文摘

蓄热器的温度和水岩相互作用过程的庐山对流地热系统(在中国秦岭地层分带断裂带)澄清表面用冷水和地热流体为研究对象。在这项研究中,温度曲线的概念模型研究区地热系统的开发使用表面温度反演,阳离子温标,SiO₂温标法、矿物平衡阶段法,silicon-enthalpy模型,FixAl方法,和Cl-enthalpy模型。表面的转化温度的范围33-39°C,和温度差异表明Checun-Lushan断裂的方向。从大气降水研究领域是充电,充电区域的温度大约是5.8 - -7.7°C(碱场的温度大约是10°C),和充电海拔约1200米。蓄热器模式在研究区近地表热液蓄热器转移到浅蓄热器,然后深蓄热器。近地表热液蓄热器温度的恒温60°C,和浅热存储温度计算K-Mg和Li-Mg地温计99到112°C。蓄热器的温度使用FixAl模拟方法,用偏差值从2.9%到15.0%不等。silicon-enthalpy模型计算深蓄热器温度之间的181和230°C。在研究区地热水的混合比非常高,冷水混合比为85.4 -94.8%。主场流体温度估计大约282°C使用Cl-enthalpy模型。主热导电率控制信道的研究区域是Checun-Lushan断裂带。 The water vapor formed by convection at depth moves upward to approximately 5 km to form a deep thermal reservoir, and this convection and upward movement cause it to mix with cold water from the fracture zone to form a shallow thermal reservoir, which moves to the near-surface, forming a hydrothermal-type reservoir, which is later discharged in the form of a spring. The conceptual model of geothermal system temperature established in this study provides a basis for further development and utilization of Lushan hot springs and provides guidance for future thermal storage temperature calculations of convection-type geothermal systems in uplifted mountains.

1。介绍

随着全球变暖,地热能源的使用,可以帮助减少环境污染,减少不可再生资源的使用1,2]。地热水文地球化学研究的主要目标是确定营养素,微量元素、同位素和调查地热水及其化学成分的来源,地热存储温度、热水和冷水混合比、深度地热水循环和水岩反应的程度(3- - - - - -11]。的一个主要特征元素地热系统的蓄热器的温度;建立一个分析模型的温度可以更好地可视化区域地热异常的原因(12]。化学反应平衡的早期评估在地热系统据报道在新西兰13]。随着研究的发展,热储层温度计算,阳离子计温学已经严重调查评估地热资源的热储温度(14]。不同的地温测量方法已经提出了水岩相互作用[15](如二氧化硅、同位素、稀有气体和微量元素10,16- - - - - -22])。根据地热系统,许多研究探索新方法基于特殊当地水文地质条件为蓄热器找到更有效的方法计算(23,24]。这应该是一个合适的研究,但其能力验证的适用性和普遍性蓄热器计算需要进一步调查。

卫星遥感是一种新型的工具检测热异常活跃的火山或温泉地区(25]。秦et al。26和成龙等。27]美国地球资源卫星7号用来执行热辐射云南腾冲地区的反演,中国和台湾宜兰平原东北部。苏厄德et al。28和田等。29日)使用地球资源观测卫星8卫星热红外数据来评估表面温度在陶波湖(Karapiti),新西兰、日本北海道和地热田。利用热辐射,地热活动,如表面特性,有限公司₂封存(30.),矿物组合(31日火山口),结构,和温泉,已经被探测到。

在地热系统的蓄热器温度计算的研究,发现主要的研究方法有明显的局限性。李娜地温计提出了火山和岩浆地热系统32,33)以及高温地热流体(34),而他们的主要适用范围限于地热异常与海水入侵。

