【摘要】：廣東省地處歐亞大陸的東南邊緣,境內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖漿侵入、火山噴發(fā)、地震、新構(gòu)造活動劇烈,特別是在深大斷裂反復(fù)活動、巖漿多期次侵入(噴發(fā))的背景下,為廣東中低溫地熱資源的形成與賦存、溫泉出露創(chuàng)造了有利的地質(zhì)環(huán)境。本研究選擇廣東沿海典型深大斷裂地熱田—新洲地熱田為研究區(qū),對區(qū)內(nèi)地下冷、熱水進行了全面的調(diào)查,深入分析了新洲地下熱水系統(tǒng)的形成條件及成因機制,為后期該類地熱水資源的勘探及合理開發(fā)利用具有重要的指導(dǎo)意義。論文首先分析了研究區(qū)地殼熱結(jié)構(gòu)及深部地溫場特征,借助物探、熱紅外遙感、鉆探測溫等技術(shù),將地表溫度異常分布特征、布格重力場特征及航磁異常特征作為屬性判別因子,完成了對地熱異常分布區(qū)范圍的圈劃。研究發(fā)現(xiàn):(1)地熱水異常區(qū)分布規(guī)律明顯受到北東向深大斷裂的控制;(2)地熱點出露與巖漿巖侵入活動密切相關(guān),且大部分出露于巖漿巖體邊緣、后期入侵巖脈或巖體與其他地層的接觸帶上;(3)沉積厚度大的中、新生代沉積盆地,往往蘊藏豐富的沉積盆地傳導(dǎo)型地熱區(qū)。在充分總結(jié)熱水形成條件的“四要素”組合模式的基礎(chǔ)上,利用各種地球化學(xué)溫標、多礦物平衡模擬以及Fix Al法估算了熱儲溫度和循環(huán)深度,并剖析深部水熱動力條件,從而構(gòu)建了新洲地下熱水成因模式概念模型。深大斷裂是地下熱水形成的關(guān)鍵;深大斷裂迫使區(qū)域地下水流向深處徑流,在基底熱流作用下不斷加熱;北東向、東西向深大斷裂互相切割帶產(chǎn)生匯水匯熱效應(yīng),成為地熱水上升的主要通道。深部地下熱水高溫高壓是水熱上涌的重要驅(qū)動力�；谏鲜鰺崴梢蚰Ｊ礁拍钅Ｐ�,通過提取一系列地球化學(xué)信息系統(tǒng)分析了熱水形成的水文地球化學(xué)演化過程及徑流循環(huán)特征。地熱水由區(qū)域地下水經(jīng)深循環(huán)形成,以高Na+、Cl-離子,TDS,貧氫氧同位素和長滯留時間為特征,來源于晚更新世末期至全新世早期溫度較低的古大氣降水入滲補給,補給區(qū)位于東北部紫羅山高海拔地區(qū)。地下熱水的水化學(xué)特征具有明顯分帶性,地下水水化學(xué)類型由HCO3→HCO3-SO4→SO4-Cl→Cl順序依次轉(zhuǎn)換,礦化度逐漸升高,Na+,K+,Ca2+,SO42-,Cl-含量逐漸增大,HCO3-,Mg2+含量減小;隨熱水溫度升高,Sr、Li、Rb、Cs和F等微量元素含量不斷增大。通過分析不同水樣的水化學(xué)組與溫度、離子比及δ18O、δD、Sr、C、B同位素變化關(guān)系,反映了水-巖相互作用的不同程度和與海水的明顯混合趨勢,地下熱水在其形成過程中經(jīng)歷了兩次主要的混合過程:深循環(huán)地熱水與埋藏很深或亦經(jīng)過深循環(huán)海水的第一次混合,以及由深部上涌的熱咸水與淺部含水層冷水的第二次混合。混合比例在熱田不同地段各不相同,在熱田相對高溫中心為深部上來的高溫、高礦化度熱咸水,在熱田外圍則為溫度不同的較中-低溫熱水。通過地下熱水的動態(tài)特征,分析了深部地下水動力條件及水力聯(lián)系,來間接反映深大斷裂的導(dǎo)水性能和深層地下熱水的狀態(tài),并對深大斷裂帶控制的水動力場和溫度場進行了水-熱耦合模擬,揭示了深大斷裂帶地下熱水運移特征。深大斷裂帶及緊鄰圍邊形成了一個高溫、低壓、密度低的柱狀帶,從而使得斷裂帶四周地下水流下沉并往熱源方向流動,這種深大斷裂的區(qū)域效應(yīng)使得侵入內(nèi)陸的海水深循環(huán)進入地下深部;北東向和北西向斷裂一起構(gòu)成了研究區(qū)熱異常分布的主要控制構(gòu)造,斷裂交匯區(qū)存在強烈的垂直熱對流作用。在北東向斷裂區(qū)存在兩個高溫熱柱刺穿基巖頂部形成高溫中心,而在高溫熱柱帶外圍是衍生的相對低溫區(qū)域;盆地熱流值由熱田中心區(qū)向周圍迅速降低。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P641.3;P314.1
【圖文】：

