亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        四川吉魚溫泉水文地球化學(xué)特征及成因機(jī)制分析

        2022-11-29 10:39:58田夢莎李存旺
        地下水 2022年6期

        柯 斌,吳 勇,田夢莎,李存旺,宋 鵬

        (1.核工業(yè)西南勘察設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610000;2.成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610059;3.四川省環(huán)境政策研究與規(guī)劃院,四川 成都 610041)

        地?zé)豳Y源是賦存于地球深部的一種能源,它與石油、天然氣、煤等不可再生能源不同,地?zé)豳Y源是作為一種新興的環(huán)保能源,不論是從環(huán)保角度還是經(jīng)濟(jì)角度考慮地?zé)豳Y源都存在巨大的開發(fā)潛力[1]。四川開發(fā)了都江堰侏羅紀(jì)溫泉、雅安周公山溫泉、峨眉山靈秀溫泉、安縣羅浮山溫泉及西部大峽谷溫泉等多個頂級溫泉,獨(dú)特的盆地氣候和地?zé)岬刭|(zhì)條件為溫泉的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)[2]。

        目前,對于龍門山斷裂帶地?zé)岢梢蚰J降难芯浚饕性邶堥T山前緣地帶,如較為典型的綿竹釀春池溫泉,對于龍門山后山斷裂的地?zé)岢梢蚰J窖芯肯鄬^少。從八十年代以來,在四川地?zé)崴难芯恐?,對龍門山斷裂帶地區(qū)地?zé)豳Y源的研究較為貧瘠,主要是集中在川南和川西松潘甘孜地區(qū)[3]。因此,本文以出露于茂汶斷裂(又稱龍門山后山斷裂)上盤白云巖地層中的吉魚溫泉為研究對象,在前人研究成果的基礎(chǔ)上,分析其水文地球化學(xué)特征、水-巖作用程度及熱儲特征,淺析吉魚溫泉的成因機(jī)制,豐富龍門山后山斷裂帶地?zé)岢梢蚰J降难芯俊?/p>

        1 區(qū)域地質(zhì)背景及地?zé)岙惓L卣?/h2>

        1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

        區(qū)域上位于四川省西北部、阿壩藏族羌族自治州東南部,地處青藏高原向川西平原過渡地帶。區(qū)內(nèi)地勢總體上呈現(xiàn)為西北高、東南低,岷江河谷兩岸山勢雄偉,河谷、溝谷深切多呈“V”字型,主要地貌類型存在極高山地貌、高山地貌、剝蝕-侵蝕中山地貌、第四系松散堆積地貌。區(qū)內(nèi)氣候總體上屬高原型季風(fēng)氣候,降水量在各地區(qū)分配不均,年降水量均在500~800 mm之間。區(qū)內(nèi)河流分屬岷江水系和涪江水系,各級支流多呈樹枝狀。吉魚溝為岷江的一級支溝,為“V”字型深切窄谷,干流長8.5 km,流域面積約15.2 km2,前人實(shí)測枯水期最小流量為0.4 m3/s,洪水期最大流量為0.7 m3/s。

        區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了晉寧運(yùn)動、加里東運(yùn)動、華力西運(yùn)動、印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動等多次地殼運(yùn)動,并相應(yīng)產(chǎn)生了多時代的巖漿巖。涉及吉魚溫泉形成的巖漿巖活動為元古代晉寧-澄江期巖漿巖活動,為區(qū)內(nèi)最強(qiáng)烈的一次巖漿活動,形成了元古代晉寧-澄江第四期黑云花崗巖(γ2(4)),分布于牟托一帶以“牟托巖體”獨(dú)立產(chǎn)出,被震旦系燈影組白云巖圍繞呈“馬蹄形”分布(圖1)。