稀有气体测温控制在高的火山地热系统热储层温度和蒸汽溢出(35]。阳离子计温学展览一个积极的和普遍的相关性与地热储层温度,但有一个大的偏差在低收入和介质温度地热系统(36,37),这可能是由于热液离子含量的变化引起的大混合冷水。此外,一些学者已经发现Na-K-Ca地温计也同样受到严重的偏差的计算热储层温度低,介质温度地热系统。发现使用Na-K地温计只能适用于地热系统与实际热储层温度高达200°C (13]。尽管使用Mg Na-K-Ca地热温标校正方法的校正后来提出的Giggenbach [38],弗尔涅[39),Chatterjee et al。23],Abdelali et al。40),计算蓄热器的温度仍然仅仅适用于地热异常的一部分。在大多数研究低温地热系统,目前K-Mg温度计用于优先Na-K-Ca地温计(41]。李娜地热温标的方法(42)也被用于估计蓄热器的温度在内陆carbonate-based低温地热系统。

由于地热水与冷水混合,很难达到矿物溶解平衡状态,这是多数人的偏差的主要原因的离子温度计。使用silica-enthalpy模型解决了热地下水上升的混合比在给定深度地下水在深层储层温度(冷43混合(之前)39,44]。FixAl方法近年来被广泛应用(45),使用固定基地模拟溶解平衡收敛Al-containing矿物热液流体的状态。作为半岛值是低收入和低介质温度地热系统,它可能无法检测到,并无法核实是否固定值是真实、有效的,从而导致计算错误的蓄热器的温度低,介质温度地热系统。

彭日成里德和唐锅(41,46]最初探索1984年庐山地热异常,讨论了在研究区地热充电机制,阐明研究区是一个上升mountain-type对流地热系统,深蓄热器的温度大约90°C (47),其离子地温计不能描述它的蓄热器温度的准确性由于地热水化学离子含量变化配位水分子在该地区。本研究的目标是(1)的表面温度转化地热异常区使用的环境遥感热射线照相和(2)澄清地热水的充电过程和主要使用氢和氧同位素的补给来源。离子地温计法和矿物质平衡阶段法被用来推导出蓄热器的温度浅热储层的研究领域。FixAl方法被用来模拟热储层温度和执行偏差分析。深蓄热器温度和冷水混合比在研究区域使用silicon-enthalpy模型派生而来。Cl-enthalpy模型被用来估计父母地热流体的温度。建立了概念模型的热储存温度在研究区地热系统。这项研究提供了新的见解每个水库的温度计算对流地热系统的上升。

2。地区地热地质背景

2.1。区域地质构造

河南省庐山位于上游的沙河河在淮河流域系统的沙河流域付羽山,这是一个东秦岭山脉的延伸。地形高的海拔在西部和东部低。北地区是群山环绕,南方,西方,30多个山峰超过1000米。它是连接到黄色的平原和淮河平原东部。

姚的主要岭山和丘陵地貌,Checun-Xiatang断层侧向侵蚀和削弱的沙河已经创建了一个granite-dominated丘陵地形2.0到4.5公里宽沿沙河畔,在其他地区低山。砂河附近的温泉溢出和相对低海拔一级阶地。

喷发的岩石中元古代熊组和中生代白垩纪大盈集团主导研究的北部地区。主要构造线是面向近东西向,断裂结构类似的方向传播,和NE和NW(图1)。不远的南断裂幅员辽阔和延伸到相当大的深度,从而最大加热在该地区的影响力。NE和NW断裂结构规模小但密度;特别是,NE骨折发生在组织。这些小骨折负责二次热控制、导热系数、储水。构造关节,小NE和NW断裂密切相关,也存在于该地区,经常在密集的区域两边的小缺点。

主要在研究区岩性展品基岩裂隙水和宽松如磐石般坚韧的孔隙水。喷出岩裂隙水存在于Checun-Xiatang断层的北部地区和东南部的Zhaotai reservoir-alkali字段。的侵入岩裂隙水存在于Checun-Xiaotang之间的断裂带,Erlangmiao-Wentangmiao, Shuimozhuang-Licun缺点。断裂带的强烈沿着构造裂缝、风化和高度可变数量的水存储在骨折和风化岩石。孔隙水在松散的岩石发生在沙和卵石层沙河河及其支流,也存储在河床和梯田。地形Zhaotai水库大坝的东部主要是冲积平原,和地下水存储在沙子和砾石层。

