地下热水的来源与补给机制分析——以重庆北温泉为例

地下热水的来源研究对地下热水资源量评价和可持续开发利用有重要意义。选取重庆市北温泉作为研究对象,采用水化学分析、D、O同位素以及实时在线监测对其热水来源进行了研究。研究认为:重庆市北温泉泉水为中-低温浅层中性地热水,水化学类型为SO4-Ca型,地下热水的δ18O值为-8.48‰~-7.09‰,δD值为-55.46‰~-53.26‰,其补给来源为雨水,补给高程为海拔641~1 206m的岩溶出露区。安装马歇尔槽和CDTP300高分辨率实时在线监测发现:1)地下热水水文地球化学特征在长时间内稳定,体现了稳定的水-岩作用过程;2)北温泉的流量与研究区降雨量呈现出以半年为单位的滞后,雨季偏低,旱季偏高;当场降雨后20d左右,温泉水的水温和电导率微降,水量增加。地下热水的来源为大气降水,其补给除了长时间长距离的含水层稳定补给外,热水上升过程中受地表水和浅层地下水的补给。     

重庆南温泉热水水文地球化学特征及其成因

南温泉位于重庆东南约30公里的花溪河畔。热水出露于南温泉背斜的两翼,东翼有南温泉热水,西翼有小泉热水;南部近背斜倾没端有桥口坝热水揭露。据实地调查,南温泉地区主要出露嘉陵江组地层,其灰岩溶蚀洼地、溶洞、地下暗河等岩溶景观相当发育。地下热水储集于嘉陵江组第二段角砾状灰岩(T_1j~2)中,水型为SO_4—Ca、Mg型,矿     

南京汤泉地下热水化学特征及其指示意义

为确定南京汤泉地区地下热水补给来源,本次对比分析了区内20组不同水样的水化学、氘氧同位素及锶同位素比值的特征。结果表明,汤泉地下热水水化学类型为SO4- Ca型,热储温度为63℃～75℃;δD、δ¹⁸O值分别为 -42.89～-53.21‰、-7.11～-8.40‰,均位于当地大气降水线附近,指示其补给来源为雨水,补给高程为321 m～539 m;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值为0.708876～0.709299,表现为碳酸盐岩溶滤水特性。研究认为,地下热水的来源为碳酸盐岩岩溶出露区的大气降水补给,并主要流经碳酸盐岩地层,与浅层冷水和地表水水力联系微弱。     

大汶河流域上游典型剖面地下水水化学特征及其影响因素分析

为了解大汶河流域上游地下水水化学特征及其主要离子成因,选取两条典型剖面,采集了21组水样数据,利用数理统计分析、聚类分析、离子比分析、同位素分析等方法探讨其水化学特征及主要物质来源。结果表明,流域内各类地下水阳离子以Ca²⁺为主,HCO3^-、SO4^2-为优势阴离子,属于低矿化度水,pH均值7-8之间,整体偏弱碱性。研究区地下水水化学类型主要为 HCO3.SO4-Ca型、HCO3.SO4-Ca.Mg型、SO4.HCO3-Ca.Mg型。其中岩溶水中沿地下水流向从补给区向径流区SO4^2-离子含量逐渐增大,水化学类型由HCO3.SO4-Ca.Mg型演变为SO4.HCO3-Ca.Mg型,Na⁺ 、Ca²⁺ 、HCO3^- 、SO4^2-来源为白云石、方解石等碳酸盐矿物溶解和石膏等硫酸盐矿物溶解。研究表明流域内地下水主要来源于大气降水,大气降水和孔隙水的入渗补给是岩溶水的补给来源。地表水与孔隙水氢氧同位素特征相似,并且δD值为-60‰～-50‰,δ¹⁸O值为-6‰～-4‰,说明其受到当地降水二次蒸发补给的影响。通过对流域水化学特征及物质来源的分析,以期对大汶河流域地下水资源的合理开发利用和水污染的防治提供科学的依据。     

扬子板块东南大陆边缘上震旦统热水成因硅质岩的地球化学标志

晚震旦世时,在扬子板块东南大陆边缘地带发育一套层状硅质岩建造,岩石化学成分纯净,SiO2含量在90%以上,其它化学成分含量均很低。但Fe和Mn相对富集,而Al,Ti,Mg相对贫乏。微量元素含量变化大,大部分微量元素含量相对地壳克拉克值偏低,仅U,As,Sb,Ag,Ba等富集。岩石的δ30Si为0.0‰～0.7‰,δ18O为20.2‰～23.6‰,δ30Si和δ18O值及岩石的形成温度清楚地表明组成岩石的二氧化硅矿物来源于热水     