        圖1 區(qū)域水文地質(zhì)略圖

        1.2 區(qū)域地?zé)岙惓L卣?/h3>

        根據(jù)區(qū)域布格重力異常圖(圖2),區(qū)域圖及資料反映境內(nèi)龍門山地區(qū)的布格重力異常變化明顯,均為負(fù)值,整體上呈現(xiàn)由西北向東南逐漸升高的趨勢,同時也說明地殼厚度呈現(xiàn)逐漸減小的整體趨勢。根據(jù)區(qū)域布格重力異常圖及資料從松潘至龍門山前緣重力值從-300×105m/s2增大至-150×105m/s2,形成了線狀密集的重力梯級帶,龍門山斷裂帶重力值在-190×105~160×105m/s2之間,重力異常等值線走向與龍門山斷裂帶走向大致相同,等值線分布均勻,無重力高及突變部位。

        2 吉魚溫泉的出露特征及水樣采集及分析

        吉魚溫泉出露于吉魚溝右岸坡腳處,溫泉出露部位距213國道約1.5 km,距茂縣縣城公路距離約18.0 km。吉魚溫泉共有兩個出露點(diǎn),兩個出露點(diǎn)直線距離約10 m,根據(jù)吉魚溝流向命名為:吉魚溫泉1#號,吉魚溫泉2#號。L兩個出露點(diǎn)均出露于茂汶斷裂帶上盤震旦系燈影組白云巖地層中,吉魚溫泉1#出露于一條寬約0.5~1.0 m的斷層破碎帶中,泉點(diǎn)出露高程1 640 m,水溫26.0℃,流量約0.5 L/s;吉魚溫泉2#亦沿裂隙流出,泉點(diǎn)出露高程1 643 m,水溫34.0℃,流量約0.4 L/s;溫泉兩個出露部位H2S氣體味均較濃,2#出露處尤為明顯。

        為對比分析地?zé)崴⒗淙?、地表水各自的水文地球化學(xué)特征,分別對吉魚溫泉(地?zé)崴?、周邊冷泉及溪溝水(地表水)規(guī)范取樣進(jìn)行水質(zhì)全分析,現(xiàn)場測定每件樣品pH及溫度。此外,還收集到1件岷江水質(zhì)數(shù)據(jù)資料同時進(jìn)行對比分析。

        圖2 區(qū)域布格重力異常圖

        表1 水化學(xué)測試結(jié)果統(tǒng)計表

        3 吉魚溫泉的水文地球化學(xué)特征

        3.1 水化學(xué)特征

        地?zé)崴?、冷泉、地表水各自其水化學(xué)成分、地下水循環(huán)深度、水-巖作用時長各有不同,反映為地?zé)崴?、冷泉、地表水不同的水化學(xué)特征及類型。對比分析地?zé)崴约敖蠢淙?、地表水水文地球化學(xué)特征有利于理解溫泉與周邊水體的補(bǔ)、徑、排關(guān)系,更加深入認(rèn)識溫泉的形成模式,從而有助于更加深入的認(rèn)識溫泉形成的成因模式[4-14]。采取水樣由專業(yè)實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行測試分析,根據(jù)電中性方程,計算得出陰陽離子總量百分誤差在5%以內(nèi),測試結(jié)果準(zhǔn)確,可用于水樣分析,其結(jié)果如表1所示。運(yùn)用AquaChem軟件,導(dǎo)入各水樣常量組分Cl-、SO42-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+的含量,得出各類水樣在Piper圖中的分布位置(圖3),得出溫泉水、冷泉水、溪溝水及岷江江水的水化學(xué)類型。