2.2。地表温度反演

表面温度异常及其程度最直接的指标存在的地区地热区域,主要由卫星遥感探测的表面红外辐射。近地表地下水的水岩强度混合使用的环境解释^®5.3软件。

在这项研究中,数据源是一个地球资源观测卫星8主题映射器(TM)卫星图像捕获的中国中部9月31日,2021年,在03:03,选为不受人类活动的影响。实时云内容是0.016。研究区域的形象是radiometrically校准和气压上纠正(使用FLAASH大气校正(QUAC)方法)来获取多光谱图像和研究区域的热红外资料(数据2(一)和2(b))。地表温度反演值计算得到的归一化植被指数(NDVI)、部分植被(阵线”封面,表面光谱辐射率(SSE),黑体辐射率(B (T))的研究区域。

归一化植被指数和阵线计算研究区使用带计算输入从方程(1由归一化植被指数)和规范化。在这项研究中,被选为±2%上下正常化阈值。经过计算得出 和然后计算出 在哪里 可见近红外反射率, 是可见的反射率,和的最小值和最大值呢在研究区域。

我们替代图像SSE水体的计算公式( ),自然表面( ),和建筑表面( )到带计算器5.3一样。

黑体辐射遥感光谱数据处理计算,结合大气校正参数(大气透射率、大气向上辐射和大气下行辐射)。地表温度的反演研究区进行了使用普朗克黑体辐射公式的逆函数(图2)。 在哪里热红外辐射亮度,是表面的光辉,普朗克热黑体的辐射亮度温度 , 大气透过率,是大气向上辐射亮度,Ld是大气下行辐射亮度。 , ,和从美国国家航空航天局网站获得了具体的成像时间和图像中心的纬度和经度(33°4543N, 112°4449E); ; ;和 。

地表温度反演模式如图2清楚地表明四大地热温度场异常鲁山县(LS01) Zhongtang (LS04),答(LS05)和Jianchang (LS07),其温度异常之间33°C和39°C。ArcGIS空间信息数据包括155587空间像素点,其中的温度33-39°C占据总数的13%研究区域和在小区域的异常很明显的温度。河流水体的温度显示为23日°C (cf。24.8 - -25.1°C测量地表水样品)和测量水温五大地热温泉网站36.7 - -47.6°C,验证表面温度反演值。Jianchang地区大型地热异常是由于地热水用于养鱼。表面的自然池塘钓鱼接近地热水流从地面直接暴露表面的地热水。地热异常图的分布2意味着鲁山县的进一步下游地热异常现象可能存在,需要进一步研究。

领域明显存在明显的温差在北部部分研究的区域,符合先前Checun-Lushan断层的位置和方向在研究过程中发现(图1)。Erlangmiao-Wentangmiao的痕迹和Shuimozhuang-Licun断层南部地区也明显。这些发现表明,遥感将在未来适当的定位故障的传播。

3所示。材料和方法

2021年10月25日,七组水样(五套地热流体水样,对沙河河水一组样本,和一组饮用水源样本)收集自西向东沿着Checun-Lushan错。的温度、pH、电导率(EC)和总溶解固体(TDS)所有样本的确定现场使用WTW多参数水质分析测试人员(WTW多3630 id,德国)。分别测量精度是0.1°C, 0.01 (pH), 1μS /厘米,1 mg / L(见图1采样点的位置)。为主要离子水样分析透过0.45μm膜过滤器为高密度聚乙烯(HDPE)瓶,一直用采样水清洗领域。在100毫升玻璃瓶中的氢氧同位素样品(表1),用塑料薄膜密封,实验室分析前储存在4°C。分析了水样的国家重点实验室中国地质大学(武汉);分析了氢和氧同位素样品在河南科技大学的国家重点实验室(孵化)。

