羊易卜杰母河谷区地下热水水文地球化学特性及形成机制研究

【摘要】本文通过分析羊易地热田卜杰母河谷区水文地质条件和地下热水化学数据，主要研究了该地区地下热水的水文地球化学特性，模拟了研究区内地下热水的形成机制，并估算了浅部和深部热储的温度，判断了结垢趋势并评价了通入CO2阻垢方法。根据对水样分析可知，研究区内地下热水的TDS含量不高，处于1.4-1.9g/L之间，属于微咸水，pH值在7.6-9.3之间。研究区内的地下热水类型为HCO3-Na，表现出外围水属性。水中组分主要来自于岩石的溶解作用。根据相关性分析和比例系数分析可知，Na+、Mg2+、HCO3-和Ca2+主要来源于硅酸盐岩的溶解作用，高温区内F-主要靠黑云母溶解补给。中温区内F-主要来源于萤石的溶解作用。利用反向反应路径模拟可知浅部热储径流浅层热储的地下热水在径流过程中CO2、斜长石和黑云母溶解，石英、磁铁矿、粘土矿物（绿泥石、伊利石和高岭石）和萤石发生沉淀作用；在深部热储的地下热水上升至浅部热储的过程中，CO2、斜长石和黑云母发生溶解作用，石英、方解石、粘土矿物（绿泥石、伊利石和高岭石）和磁铁矿发生沉淀作用。在各个路径中CO2是主要的活化剂，推动了研究区内水岩反应的发生。利用Na-K-Mg三角图分析可知，地下热水中有冷水混入，不适合使用阳离子温标。利用石英温标估算出浅层热储温度约为180-240℃，深部热储温度约为240℃左右。利用多矿物平衡法推测去除冷水干扰后的地下热水的温度，得到浅部热储温度为180-240℃，深部热储温度为230-250℃。利用指数判断法和PHREEQC对研究区地下热水的结垢趋势预测，得出研究区内产生碳酸盐结垢的可能性较大，而硅酸盐结垢可能性较小。浅部热储中主要产生可能结垢的矿物为方解石和白云石，深部热储中可能产生结垢的矿物是方解石和绿泥石。温度、pH值和CO2分压是影响地下热水内组分沉淀的主要影响因素，将CO2通入热储层可以有效的防止地下热水发生结垢，提高岩石的渗透率。
【作者】段晨阳；
【导师】郑秀华；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】卜杰母河谷区；水文地球化学特征；形成机制；温度；结垢；

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