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胶东典型花岗岩热储地下热水水化学特征及热储研究

2022-09-21王晓翠孙海龙袁星芳

水文地质工程地质 2022年5期

王晓翠,孙海龙,袁星芳

(1.中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550081;2.青岛大学环境科学与工程学院, 山东 青岛 266071;3.山东省第六地质矿产勘察院, 山东 威海 264209)

温泉系统中,地下热水与围岩间的物质交换决定了热储层热水的水化学特征;地下热水的水化学组分蕴含着丰富的热储信息,多种水文地球化学方法已被广泛应用于地热系统的研究[1]。地下热水成因机制与热储围岩性质、水-岩相互作用、冷热水混合比例、热储温度等密切相关[2]。地下热水中偏硅酸含量、矿物沉淀-溶解状态、微量组分含量等是反映热储特征及水-岩相互作用程度的主要指标[3-4]。对地下热水水化学组分进行分析可以确定热储环境及其响应规律,为地下热水成因机制分析提供依据,有助于丰富地下热水水-岩相互作用理论。

热储温度是地热资源评估的一个重要指标,也是影响水-岩相互作用的关键因素。热储温度估算一般采用阳离子温标法,如Na/K 温标[5]、Na-K-Ca 温标[6]、K/Mg 温标[6-7]和SiO2温标[8]等。离子温标的计算是基于地下热水出露过程中水化学组分反应的“滞后性”。然而在地下热水水循环过程中方解石、白云石、石膏、CO2等参与的水-岩相互作用较为强烈,阳离子温标计算得到的热储温度不能准确指示热储特征[9]。考虑水-岩相互作用过程及矿物溶解-沉淀动态平衡,建立多矿物组合法确定热储温度,建立考虑蒸汽损失的硅-焓法计算地下浅层冷水与地下热水的混合比例,才能有效分析地下冷水及强烈水-岩相互作用,综合分析预测深层热储特征。……

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