主要的阳离子(Na⁺K⁺、镁^{2 +}、钙^{2 +},李⁺)和阴离子(Cl⁻,所以₄²⁻和F⁻)测试了离子色谱法(IC)使用一个iCAP 6300对电感耦合等离子体光谱仪光学发射光谱学(ICP-OES)为阳离子和阴离子的883基本+ IC,检出限为0.0001 mg / L和精度±0.001 mg / L。错误在水中组成评估阴离子电荷平衡±5%。HCO₃⁻使用PHREEQC浓度计算软件。

氧和氢同位素组成(δ¹⁸O和δ使用高精度D)在水中测定水同位素分析仪(Picarro L2140-i,美国)。每个样本分析三次,以避免与仪器相关的记忆效应。报告的结果的标准δ符号在千分率(‰)相对于维也纳标准意味着海水(VSMOW)。的不确定性δ¹⁸O和δD分析±0.3‰和±1‰,分别。

4所示。结果与讨论

4.1。氢和氧同位素特征

以下4.4.1。水源

的δD和δ¹⁸O值显示充电的来源和水体的进化模式。在表2的范围,δD在地热流体从−−73.480‰和62.421‰δ¹⁸O从−7.523‰−9.247‰。当地大气降水线氢和氧稳定同位素收集来自国际原子能机构(IAEA)的网站,和当地的大气降水曲线的计算是通过precipitation-weighted最小二乘回归(PWLSR)。图3显示了当地大气水行(LMWL)给出的 ,全球大气水(GMWL行) (48),大气降水线对郑州城市,河南省, ,说明在氢氧同位素分布。

降水过程线在图3对平顶山与数据的吻合程度好,采用当地大气降水过程线。图3显示,当地地表水和浅层地下水由现代大气降水充分充电。地热流体的分布在研究区似乎左下角的大气降水过程线,表明研究区域的地热流体受到大气降水的充电,这“氧漂”发生。这一现象表明,在地热流体的流动,水岩相互作用导致氧同位素交换地热流体与围岩之间,这丰富了¹⁸O在水里。这种情况表明,大气降水的补给来源研究中的五大温泉地区,长时间充电路径显著增加地热水的交换与围岩流和运输。

因为δD和δ¹⁸O值是影响当地温度、海拔和纬度,目前大多数研究大气降水的同位素效应应用于获得的地热流体的基本信息(48- - - - - -50]。目前,华北平原海拔效应是改变δ¹⁸O−0.31‰和价值δD−1‰−4‰每100米海拔的46]。因此,为了考虑高程效应和纬度效应,补给高程计算 在哪里的海拔补给区(m),是δD值的采样点(‰),采样点的海拔高度(米),表示δD或δ¹⁸O值在采样点(‰)是δD或δ¹⁸O采样点附近的大气降水(‰)是δD或δ¹⁸O海拔梯度的大气降水(2‰/华北平原100)。

的值δD和δ¹⁸O与当地温度呈正相关。使用此温度效应,Dansgaard(1964)提出了之间的关系δD和δ¹⁸O为全球年平均降雨量和表面空气温度和一套新的方程计算在地球表面空气温度。 在哪里是当地年平均温度(°C)。 °C庐山县。

在表3方程(8)提供了价值约800高于方程(9),这可能是由于应用的梯度研究华北平原地区,是在一个更高的高度;因此,采用均值提高准确性和地方之间的补给区海拔900米和1100米。计算的值从方程(10)和(12)几乎是相同的,但方程(12)值明显高于全球温度的关系曲线,表明方程(12)可能是受纬度的影响。Checun-Lushan断层位于较低的边缘地层边界在中国北方和秦岭之间。秦岭山脉的海拔(位于西南研究区域的一部分)是1000以上。因此,基于猜测充电海拔、温度、地形的补给区,研究区域内的地下水补给区位于东南部山区Luonan县的秦岭山脉。充电路径是一种天然的通道通过Luonan-Luanchuan-Chenshan-Gushi断裂结构(其详细的位置是未知的)。