圖 1.1 深大斷裂帶深部地熱系統(tǒng)概念模型。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1 地熱水系統(tǒng)成因模式研究 Muffle 最早提出中低溫對流型地熱系統(tǒng)概念，即熱儲溫度低于 150 ℃，受隙網(wǎng)絡(luò)或斷裂破碎帶導(dǎo)水控制，在正�；蚵愿叩拇蟮責崃鞅尘跋虏粩嗌郎氐木呱钛h(huán)徑流特征的地下熱水環(huán)流系統(tǒng)[30]。其在自然界比高溫地熱系統(tǒng)的分布要泛的多，尤其是在我國東南沿海一帶廣泛出露的溫泉大多數(shù)均為這類地熱系統(tǒng)與藏南，川西，滇西等地區(qū)不同，這類地熱系統(tǒng)主要受地質(zhì)構(gòu)造條件，特別是大斷裂構(gòu)造的控制，區(qū)域熱源背景值也不如高溫地熱帶高。與高溫水熱系統(tǒng)的漿房或冷卻巖漿巖熱源不同，其深部不存在特殊的附加熱源，主要依靠區(qū)域大

圖 1.2 技術(shù)路線圖創(chuàng)新點）運用多學(xué)科交叉方法，綜合物探、熱紅外遙感和鉆探成果，分場分布特征；綜合地表溫度異常、布格重力異常和航磁異常特征為，以已出露的溫泉和地熱鉆孔為先驗點，圈劃地熱水異常區(qū)，并結(jié)質(zhì)條件，確定地下熱水的成因類型及控制因素。 ）利用地下熱水化學(xué)常量、微量元素指標，綜合多種同位素指標、13C、7Sr/86Sr、δ11B），輔助非冷凝地熱氣體成分，系統(tǒng)的刻畫熱水水文地球化學(xué)演化特征，分析了地下熱水的補給、徑流和排深部構(gòu)造條件和深循環(huán)特征揭示熱水的形成條件及深大斷裂對地水熱活動的控制作用，為分析熱水的成因機制提供佐證。 ）系統(tǒng)分析研究區(qū)熱儲性質(zhì)，同時將固體潮理論運用至地下熱水通過數(shù)值模擬手段研究深大斷裂帶對地熱水動力場和溫度場的控大斷裂內(nèi)水動力機制及溫度分布狀態(tài)等深部地熱系統(tǒng)中的新規(guī)律

有著非常高的利用價值（見圖 2.1）。圖 2.1 研究區(qū)交通位置圖2.1.1 地形地貌 研究區(qū)位于我國東南丘陵南緣，在一系列巖漿運動、地殼活動的長期影響下形成了復(fù)雜的地形地貌特征，主要有山地、臺地、平原和丘陵。地勢西高東低，海岸線曲折，呈北東東向延伸，鎮(zhèn)海灣在中部通過，將研究區(qū)分為東、西兩側(cè)，東側(cè)以平原、丘陵為主；西側(cè)以丘陵、山地為主，屬陽東縣管轄。研究區(qū)中心為新洲盆地區(qū)，地勢總體為北高南低，東高西低，東西兩側(cè)向腹部傾斜，依山傍海。

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本文編號：2777227