 6.1.1 组分分布模型
  • 6.1.2 质量平衡模拟
  • 6.1.3 反应路径模拟
  • 6.2 关中盆地地下热水化学成分形成作用模拟
  • 6.2.1 水―岩作用的概念模型
  • 6.2.2 盆地北部地下热水化学成分形成作用模拟
  • 6.2.3 盆地南部地下热水化学成分形成作用模拟
  • 结论与建议
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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