4.2。蓄热器温度计算

4.2.1。准备地温计温标法

地温测量是迄今为止最常用的解决方法计算地热流体。Na-K-Mg三元图是用来确定水岩作用的离子平衡和国家地热和澄清水溶液热液的形式依法行动影响地热水有限公司₂逃生图提出了(51)确定蓄热器由一个多组分类型的地温测量温度。

叠加方解石溶解从古典对流Na-K-Mg三元图的地热系统理论本研究区域(图4(一))[38]表明,研究地热流体区域的水岩相互作用不完全平衡,除了塘不成熟水区域。其他四个地热抽样网站显示一个线性关系,及其基本常数Na-K浓度比率表明地热流体在这四个主要的地热领域最有可能来自同样的热储层。这一发现表明,在研究区,地热水在稀释过程后,通过对流上升。稀释是一致的或受冷水从相同的充电源混合,因此Na-K浓度比不受影响。此外,较低的边界不成熟的水明显偏离了均衡线,表明Na-K和K-Mg比率的阳离子地温计可能显示大的偏差。

Na-K-Mg组合地热流体从研究区表现出相同的物理化学性质的水地热异常区的云南东南部的错,Shenzhao地热场和Renkeng地热田。它大大不同于忻州地热田在广州沿海断裂区域。答和Renwu地热领域表现出相同的物理化学性质;因此,可以预见,计算答蓄热器的温度将符合Renwu字段。澄清地热领域之间的差异,在这项研究中,方解石溶解平衡状态的研究区地热领域在腾冲地区使用有限公司进行了进一步的分析₂逃生图提出了(38]。

在图4 (b),在研究区孔隙中的水-岩作用形式明显不同于两个腾冲地区的地热田。的地热水Xiantang完全落在花岗岩溶解曲线。其他四个地热水域完全平衡,和方解石已经完全形成了。水岩相互作用似乎比Na-K-Mg图,表明在地热田脱气的存在。在地热水的向上运动在研究区,冷水不断稀释由于其密度差,和摄入酸性花岗岩温水冷水形成有限的余热产生的酸性花岗岩。Na的内容⁺和K⁺离子在运输基本上是一样的地热水通过对流上升,这是线性关系的原因的Na-K四大地热海域Na-K-Mg三元图。

表3列表的结果多组分geothermometric计算,计算的温度接近废水的实际温度。这表明,地温测量在这种情况下不适用,因此不能用于参考。如果温度计算值低于阳离子温标,可能由于无定形SiO溶解度的大变化₂在地热(水的对流上升运动56]。Na-K-Ca地热温标的值得注意的是,在研究区,鲁山县地热水中不满足 使用Mg-corrected方法条件,计算结果明显偏离阈值范围。也进一步表明Na-K-Ca——Mg-corrected表现不佳的地温计在低收入和介质温度的地热系统。李娜温度计适用于地热水与海水混合,因此,它是不习惯这里57,58]。在这项研究中,Li-Mg和K-Mg地温计值接近的蓄热器温度显示本研究区(101 - 110°C Li-Mg;K-Mg 97 - 105°C),表明研究区域的蓄热器的温度介于99°C和112°C(鲁山县近似值:100°C;Zhongtang 112°C;塘99°C;Wentang 104°C;Jianchang和105°C)。

4.2.2。矿物饱和指数均衡方法

矿物饱和指数均衡方法决定了整个化学平衡状态之间的热液流体和矿物质在地热系统的多矿物平衡图(67年]。PHREEQC软件基于均衡区间被用来平衡在一个给定的温度同时表示如果热水已经达到平衡与这群特别的矿物质。这是推断地热深蓄热器的温度的水。基于组件的Yanshan-age花岗岩在研究区,10反应矿物(硬石膏、重晶石、天青石、玉髓、白云石、萤石、石英、海泡石、SiO₂(a)和菱锶矿的铁矿石)选择在这项研究中,每隔20°C和温度计算从60°C到170°C的五个采样点(图5)。