川西地区中二叠统一下三叠统碳酸盐岩碳氧同位素特征

针对川西地区中二叠统一下三叠统碳酸盐岩,通过分析3个剖面的碳氧同位素数据,计算Z值及古温度,并结合沉积相、古生物等,对该区域碳酸盐岩碳氧同位素演化特征及古环境进行了系统研究。结果表明,川西地区中二叠统一下三叠统碳酸盐岩的δ~(13)C值为-3.90‰~2.80‰,主要值域为-2.80‰~2.80‰,均值为-0.04‰;δ~(18)O值为-9.70‰~-1.80‰,主要值域为-8‰~-4‰,均值为-6.60‰。研究区古环境基本处于海相环境,东北边缘水体相对较深,西南边缘水体相对较浅,海水温度为8.8~68.4℃,主要值域为16~33℃,属于温暖或炎热的亚热带气候,经历了栖霞期—茅口期、吴家坪期—长兴期、飞仙关期—嘉陵江期3次大的海平面变化旋回,且其间各有若干次次级旋回。     

怒江跃进桥温泉水化学特征及成因分析

跃进桥温泉为上升泉群,其热水化学类型为HCO3-Ca型。根据δD、δ18O稳定同位素分析温泉水源为大气降水;δ18O稳定同位素确定其补给高程为2 050 m;3H放射性同位素确定温泉水的年龄为(10～20)a。跃进桥温泉的热源来自区域高热流背景,称嘎断裂、F1断裂起到导热导水作用,其成因模式为大气降水补给的断裂渗入循环型中、低温地热系统。     

不同土地利用方式对岩溶含水介质各向异性的影响研究——以重庆青木关岩溶槽谷区为例

以重庆青木关岩溶农业槽谷为例,采用对比分析的方法研究地下岩溶含水系统各向异性,分析本区槽谷内南北两条相对独立的地下河管道各向异性结构对物质运移影响的差异.对比南北两段地下水化学变化特征,结果表明:受土地利用类型的影响,不同离子沿管道运移质量浓度变化各不相同:pH值、电导率及各离子质量浓度总体呈南段大于北段的趋势;地下河水中的δ15 N比值南段在-21.432‰～+37.825‰之间,北段在-5.573‰～+5.851‰之间,表明南段地下河受到水田化肥和粪便的污染,而北段地下河主要受土壤有机氮和化肥等人类农业活动综合影响;Ca2+在两段含水介质中运移从上游到下游增加;K+在各测点的质量浓度变化很大,水田附近的K+质量浓度较高,地下河出口质量浓度变化最大;SO24-和Cl-质量浓度在两段地下河中同升同降,PO34-,NO3-受人类活动影响显著.     

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层碳、氧同位素地球化学特征

中—下奥陶统鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层是塔里木盆地轮古西地区的主要油气产层 .为了弄清储层的成因类型、储层古岩溶过程中的流体性质和古水文条件 ,为预测和评价此类储层提供有关的地球化学信息 ,讨论了储层形成过程中记录的碳、氧稳定同位素特征 .结果表明 :轮古西地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层中的δ13C和δ18O值的变化范围较大 ,δ13C值为 -0 .70‰～ -6.5 0‰ ,平均值 -1 .76‰ ;δ18O值为 -3 .75‰～ -1 7.1 0‰ ,平均值 -9.42‰ .碳酸盐岩基质、冲积岩和方解石胶结物的δ13C和δ18O分布具有一定的差异 .三类样品的δ18O值均具有明显偏负特征 ,表明在碳酸盐岩成岩过程中受到大气成因的淡水影响 ,反映了当时的风化壳岩溶成岩环境 .冲积岩样品的δ13C值的偏负程度较高 ,其物源可能来自石炭—二叠系地层     

