四川盆地東部重慶主城區(qū)附近分布有盆地-背斜出露型地下熱水。本文著重討論該地區(qū)地下熱水獨(dú)特的分布和溫泉出露特征,分析熱水水文地球化學(xué)特征及其演化規(guī)律,探討地下熱水的成因機(jī)制,闡明背斜影響下的地下水流動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn),有助于豐富地下熱水分布和循環(huán)的認(rèn)識(shí),同時(shí)為重慶地區(qū)地下熱水的開發(fā)利用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。由于受到近南北向背斜的強(qiáng)烈控制,重慶主城區(qū)附近三疊系下統(tǒng)嘉陵江組和中統(tǒng)雷口坡組碳酸鹽巖熱儲(chǔ)地下熱水的分布類型可以概括為“盆地-背斜出露”型,即該類型既有沉積盆地型地下熱水的分布特征,同時(shí)在背斜的影響下又表現(xiàn)出出露型的特征。天然溫泉主要在高隆起背斜的核部和傾末端河流切割的碳酸鹽巖裸露區(qū)地形低處出露,也可在背斜傾末端非碳酸鹽巖區(qū)地形有利處穿透上覆砂巖蓋層涌出地表。布置在背斜兩翼揭露碳酸鹽巖熱儲(chǔ)層的鉆井也能開采地下熱水（鉆井溫泉）。重慶主城區(qū)附近地下熱水屬于中低溫（32.9-57℃）,弱酸至弱堿性（pH值6.2-8.46）地下熱水,TDS為1620-2929 mg/L,水化學(xué)類型為SO₄-Ca型。層次聚類的方法將研究區(qū)地下熱水分為為:高TDS、高Ca、SO₄

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

河間地塊地下水流網(wǎng)剖面圖(據(jù)Hubbert,1940)

5下熱水(Fusarietal.,2017)，其地下熱水的分布既受到背斜的控制，斷層也起到一定的作用。而在盆地地質(zhì)條件下，同時(shí)又與單個(gè)背斜構(gòu)造密切相關(guān)的地下熱水顯得更為獨(dú)特，到目前為止，除四川盆地外，世界其他地方還沒有發(fā)現(xiàn)類似特征的地下熱水。因此分析總結(jié)重慶主城區(qū)附近盆地-背斜出露型地下熱水的獨(dú)特分布和出露特征，深入研究該區(qū)地下水流動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)是本次研究的重點(diǎn)。圖1-2地下水流動(dòng)系統(tǒng)剖面圖(據(jù)Tóth,1963)1.2.2同位素在地下熱水中應(yīng)用的研究同位素示蹤技術(shù)作為一種研究地質(zhì)作用的有效手段，近幾十年來被廣泛地應(yīng)用到解決地下熱水各種關(guān)鍵問題的研究中。(1)氫氧穩(wěn)定同位素的應(yīng)用Craig(1961)對(duì)全球范圍內(nèi)大量的河水、湖水和大氣降水水樣2H和18O進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了大氣降水δ2H和δ18O之間的線性相關(guān)關(guān)系：δ2H=8δ18O+10(1-1)又稱為全球大氣降水線方程，通過水樣的δ2H和δ18O數(shù)據(jù)點(diǎn)在δ2H-δ18O關(guān)系圖上的不同位置，來反映水樣的來源和形成。若δ2H和δ18O數(shù)據(jù)點(diǎn)落在大氣降水線附近則為大氣降水成因；數(shù)據(jù)點(diǎn)落于海水值(SMOW)右下方，則為海相沉積水成因；若水樣為大氣降水和海相沉積水混合成因，則數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)位于前兩類位置之間；若數(shù)據(jù)點(diǎn)落在遠(yuǎn)離海水值的右下方，則說明為海相沉積和巖漿水混合成因(林耀庭和唐慶,1996;Zhouetal.,1997;周訓(xùn)等,2015)。eneretal.(2019)利用2H、18O同位素特征對(duì)土耳其安納托利亞

7圖1-3地下水δ2H和δ18O的值及可能偏離大氣降水線的方向(據(jù)Albuetal.,1997，轉(zhuǎn)引自周訓(xùn)等,2017)(2)放射性同位素測年利用放射性同位素的衰變?cè)砜蓽y定地下熱水年齡，目前應(yīng)用比較廣泛的主要為3H、14C、36Cl、226Ra-222Rn等(MaoszewskiandZuber,1982;Carreon-Diazcontietal.2003;Zuberetal.2004)。226Ra-222Rn法可用下式估算熱水年齡(Cherdyntsev,1971)：t=ln(1)(1-4)式中，λRa為226Ra的衰變常數(shù)，4.27×10-4a-1；NRa為226Ra的含量；NRn為222Rn的含量。周海燕等(2008)利用該方法估算廣東從化溫泉地下熱水的年齡為3-14a，并推斷地下熱水滯留時(shí)間短，循環(huán)過程較快。Marineretal.(2006)利用14C分析美國愛達(dá)荷州基巖(Idahobatholith)地區(qū)中低溫地下熱水系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于地?zé)嵯到y(tǒng)中不同碳源的組成和數(shù)量的不確定性，使得14C法估算的地下水年齡存在誤差，最終得到地下熱水的循環(huán)時(shí)間近似為6000a。(3)地下熱水(溫泉?dú)怏w)中C元素來源的研究(δ13C-DIC、δ13C-CO2、δ13C-CH4)地下熱水或溫泉?dú)怏w中δ13C值的變化特征可作為分析其C元素來源的可靠依據(jù)。Sraceketal.(2015)對(duì)非洲西南部納米比亞Damara造山帶的地下熱水進(jìn)行了研究，分析其熱水中總?cè)芙鉄o機(jī)碳(DIC)的同位素特征，結(jié)果顯示δ13C-DIC值的變化范圍在-4.7至-10.3‰之間，全部落在埃塞俄比亞裂谷觀測值范圍內(nèi)(-2.1‰至-14.7‰)，表明熱水中C主要來源于內(nèi)源性CO2的輸入(Bretzleretal.,2011)，同時(shí)也受到植被覆蓋的影響。

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