        圖3 吉魚溫泉水、冷泉水、溪溝水、岷江江水Piper圖

        溫泉水、溪溝水、岷江江水呈現(xiàn)出各自不同的水化學(xué)特征,也反映了不同的形成環(huán)境及條件。從常規(guī)離子含量分析:溫泉水中陽離子以Ca2+為主,占陽離子毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)在50%左右;冷泉以及地表水以Ca2+、Mg2+為主,占陽離子毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)的比例均在80%~95%,含量占比優(yōu)勢明顯。溫泉水中陰離子以SO42-為主,SO42-占陰離子毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)的70%以上,比冷泉水、地表水SO42-所占比例高出2~4倍,含量上差到1~2個數(shù)量級;冷泉以及地表水以HCO3-為主,HCO3-占陰離子毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)在60%~80%,溫泉水中HCO3-所占比例相對較小,但溫泉水HCO3-的含量依然較冷泉水、溪溝水大,其原因主要是來自深循環(huán)的溫泉水的礦化度均比淺循環(huán)以及地表水大1~2數(shù)量級,各種離子溶解在溫泉水中的量均占絕對優(yōu)勢。

        特殊組分主要分析氟和偏硅酸這兩種在溫泉水中極具代表性的指標(biāo)。一般在相同圍巖條件情況下,地下熱水溫度與熱水中F-的溶解能力存在一定正相關(guān)關(guān)系[14],吉魚溫泉1#、2#溫泉水中氟的含量分別為2.23 mg/L、3.15 mg/L,冷泉水中含量較低,相差近一個數(shù)量級,亦反映了地?zé)崴疁囟仍礁叻暮吭酱蟮奶卣?。偏硅酸的含量受溫度的影響亦較大,也呈現(xiàn)出溫度越高含量越高的特征,吉魚溫泉1#、2#溫泉水中偏硅酸的含量分別為34.18 mg/L、66.98 mg/L,冷泉水、溪溝水中含量在8.00~12.00 mg/L。

        地?zé)崴?、冷泉、地表水水化學(xué)類型方面,吉魚溫泉1#、冷泉水、溪溝水的水化學(xué)類型均為SO4·HCO3-Ca·Mg型,吉魚溫泉2#水化學(xué)類型為SO4-Ca·Mg型,吉魚溫泉1#的水化學(xué)類型與其近源冷水一致,表現(xiàn)為吉魚溫泉兩個出露點(diǎn)不同的水化學(xué)類型。根據(jù)水化學(xué)特征及溫泉兩出露點(diǎn)的出露特征分析,其原因主要為吉魚溫泉1#泉點(diǎn)在其徑流排泄途中混入較多近源冷水,因此呈現(xiàn)出與近源冷水相同的水化學(xué)類型,同時也降低了溫泉出露點(diǎn)的出水溫度。

        綜上,地?zé)崴c冷泉水、地表水相比,地?zé)崴谐A拷M分和特殊組分的絕對含量都具絕對優(yōu)勢;地?zé)崴刑厥饨M分氟和偏硅酸在相同圍巖條件情況下,地下熱水溫度與熱水中氟和偏硅酸的含量存在一定正相關(guān)關(guān)系。整體上地下熱水與圍巖的作用時間及程度均較強(qiáng)烈,在地下水的徑流-運(yùn)移過程中,地下熱水相對冷泉水和地表水而言,在水熱作用下地?zé)崴谐A拷M分和特殊組分的富集能力較強(qiáng)。

        3.2 水-巖作用及熱儲溫度

        在地?zé)豳Y源勘探評價過程中,深部熱儲溫度是評價地?zé)豳Y源的重要參數(shù),在野外實(shí)地測試得到的溫度是熱水出露后的溫度,而非熱儲溫度,目前通常利用地?zé)釡貥?biāo)方法來估算地下熱水的熱儲溫度。常用的地?zé)釡貥?biāo)有石英溫標(biāo)、陽離子溫標(biāo)和同位素溫標(biāo)三類。在對溫泉的熱儲溫度進(jìn)行估算前,需先用Giggenbach于1988提出的Na-K-Mg三角形圖解法[15]對地下熱水的平衡狀態(tài)和類型進(jìn)行劃分。吉魚溫泉水樣點(diǎn)位于未成熟區(qū)內(nèi)(圖4),處在Na-K-Mg三角圖中Mg離子的右下方角落處,表明水-巖作用未達(dá)到平衡。吉魚溫泉1#、2#出水點(diǎn)水樣分布位置不同,溫泉1#出水點(diǎn)水樣位置與周邊冷泉水樣點(diǎn)在Na-K-Mg三角圖中所處位置幾乎重合,這也進(jìn)一步說明吉魚溫泉1#徑流、運(yùn)移過程中混入較多近源冷水。