图5显示了五大地热蓄热器的温度为143 - 160,140 - 155,152 - 165,141 - 163,和145 - 156°C,因此所有围绕150°C。最高温度发生在塘,符合geothermometrically计算值。五个温泉显示矿物饱和指数(SI)的−1,表明主要矿物阶段仍处于溶解状态。混合水与热不充分交换了围岩在向上的对流运动,它没有达到平衡态的矿物质在任何温度下。研究区域的地质构造主要是Yanshan-age花岗岩主要由石英和其他物质以及长石组成和其他矿物质;因此,如果偏差可能缺乏的结果^{3 +}离子,这使得它不可能计算出铝硅酸盐矿物的内容。这种情况可能发生如果热水与浅,混合冷水和未知矿物反应阶段强化了不准确的溶解平衡。艾尔的缺乏^{3 +}意味着铝硅酸盐不成为生成的矿物相,进而影响流体的溶解平衡状态。

出于这个原因,进一步探索冷水混合比和艾尔^{3 +}内容的五个地热领域是必需的。

4.2.3。Silicon-Enthalpy模型

调查的蓄热器温度和混合冷水和地热水在研究区,silicon-enthalpy模型在本研究调查。使用了能量守恒定律的时候,最初的焓地下热水与冷水混合的比例可能估计当地的冷水温度和其相应的SiO₂内容和温泉水温及其SiO₂内容。理想的条件下, 在哪里焓的冷水,水的焓地热,温泉的焓,是SiO₂冷水(即内容。,测量SiO₂地表水样品内容,mg / L),SiO的内容吗₂在地热水中(毫克/升),是SiO₂温泉(毫克/升)的内容。

图6显示了蓄热器的温度计算的五大地热水域silica-enthalpy模型方程方法:230,181,217,188,和194°C。这些是明显高于那些geothermometric和矿物饱和度平衡计算方法。因为溶解SiO₂在地下热水处于过饱和状态,排气温度和泉水SiO₂内容是独立函数的初始焓热水的深度。此外,SiO的解散₂在地下热水是石英的溶解曲线(降低温度降低SiO₂溶解性)。因此,尽管这热水的温度已经降低,SiO₂在过饱和溶液中不沉淀在很短的时间内。因此,该方法具有计算广泛应用深蓄热器的温度。矿物平衡法给出了深蓄热器的温度约为140 - 160°C,但矿物质仍溶解。这表明,在深度,蓄热器的温度高于这个范围。从这个,据推断,深蓄热器的温度五大温泉是在181年和230°C之间,在鲁山县最热的,其次是塘。

冷水混合比率的图解法的五个弹簧使用的冷水混合组件silica-enthalpy模型(图7)。这个地热异常区骨折的冷水混合比率非常高,在鲁山县温泉高达94.8%,85.4%在Naktang Shimotang 92.2%, 88.7%在温菲尔德,和90.8%的碱。尽管许多研究已经得出结论,对流上升山脉的地热系统往往是与冷水混合比率高,非常高的值在本研究领域可能是多个冷水混合比率的结果。

推测,因此,快速向上流动以及水力裂缝的研究区域是由于脱气有限公司₂和随之而来的空气压力的影响。此外,存在多层的岩浆岩断裂带受试者地热流体这种形式的热好几次了。地热流体的混合与今天的冷水温度迅速下降之时,水岩相互作用非常强大和矿物质保持在一个相对溶解状态,不达到完整的化学平衡。

4.2.4。FixAl方法

艾尔^{3 +}是主要的离子在地热水的矿物质,但它通常不是在采样和分析发现由于处理不当或低水平的离子。艾尔^{3 +}发生在地热的主要矿物质水(例如,微斜长石、钾长石和Na-feldspar)。FixAl方法(68年)使艾尔^{3 +}内容更正和进一步的蓄热器温度的准确评估研究区域。铝硅酸盐矿物地热系统的平衡互动;因此,美联^{3 +}活动的内容可以估计^{3 +}在不同的温度下固定interconstrained铝的矿物质。活动产品使用活度系数的公式计算Al-bearing矿物质。 在哪里是矿物的活动产品吗 , 是热水的活动组件,化学计量的组件数量吗 ,和和分别是活动和化学计量数的矿物 。