云南普洱大平掌铜多金属矿床同位素地球化学研究及意义

大平掌矿区位于滇西南澜沧江火山岩带中南段的南部,夹持于NNW向区域性李子箐断裂(F4)和酒房断裂(F1)。是典型的与中酸性火山岩有关的VHMS型矿床。通过对硫、铅、氢氧同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体来源及演化。同位素(S、Pb、H、O)研究结果显示:硫同位素δ34S(-2.4‰～2.7‰,平均值为-0.4‰),铅同位素组成(206Pb/204Pb≈18.195—18.942;207Pb/204Pb≈15.408—15.641;208Pb/204Pb≈37.599—38.659),δD值介于-78‰—-59‰,石英矿物的δ18O≈7.2‰—11‰,石英中的水δ18OH2O≈-3‰—0.35‰,研究结果表明:硫主要来源于火山喷气作用,海水硫酸盐对成矿作用的贡献很小;铅同位素组成具有壳-幔混合源铅的特点,深源物质参与成矿明显;成矿热液流体应是深循环海水与岩浆水的混合流体。     

重庆北碚嘉陵江组第三—第四段碳酸盐岩碳同位素组成对古海水代表性

早三叠世海水的碳同位素组成是近年来地学研究的热点之一,但全球早三叠世碳同位素组成并没有获得统一的认识。上扬子地区早三叠世晚期普遍发育蒸发岩,地表剖面则因表生成岩作用而形成一套夹盐溶角砾岩及次生灰岩的碳酸盐地层,其地球化学信息不同程度地偏离海水,因而样品成岩蚀变性对古海水碳同位素组成的代表性的评估显得十分重要。本文以中、下三叠统界线清楚的重庆北碚剖面为对象,研究了下三叠统嘉陵江组第三、第四段和中三叠统雷口坡组底部样品的元素组成,碳、氧同位素组成及彼此之间的相互关系,选择Mn含量和氧同位素作为条件评价碳酸盐岩的成岩蚀变性及其对海水碳同位素组成的代表性,在此基础上建立了早三叠世晚期海水的碳同位素演化曲线。研究表明:(1)北碚剖面嘉陵江组第三、第四段(嘉三、嘉四段)及雷口坡组底部碳酸盐岩的Mn、Fe含量与碳同位素组成之间具有良好的负相关性,氧同位素组成和碳同位素组成之间则具有良好的正相关性,大量样品具有低δ18 O值、低δ13 C值以及较高Mn、Fe含量的特征,说明其碳同位素组成偏离海水。(2)以δ18 O-7.5‰、方解石的Mn质量分数100×10-6、白云石的Mn质量分数120×10-6为评价条件,北碚剖面嘉三、嘉四段(含雷口坡组底部)的73个样品中有38个需要在建立海水碳同位素曲线时剔除,占全部样品的52%。其中嘉四段需要剔除的样品占嘉四段样品的78%,而嘉三段的该数值为11%,说明作为原始沉积的灰岩段对海水地球化学信息保存较好,而分布盐溶角砾岩及次生灰岩的层位对海水地球化学信息保存很差。(3)氧同位素作为成岩蚀变评价标准比Mn含量更为苛刻,并可基本覆盖Mn含量评价条件,说明对于嘉三—嘉四段这样的石灰岩—白云岩—蒸发岩地层的地表剖面的样品来说,选择氧同位素作为评价条件可较好地对碳同位素的原生性进行控制。(4)白云岩对海水地球化学信息总体上保存较好,与相邻石灰岩相比,白云岩具有更高的δ18 O和δ13 C值,但其原因仍然需要进一步研究,可能与同位素分馏系数的差别以及白云岩形成于盐度更高的流体有关,因而白云岩所代表的海水地球化学信息可能不完全与伴生石灰岩相同。(5)除绿豆岩附近出现了短时间的变化超过4‰的大幅度波动以外,早三叠世晚期海水的碳同位素演化相对平稳,大致在-0.3‰~-1.8‰的范围内波动,呈现一个低幅的"V"字形,显示早三叠世晚期地球生态的恢复与碳循环系统的重建。     