        圖4 吉魚溫泉、冷泉水、溪溝水、

        通過對吉魚溫泉水-巖作用程度的判斷,吉魚溫泉熱水屬于“未成熟水”,即水-巖作用尚未達(dá)到平衡狀態(tài),不適合使用陽離子溫標(biāo)法估算地?zé)釡貥?biāo),宜采用無蒸汽損失的二氧化硅溫標(biāo)進(jìn)行熱儲溫度計算[16]。

        根據(jù)無蒸汽損失的二氧化硅溫標(biāo)公式(1)計算出的吉魚溫泉熱儲溫度結(jié)果(表2)如下:

        tSiO2=1 309/(5.19-LgCSiO2)-273.15

        (1)

        通過計算,吉魚溫泉1#、2#熱儲溫度分別為74.05℃、103.22℃,根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB11615-2010),吉魚溫泉屬中溫地?zé)豳Y源。由于吉魚溫泉1#徑流、運(yùn)移過程中混入了較多近源冷水,導(dǎo)致計算所得的熱儲溫度偏低,因此吉魚溫泉所處的熱儲溫度與吉魚溫泉2#出水點(diǎn)更為接近和準(zhǔn)確。

        3.3 熱水循環(huán)深度的估算

        根據(jù)溫泉水熱儲溫度及當(dāng)?shù)仄骄責(zé)嵩鰷靥荻瓤梢源笾峦扑愕責(zé)崴难h(huán)深度,引用公式2[17],其計算結(jié)果可表示在正常地?zé)嵩鰷貤l件下,地下熱水的循環(huán)深度:

        H=(t-ta)/G0-h

        (2)

        式中:H為熱水循環(huán)深度;t為熱儲溫度;ta為當(dāng)?shù)囟嗄昶骄鶜鉁兀?1.0℃;G0為當(dāng)?shù)仄骄販靥荻?,?.03℃/100m;h為常溫帶厚度(一般為覆蓋層厚度),取0m。

        通過計算表明:吉魚溫泉1#和吉魚溫泉2#的熱水循環(huán)深度分別為2 080 m、3 043 m。由于吉魚溫泉1#在徑流、排泄過程中混入了較多近源冷水,致使吉魚溫泉1#溫泉水中偏硅酸含量降低,計算所得的循環(huán)深度較吉魚溫泉2#較小,因此計算所得的吉魚溫泉2#熱水循環(huán)深度更能代表吉魚溫泉熱水循環(huán)深度。在此,需要說明的是在地下熱水的徑流、運(yùn)移過程中,一般還存在其他熱源對其進(jìn)行供熱,因此計算所的熱水循環(huán)深度可視為最大熱水循環(huán)深度,即吉魚溫泉熱水循環(huán)深度在3 000 m左右,熱儲溫度可達(dá)100℃左右。

        4 吉魚溫泉的成因模式

        4.1 吉魚溫泉的形成條件

        熱源是形成溫泉的必要條件之一,而熱源類別是確定溫泉成因的主要因素之一。區(qū)內(nèi)涉及的巖漿巖牟托巖體為元古代晉寧-澄江第四期黑云花崗巖(γ2(4)),元古代花崗巖距今已有500 Ma以上,并出露地表且存在變質(zhì)現(xiàn)象。湯集旸研究表明[18]:100 Ma以前的侵入體,其溫度已恢復(fù)到圍巖的環(huán)境溫度,因此巖漿巖熱源不能成為吉魚溫泉地?zé)崴臒嵩础^(qū)內(nèi)涉及活動性斷裂主要為茂汶斷裂,又稱龍門山后山斷裂,為龍門山斷裂帶的三大主干斷裂之一,該斷裂活動頻繁,活動斷裂和地震產(chǎn)生的機(jī)械摩擦熱對大地?zé)崃髦荡嬖谝欢ǖ呢暙I(xiàn)。綜合分析可知,吉魚溫泉熱源沒有巖漿熱源等特殊熱源,主要熱源是來自深部的地幔熱源,總體上吉魚溫泉屬正常地溫梯度增溫。