重新定义和推导方程(15)对于任何一个醇矿物质,是获得。

后获得的活动 ,迫使矿物(微斜长石矿物在这项研究)与水溶液达到平衡修复基地的活动;因此, ,给的公式 。

H⁺内容是解决使用SOLVEQ-XPT软件测量温度。在50 - 200°C^{3 +}活动和microplagioclase 25°C达到溶解平衡(例如, )为每个矿物相状态,迫使reaction-generated矿物阶段与微斜长石收敛于一个点。聚合值这个地热田的热储温度价值(图8)。

图8表明,尽管基地组织活动已经固定在这个反应矿物阶段,五大地热温泉的收敛矿物阶段不收敛到同一点。随着温度的变化,改变SiO解散₂不明显的矿物石英、玉髓等阶段,而碳酸盐岩矿物方解石等偏离解散均衡线及其阶段处于一个完全成形的状态。这种现象是完全赞同图的结论4 (b)。蓄热器温度的五大温泉收敛在115,124,103,114,108°C。比较表明,温度通过FixAl校正法更接近阳离子温标的计算结果。然而,对于塘,Al-containing硅酸盐矿物SiO前阶段是收敛的₂矿物相,表明SiO的本质₂随温度变化不明显,但非晶态的溶解程度SiO吗₂几乎是一样的铝硅酸盐矿物。这个结论是一致的在李地热温标的差异计算。(56]。

蓄热器温度FixAl派生的方法不同阳离子的温标,矿物平衡模拟,和silica-enthalpy模型(表4)。如表4所示,FixAl方法描述了蓄热器温度的低收入和中温值类型在某种程度上,及其模拟计算蓄热器温度在2.9 - -15%范围内的阳离子温标的计算误差的方法。模拟离子不包括⁺内容,和小的大小错误就足以表明,FixAl方法可以指定相同的蓄热器温度Li-Mg地温计。

FixAl方法可用于直接验证K-Mg的平均值的适用性和Li-Mg地温表浅热存储计算在这个研究。同样,SiO₂收敛表示不适用硅温标的研究领域。它还提供了一种互惠理论解决低收入和介质温度的蓄热器温度问题类型的对流。

4.3。循环深度

地下水循环深度是一个重要的参数在确定更新率和地下水补给、径流勘探地下水系统的属性。地热流体Checun-Lushan断层异常地区主要受断裂结构,及其循环深度的深度有关液压传导骨折。因此,地热水资源的循环深度公式,目前,最有效的方法确定热储层的深度: 在哪里循环深度(米),是计算蓄热器温度(°C),表面是冷水温度(°C),是地热梯度变暖(100°C / m)(中国地热流数据库收集河南省给3°C / 100米),然后呢是常温层的厚度(m),一般20米。

根据表5的埋藏深度浅热存储在研究区域大约是1.5公里使用Li-Mg和K-Mg地温计,和埋深约5公里使用silicon-enthalpy模型。Checun-Lushan裂缝的深度是5.2公里,及其裂缝深度符合深蓄热器的埋藏深度的计算。很明显从蓄热器的深度Checun-Lushan断裂带研究区北部的主要热控制和导热通道,和二次骨折区在西北和东北扮演一个角色在阻止对流形成的水蒸气;因此,一个浅热存储层形成1.5公里以上线春天最后排放的形式。

4.4。父母估计流体温度

Cl-enthalpy图(69年)详细描述了各种冷却过程期间地热流体经历了上升气流,使母公司地热流体的温度是获得(图9)。替换的结果K-Mg和Li-Mg地温计计算,研究区域的地热流体从西到东,较低的不成熟的水,碱场地热水经历了显著的脱气。这也表明一个更长的反应路径产生更强的水化反应的影响与围岩接触后,增加了水岩相互作用的可能性。在图9研究中,父地热流体热温度面积大约是282°C,和Cl⁻内容是58毫克/升。这提供了一种参考家长的热储存温度在研究区地热流体。

