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重庆市温塘峡背斜地下热水水文地球化学特征研究

作　者: 杨雷
导　师: 袁道先
学　校: 西南大学
专　业: 第四纪地质学
关键词: 地下热水水文地球化学特征稳定同位素温塘峡背斜
分类号: P314
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 49次
引　用: 2次
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内容摘要

生态环境与社会发展,是当今国际社会普遍关注的重大问题。在人类漫长的发展历程中,尤其是从工业革命以来,在改造自然和发展经济方面取得了辉煌的业绩。与此同时,由于工业化过程中的处置失当,尤其是不合理的开发利用自然资源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存与发展构成了现实威胁。保护生态环境,实现可持续发展,已成为全世界紧迫而艰巨的任务。地下热水作为一种特殊的水资源,由于其能源价值、疗养价值和休闲娱乐带来的巨大经济价值,一直以来都受到人们的广泛关注,尤其在水资源短缺、能源危机四伏的21世纪,合理的开发利用好地下热水资源尤显重要,目前,地下热水作为旅游资源被广泛开发利用。重庆是我国西部经济发展中心,有名的温泉之都,地下热水资源非常丰富。随着社会经济的增长和旅游业发展的需要,重庆市地热温泉水的综合开发利用已呈现出一派方兴未艾的势头。近年来,“五方十泉”、“一圈百泉”和“两翼多泉”等系列温泉开发计划的实施,成功将重庆打造成为了“中国温泉之都”,温泉旅游资源已在重庆旅游业发展战略中占据了十分重要的位置。然而,重庆市温泉旅游业的快速发展对地下热水资源的可持续开发利用和科学的保护提出更高的要求。因此,对于重庆市地下热水资源的补给来源、储存条件等做系统的综合研究就更显必要。本研究选取重庆市温塘峡背斜出露的两处温泉作为研究对象,主要采用水化学方法和同位素手段对其地下热水的水化学特征、来源以及冷热水的混合机制等方面进行比较系统的探讨,得出以下主要结论：(1)研究区温泉水中主要阴阳离子分别为：SO42-、HCO3-和Ca2+、Mg2+,水化学类型为SO42_—Ca2+(Mg2+)型,水中的矿化度、总硬度和总碱度均非常高。研究还发现,其主要离子来源于热水在循环运移过程中对围岩矿物的溶解作用,且主要表现为对石膏矿物的溶解。温泉水中异常高的Sr2+主要与研究区锶的高背景值相关。(2)通过对研究区温泉水样进行流体-矿物平衡分析表明,该区地下热水未能达到溶解平衡,热水在向上运移至地表过程中有浅层冷水的混入。采用Fournier R.O提出的冷热水混合模型和硅-焓模型分别对混入冷水份额进行了计算,其结果比较一致的显示研究区温泉混合冷水份额比较大,北温泉的B1、B2和青木关的Q1约为76.80%,青木关的Q2、Q3约为87.43%。(3)氢、氧稳定同位素研究表明,研究区热水来源于大气降水补给,并计算出其补给高程为900m左右,其补给区可能位于温塘峡背斜北端的岩溶露头区。S042-中δ34S值(31.87‰-33.8‰)与四川盆地海相三叠系嘉陵江组二段硬石膏中634S值(32.5%o-35.6%o)相吻合,且水样中的87Sr/86Sr值(0.70803-0.70849)同样与嘉陵江组二段和四段蒸发岩(研究区锶矿的主要成矿层)中天青石矿物的87Sr/86Sr值(0.70724-0.70990)吻合,表明该区热储水层为三叠系下统嘉陵江组地层。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
第1章绪论  9-15
  1.1 选题背景和意义  9-10
  1.2 研究现状  10-12
    1.2.1 国外对于地下热水的研究  10
    1.2.2 国内对于地下热水的研究  10-11
    1.2.3 同位素地球化学在地下热水研究中的应用  11
    1.2.4 重庆地区地下热水研究现状  11-12
  1.3 科学问题的提出  12
  1.4 主要研究内容及技术路线  12
  1.5 样品采集及分析测试  12-15
    1.5.1 阴阳离子采样和测试方法  13
    1.5.2 同位素样品采集及测试方法  13-15
第2章研究区概况  15-21
  2.1 自然地理概况  15
  2.2 区域构造、地层、岩性概况  15-21
第3章温泉水化学特征研究  21-35
  3.1 水化学概况  22
  3.2 水化学组分分析  22-28
    3.2.1 常量组分分析  22-25
    3.2.2 特征组分分析  25-26
    3.2.3 温泉水动态变化  26-28
  3.3 总硬度、总碱度和矿化度分析  28-29
    3.3.1 矿化度  28
    3.3.2 总硬度  28
    3.3.3 总碱度  28-29
  3.4 离子来源分析  29-34
    3.4.1 主要离子来源  29-31
    3.4.2 锶离子来源  31-34
    3.4.3 水化学特征差异分析  34
  3.5 本章小结  34-35
第4章冷热水混合机制  35-43
  4.1 流体-矿物平衡分析  35-38
    4.1.1 饱和指数法  35-36
    4.1.2 多矿物平衡图解  36-38
  4.2 冷热水混合机制  38-42
    4.2.1 混合模型  38-40
    4.2.2 硅-焓模型  40-42
  4.3 本章小结  42-43
第5章温泉稳定同位素地球化学特征  43-49
  5.1 δD、δ~(18)O同位素组成分析  43-45
    5.1.1 热水补给来源分析  43-45
    5.1.2 热水补给区域分析  45
  5.2 硫同位素分析  45-46
  5.3 锶同位素分析  46-47
  5.4 本章小结  47-49
第6章结论与不足  49-51
  6.1 主要结论  49-50
  6.2 不足之处  50-51
参考文献  51-55
附录  55-59
致谢  59-61
作者简历  61-62

重庆市温塘峡背斜地下热水水文地球化学特征研究

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