新疆东天山三岔口铜矿床同位素组成及成矿物质来源示踪

三岔口铜矿床位于新疆东天山大南湖岛弧带内,为近年来新发现的一个中型矿床。根据新疆东天山三岔口铜矿矿区出露地层从古到新有下石炭统干洞组、中石炭统梧桐窝子组和中新统桃树组。矿床类型为斑岩型。矿体形态主要为细脉状、浸染状,矿化发育于雁列花岗闪长斑岩及石英闪长玢岩中,该岩体受北东东向脆韧性剪切带控制。矿石矿物以黄铜矿为主,其次为黄铁矿、辉钼矿、辉铜矿。铜矿化主要发育于石英-黄铜-黄铁矿脉。三岔口铜矿床硫化物中的黄铜矿和黄铁矿进行S、Pb同位素组成分析,S同位素黄铜矿的δ34S变化范围在0.1‰~0.2‰之间;黄铁矿的δ34S变化范围在0.4‰~0.5‰之间,从矿物的同位素组成上看,表现出幔源硫特点。Pb同位素黄铜矿的206Pb/204Pb值为18.2345~18.2663、207Pb/204Pb值为15.6033~15.6197、208Pb/204Pb值为37.8136~37.8725;黄铁矿的206Pb/204Pb值为18.1779~18.1937、207Pb/204Pb值为15.5917~15.5998、208Pb/204Pb值为37.7563~37.7782。根据铅同位素构造环境演化图解及参数综合分析,表明铅来自于壳幔物质混合。通过对三岔口铜矿床地质特征、成矿物质来源研究,认为三岔口铜矿床属于斑岩型矿床。     

滇西兰坪盆地金顶铅锌矿区石膏的地球化学特征及其指示意义

为了解兰坪盆地金顶矿区石膏与金属成矿的关系,对矿区石膏开展了稀土、微量元素、锶和硫同位素地球化学特征研究,结果表明,矿区石膏中锶同位素(87Sr/86Sr=0. 707695～0. 707988,平均为0. 707817)与晚三叠世三合洞组灰岩中锶同位素(87Sr/86Sr=0. 707795～0. 708313,平均为0. 707984)相近。石膏中硫同位素δ34SV-CDT为+12. 6‰～+17. 99‰,平均为+15. 05‰,与三叠纪末期古大洋硫酸盐δ34S值(+15‰)相近,结合稀土元素地球化学特征参数及配分模式对比分析得出矿区厚层-块状石膏为晚三叠世三合洞组蒸发沉积型石膏。通过对比金顶矿区石膏与不同矿化阶段单矿物(石英、方铅矿和黄铁矿)流体包裹体的稀土元素地球化学特征参数及微量元素地球化学特征分析,揭示了晚三叠世三合洞组石膏与金顶金属硫化物成矿关系密切。     

基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明：硝酸盐氮在0.60～30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%～6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明：防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的I～III类水之间。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca?Mg型为主,阴离子以HCO3、HCO3?SO4型为主,HCO3?Cl-Ca?Mg型和Cl?HCO3?SO4-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究结果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。     

河西金矿床钾化蚀变与矿化的关系初探

通过对河西金矿床钾化蚀变和矿化关系的研究,发现引起钾化蚀变的流体具有高温、盐度变化范围小、δ^34S‰和δ^18O‰的值分布范围窄、稀土配分曲线具有明显的Eu正异常的特点,得出了金和钾可能都源于深部,并同时成矿,绢英岩化晚于钾化并改造了钾化蚀变带及其内的矿体。     

青海省东莫扎抓铅锌矿床成矿期和成矿阶段分析

通过对青海省东莫扎抓铅锌矿床的黄铁矿δ34S与方铅矿的δ34S值、矿物生成顺序及C、O同位素特征进行研究,结果表明:东莫扎抓铅锌矿床可分为海底热液喷流沉积期、热液期、火山热液叠加改造期及表生期等4个成矿期;铅锌矿成矿阶段可分为5个阶段,分别为白云石化阶段、重晶石化阶段、多金属硫化物阶段、方解石化阶段及粘土化阶段;成矿流体中的碳主要来自围岩,从成矿早期到成矿后期大气降水的参与逐步增多。在多期区域构造作用的背景下,东莫扎抓呈现多期次多阶段叠加成矿的特点。     

甘氨酸-硝酸盐法合成La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ阳极材料及性能研究

用甘氨酸-硝酸盐法合成了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM7355)阳极材料。LSCM7355前驱体在1200℃下烧结5h后得到了单一钙钛矿型材料,材料中各元素摩尔比例与设计值吻合较好。1000℃和1200℃烧结5h后,LSCM7355粉体分别为纳米和微米结构。在250～850℃范围内,空气气氛下,LSCM7355的电导率符合小极化子绝热导电机理,其在850℃时为25S/cm。LSCM7355材料在还原气氛下电导率比氧化气氛下低。     