4.5。分层热存储模型

根据初步调查地热井水和钻孔柱状图(图10研究地区),水温在60到100米总是60°C,和地温梯度为零。这表明浅层地热变暖导致的热储温度不是但结果运输和浓缩的热水从深到浅,这样60°C(在目前的情况下)是平衡水和岩石的温度。因此,计算循环深度,提出了一种新方法为研究区域。它使用现有方程但代替热液储存温度地热井的冷水温度在地表附近,浅热存储深度测量厚度, ,正常的温度层。然后,使用地热温标的循环深度计算方法和蓄热器的温度silica-enthalpy模型。

因为寒冷的现代水混合发生几次,地热流体的温度明显降低。在最新的研究中,蓄热器的计算主要集中在父液体,深蓄热器温度、和污水温度;然而,对于地热系统在特定的地质构造,很明显,父母流体模型→深蓄热器→废水温度不热储存温度的最佳解释。因此,似乎一个浅蓄热器+深热存储模型是合适的地热地区覆盖着这项研究。

模型表明,282°C的父地下流体温度传输传导的热源上部区域,和Chechon-Lushan骨折提供了一个渠道水传导从大约5.5公里深度;这也提供了一个混合通道。深对流循环地热水到达深蓄热器的温度,在这里silicon-enthalpy模型计算181 - 230°C。当地热水达到这个温度,水汽向上由于有限公司₂脱气,在上行传输通过指责液压通道,它与所谓的“冷”的水混合岩浆侵入岩的断裂区。冷水加热到某一温度的放热余热岩浆侵入岩与岩石相互作用。地下水上升的热拌地热流体最终达到浅蓄热器的温度99 - 112°C约1.5公里。地热水是向上运输的排水系统和加热到相同的温度随着围岩表面附近的水库。与此同时,由于含水量较高的断裂区在地质构造上发达水库,水热蓄热器形式在地表附近。随后溢出在地面的温泉。

分层热存储模型在这项研究中,结合温度过程的对流上升山类型,建立了结合成一个垂直空间维度,充电的温度区域,大气温度、表面温度异常,hydrothermal-type蓄热器温度、浅蓄热器,深蓄热器,和地球流体温度(图10)。这个模型包含了对未来研究的方向断裂的蓄热器温度的计算,对流式地热异常。

5。结论

(1)地热异常区域的表面温度是33°和39°C之间。Checun-Lushan的罢工,Erlangmiao-Wentangmiao Shuimozhuang-Licun断层在北部和南部的研究区域的表面温度的差异,可以清晰的未来断裂方向和一个新的研究工具(2)氢和氧同位素数据表明,研究区充电通过与长充电路径和大气降水补给区温度5.8 - -7.7°C,与碱装置的充电温度大约10°C。充电海拔超过1100米(3)有一个近地表热液热储层的温度60°C研究区域的表面附近。研究区有一个“浅蓄热器+深蓄热器”模型。五个温泉的浅蓄热器的温度是100,112,99,104,105°C。silica-enthalpy模型分析表明,研究区中的冷水混合比非常高,从85.4%到94.8%不等。深蓄热器的温度计算是185到230°C。此外,矿物质平衡法假设的蓄热器温度,矿物阶段不能达到溶解平衡状态;因此,有一个错误。结果表明,阳离子温标和矿物质平衡法极大地受到冷水混合(4)尽管缺乏数据,FixAl方法发现大多数Al-containing矿物质可以通过修复Al收敛值为0.005 mg / L时指定一个错误与阳离子温标2.9%至15%(5)研究区浅蓄热器的热储存模式+深蓄热器。Cl-enthalpy图的分析表明,父地热流体的Cl内容大约58毫克/ L,和父母地热流体蓄热器的温度大约是282°C。因此,概念模型建立了蓄热器温度的地热系统,提供了一个新的认识的蓄热器计算对流地热系统在上升

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(41802186,41802186),创新的科学家和技术人员队伍建设河南省(格兰特CXTD2016053),和河南理工大学的基础研究基金(NSFRF200103)。