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容城地热田地处河北雄安新区容城县,与牛驼镇地热田一样为大型岩溶热储,其开发利用对支撑当地地热供暖,缓解雾霾有着重要意义。本项研究通过开展土壤地球化学、放射性地球化学、水化学、岩石地球化学测量,试图查明该区土壤与地热水地球化学特征和控热构造分布特点。在此基础上,建立容城地热田成因模式,评价容城地热田地热资源开发利用前景。同时,为探索地球化学技术在无热泉出露地带(即北方平原地区断陷成因地热系统)地热资源勘查的适用性提供科学数据支持。
土壤地球化学特征,Hg、As、Sb元素在研究区内表现为相对富集,Cs元素相对贫乏;Hg元素的偏度高达8.07,说明了地下温度应该存在较大的差异性;且土壤中元素含量的分布情况能够较好放映出隐伏构造的分布,特别是Hg、As、Be这三种元素,区域内富集,异常突出明显,可作为地热田进一步勘查的指示元素。
岩石地球化学特征,热储层的白云岩和灰岩具有高的热导率(平均值分别为5.300W/mK,5.789W/mK)、比热容(160℃时趋向饱和,饱和时比热容值为1.316J/(kg·℃)),证明其具有良好的导热能力和吸收与释放热能的能力,加之其能发育丰富的岩溶储水空间,具有非常优质的热储能力和条件。但是其放热生热率平均值低(仅为0.25μW/m3左右),远低于世界平均放射性生热率(2.5μW/m3),故排除了研究区地热热源位放射性热源的可能。
水文地球化学特征,研究区的地下热水大多为中性或者弱酸性的微咸水,水化学类型主要包括Cl·HCO3-Na型和Cl-Na型水。水温在34-72℃。大多数地热水TDS超标,F、Ba含量达到了热矿水命名标准,具有较好的医疗价值。综合对容城地热田进行热储评价,计算的Cl·HCO3-Na型地热水的热储温度范围40-110℃,而Cl-Na型地热水的热储温度范围为50-80℃。经计算,地热水的循环深度大多数在1-2km之间。
经综合分析,认为容城地热田地下热水的温度主要受两大因素的影响,基岩埋深和地质构造。在同等地下埋深的情况下,基岩埋深越浅,地下热水温度越高。在同一控热构造的影响下,地下热水埋深越深,温度越高。
初步推断容城地热田成因模式主要热源是来自于深部热流的热传导,其补给来自大气降水,大致的演化过程为大气降水在研究区西部及北部周边山地渗入补给导热与聚热能力较强的碳酸盐岩地层,经历长距离的运移,深循环加热,在有利聚热的容城凸起部位富集,最终通过地热井进行开采使用。
土壤地球化学特征,Hg、As、Sb元素在研究区内表现为相对富集,Cs元素相对贫乏;Hg元素的偏度高达8.07,说明了地下温度应该存在较大的差异性;且土壤中元素含量的分布情况能够较好放映出隐伏构造的分布,特别是Hg、As、Be这三种元素,区域内富集,异常突出明显,可作为地热田进一步勘查的指示元素。
岩石地球化学特征,热储层的白云岩和灰岩具有高的热导率(平均值分别为5.300W/mK,5.789W/mK)、比热容(160℃时趋向饱和,饱和时比热容值为1.316J/(kg·℃)),证明其具有良好的导热能力和吸收与释放热能的能力,加之其能发育丰富的岩溶储水空间,具有非常优质的热储能力和条件。但是其放热生热率平均值低(仅为0.25μW/m3左右),远低于世界平均放射性生热率(2.5μW/m3),故排除了研究区地热热源位放射性热源的可能。
水文地球化学特征,研究区的地下热水大多为中性或者弱酸性的微咸水,水化学类型主要包括Cl·HCO3-Na型和Cl-Na型水。水温在34-72℃。大多数地热水TDS超标,F、Ba含量达到了热矿水命名标准,具有较好的医疗价值。综合对容城地热田进行热储评价,计算的Cl·HCO3-Na型地热水的热储温度范围40-110℃,而Cl-Na型地热水的热储温度范围为50-80℃。经计算,地热水的循环深度大多数在1-2km之间。
经综合分析,认为容城地热田地下热水的温度主要受两大因素的影响,基岩埋深和地质构造。在同等地下埋深的情况下,基岩埋深越浅,地下热水温度越高。在同一控热构造的影响下,地下热水埋深越深,温度越高。
初步推断容城地热田成因模式主要热源是来自于深部热流的热传导,其补给来自大气降水,大致的演化过程为大气降水在研究区西部及北部周边山地渗入补给导热与聚热能力较强的碳酸盐岩地层,经历长距离的运移,深循环加热,在有利聚热的容城凸起部位富集,最终通过地热井进行开采使用。