        根據(jù)吉魚溫泉水、冷泉水、溪溝水、岷江江水各水樣的常量離子,繪制Schoeller圖(圖5),溫泉水、冷泉水、溪溝水各離子變化趨勢基本一致,僅在垂向上因不同類型水的離子含量變化存在一定差異,即反映溫泉水、冷泉水、溪溝水的補(bǔ)給來源均為大氣降水及區(qū)內(nèi)高山冰雪融水,且在徑流、運(yùn)移過程中存在混合情況[19]。趨勢圖在垂向上存在的差異主要是由于各類水不同的循環(huán)深度、不同的徑流途徑以及不同的水力交替速度等因素致使水化學(xué)特征的不同,亦說明溫泉補(bǔ)給源不是來源于周邊的地表水淺循環(huán)補(bǔ)給,而是來源于外圍高山區(qū)的降水或融雪深循環(huán)補(bǔ)給,同時亦表現(xiàn)在補(bǔ)給高程上的差別。

        圖5 離子變化趨勢圖

        熱儲是指地?zé)崃黧w相對富集,具有有效空隙和滲透性的巖層或巖體破碎帶。根據(jù)載熱流體賦存空間的不同,熱儲一般分為層狀熱儲和帶狀熱儲[20]。從吉魚溫泉出露的地質(zhì)條件和吉魚溫泉推算的循環(huán)深度分析,吉魚溫泉地?zé)崴饕x存于斷裂帶震旦系燈影組(Zbdn)白云巖和晉寧-澄江期牟托花崗巖體破碎帶以及構(gòu)造裂隙之中,屬帶狀熱儲。

        地質(zhì)構(gòu)造分析是研究地?zé)崴梢驒C(jī)制的基礎(chǔ),大地構(gòu)造位置決定了地?zé)嵯到y(tǒng)的熱背景,小構(gòu)造環(huán)境控制地?zé)嵯到y(tǒng)的斷裂及裂隙發(fā)育、地下熱水的補(bǔ)給、徑流及排泄條件以及熱水上涌通道的細(xì)節(jié)等條件[18]。經(jīng)前人勘察,吉魚溫泉所處的小構(gòu)造環(huán)境為吉魚溫泉出露處分布的一條斜穿溪溝的斷層發(fā)育并與茂汶斷層交匯,前人將其命名為吉魚溝斷層(圖6),吉魚溝斷層走向?yàn)?5°,傾角40°,與茂汶斷層呈“入”字型相交,形成寬約100 m的白云巖破碎帶,破碎帶內(nèi)巖石裂隙密集(每米為3~5條),成為吉魚溫泉地?zé)崴仙雎兜牧己猛ǖ馈?/p>

        圖6 吉魚溫泉泉域水文地質(zhì)略圖

        圖7 吉魚溫泉成因模式圖

        4.2 吉魚溫泉的成因模式

        吉魚溫泉淺部不存在年輕巖漿巖體類別的特殊熱源,主要是在略為偏高的區(qū)域地?zé)岜尘爸?,吉魚溫泉地?zé)崴邮艽髿饨邓约皡^(qū)內(nèi)高山冰雪融水補(bǔ)給,通過牟托巖體花崗巖斷裂及茂汶斷裂下滲進(jìn)行深循環(huán),沿破碎帶及裂隙運(yùn)移至茂汶斷裂帶與吉魚溝斷裂交匯處,在地形和構(gòu)造有利部位排泄。通過對吉魚溫泉出露特征、水文地球化學(xué)特征、形成條件等綜合分析,吉魚溫泉屬于典型的深循環(huán)中低溫對流型地?zé)嵯到y(tǒng),屬隆起帶深循環(huán)地?zé)崴汀?/p>