准噶尔盆地西北缘乌尔禾??风城地区二叠系风城组白云岩地球化学特征及成因分析

以白云岩的地球化学方法为主,对准噶尔盆地西北缘乌尔禾?风城地区二叠系风城组广泛发育的白云岩化岩类进行详细的研究.通过对乌尔禾?风城地区二叠系风城组白云岩化岩类的元素分析、碳氧同位素和古盐度、古温度的研究,得出研究区白云岩类以白云质泥岩、泥质白云岩和凝灰质白云岩三种形态存在.白云质岩类富含陆源碎屑(泥质)或凝灰岩组分;白云质岩类中c(Mg)/c(Ca)分布范围较宽,主要分布于0.636～4.785,平均值为1.532,大部分分布于1～2,说明研究区有丰富的Mg2+供应;白云质岩类中w(Sr)较高,主要为95.9×10?6～783.6×10?6,平均值为464.95×10?6, w(V)/w(Ni)为0.8～4.8,主要为2～3;研究区二叠系白云质岩类的δ18O和δ13C值分布范围较大,δ13C为?1‰～5.2‰,平均值为3.1‰,δ18O为?14.8‰～3.2‰,平均值为?2.8‰.由地球化学元素分析结合古温度和古盐度分析认为研究区风城组白云岩形成于一盐度较高、温度偏低的环境中,火山喷发的热液活动对白云岩的形成也有一定的影响.白云质岩类形成大部分发生为成岩早期,少部分白云岩化发生为成岩中晚期的埋藏时期,总的来说白云质岩类形成于早成岩阶段的陆相咸水湖泊中.     

新场地区上三叠统须五段陆相页岩层系非常规天然气特征与成因

除下古生界海相页岩具有页岩气开采的价值外,四川盆地陆相领域页岩层序也非常发育;其中川西坳陷须五段获得突破,但其非常规天然气地球化学特征十分复杂、成因类型多样,开展非常规天然气特征和成因的研究对于有效的认识四川盆地陆相页岩的勘探开发前景具有重要意义。在对川西坳陷上三叠统须五段陆相页岩层序天然气组分和同位素特征分析的基础上,结合该区实际地质条件的分析,研究了天然气的成因类型、天然气成熟度和天然气的赋存状态。结果表明:须五段天然气主要为烃类气体,甲烷含量、干燥系数变化大;但平均值较低,烷烃同位素具有δ13C1δ13C2δ13C3δ13C4的正常序列分布特点;但甲烷碳同位素值(δ13C1)变化大,在-44.4‰~-27.1‰之间;乙烷碳同位素值明显偏轻,介于-28.1‰~-22.9‰之间。须五段天然气为典型煤型气,具有成熟-中等成熟阶段热成因气的特征;天然气为吸附气与游离气的混合气体,但以吸附气为主,在生产过程中,由于同位素的分馏效应,导致天然气甲烷碳同位素偏重。     

冷水坑矿田层状铅锌银矿稳定同位素特征与矿床成因

赋存于火山岩地层层间破碎带中的层状铅锌银矿是冷水坑矿田重要的矿化类型之一。层状矿体内碳酸盐岩与矿石中金属硫化物碳氧硫铅同位素测定表明,铁锰碳酸盐矿物的δ13CV-PDB变化范围在-4.8‰～-5.5‰之间,δ18OV-SMOW为12.6‰～14.1‰,白云质灰岩分别为-3.3‰～-5.9‰,9.8‰～17.2‰。金属硫化物δ34S值为-3.9‰～+5.6‰,多集中在-1‰～6‰之间,与矿田斑岩型矿床硫同位素组成一致。矿石铅同位素组成比较一致,其中206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为17.786～17.809,15.572～15.605,38.281～38.386。层状矿体矿石铅同位素组成位于矿田铅同位素分布范围内且比斑岩型矿石铅分布集中。矿石硫、铅同位素组成表明层状矿床成矿物质来自矿田火山(岩浆)系统。含矿地层内的碳酸盐岩层为火山喷发间歇局限陆相湖正常沉积而成,铁锰碳酸盐为火山(岩浆)热液成因而非喷流沉积。冷水坑层状铅锌银矿为火山热液型矿床。