        綜上所述,吉魚溫泉的地質(zhì)成因模式可概括如下:在略為偏高的區(qū)域地?zé)岜尘爸?,高山區(qū)的降水或雪水通過深大斷裂破碎帶和裂隙體系下滲進(jìn)入深循環(huán),并沿破碎帶、裂隙構(gòu)造運(yùn)移和循環(huán)。在地下水運(yùn)移過程中,隨著循環(huán)深度的增加,地下水從巖石中不斷吸收存儲熱量,在2 000~3 000 m深處地下水溫度可能達(dá)到70.0℃~100.0℃。熱儲中地?zé)崴畵竦刭|(zhì)條件有利的部位運(yùn)移,即沿破碎帶以及裂隙運(yùn)移,運(yùn)移至茂汶斷裂帶與吉魚溝斷裂交匯處,并

        與近源地下水混合后,在有利的地形地貌部位出露成為吉魚溫泉,泉口高程為1 640 m,泉水溫度34.0℃,流量1.0 L/s(圖7)。

        5 結(jié)語

        (1)吉魚溫泉出露于茂汶斷裂上盤震旦系燈影組白云巖地層中,吉魚溝斷層與茂汶斷裂呈“入”字型相交,形成規(guī)模較大的白云巖破碎帶,破碎帶內(nèi)巖體裂隙密集,構(gòu)成吉魚溫泉形成的小構(gòu)造環(huán)境。

        (2)吉魚溫泉水溫32.5℃~34℃,流量約1.0 L/s,水化學(xué)類型為SO4-Ca-Mg型。利用Na-K-Mg平衡圖解判斷吉魚溫泉屬于“未成熟水”,即水-巖作用尚未達(dá)到平衡狀態(tài);運(yùn)用石英溫標(biāo)估算熱儲溫標(biāo)為103.22℃,熱水循環(huán)深度約3 000 m左右。

        (3)通過對吉魚溫泉出露特征、水文地球化學(xué)特征、形成條件等綜合分析可知:吉魚溫泉屬于典型的深循環(huán)中低溫對流型地?zé)嵯到y(tǒng),屬隆起帶深循環(huán)地?zé)崴汀?/p>

        免费观看在线视频播放| 国产精品露脸张开双腿| 亚洲伦理一区二区三区| 国产精品视频一区二区久久| 夜夜爽夜夜叫夜夜高潮| 亚洲第一av导航av尤物| 日韩一区二区肥| 久久精品成人一区二区三区蜜臀 | 人人妻人人澡人人爽精品日本| 无码免费一区二区三区| 五月天国产精品| 男女午夜视频一区二区三区 | 美女福利视频网址导航| 精品国产亚洲亚洲国产| 成人精品一区二区三区中文字幕| 任你躁国产自任一区二区三区| 国内偷拍第一视频第一视频区| 性人久久久久| 久久99精品国产麻豆| 久久久精品2019中文字幕之3| 国产自拍三级黄片视频| 国产做无码视频在线观看| 亚洲av成人综合网| 国产黄片一区视频在线观看| 东北熟妇露脸25分钟| 色吊丝中文字幕| 国产精品爆乳在线播放| 亚洲一区视频中文字幕| 大陆国产乱人伦| 亚洲巨乳自拍在线视频| 一区二区无码精油按摩| 国产av天堂亚洲av刚刚碰| 亚洲中文字幕久在线| 亚洲欧美日韩国产一区二区精品| 亚洲av色精品国产一区二区三区 | 东北少妇不戴套对白第一次| 亚洲 高清 成人 动漫| 伊人不卡中文字幕在线一区二区| 一区二区视频在线观看地址| a级毛片高清免费视频就| 日韩丝袜亚洲国产欧美一区|