河北四家地热异常特征及其成因

徐一鸣, 郝文辉, 方士琦, 程立群, 杜立新, 谢吾, 聂晨光. 河北四家地热异常特征及其成因[J]. 地质通报, 2022, 41(5): 873-885. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.012
引用本文: 徐一鸣, 郝文辉, 方士琦, 程立群, 杜立新, 谢吾, 聂晨光. 河北四家地热异常特征及其成因[J]. 地质通报, 2022, 41(5): 873-885. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.012
XU Yiming, HAO Wenhui, FANG Shiqi, CHENG Liqun, DU Lixin, XIE Wu, NIE Chenguang. Characteristics and origin of the geothermal anomaly in Sijia, Hebei Province[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(5): 873-885. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.012
Citation: XU Yiming, HAO Wenhui, FANG Shiqi, CHENG Liqun, DU Lixin, XIE Wu, NIE Chenguang. Characteristics and origin of the geothermal anomaly in Sijia, Hebei Province[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(5): 873-885. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.012

河北四家地热异常特征及其成因

  • 基金项目:
    河北省地质矿产勘查开发局项目项目《河北省青龙满族自治县西部山区地热资源调查评价》(编号:454-0503-YBN-V0U2)
详细信息
    作者简介: 徐一鸣(1991-),男,硕士,工程师,从事地热地质、水文地球化学研究。E-mail:xeamoon@163.com
    通讯作者: 程立群(1981-), 男,在读硕士生,高级工程师,从事地热、矿床研究。E-mail:qhdchengliqun@163.com
  • 中图分类号: P314

Characteristics and origin of the geothermal anomaly in Sijia, Hebei Province

More Information
  • 河北四家地热异常区地势西北高、东南低,地热资源丰富。为了科学保护、合理利用该地热资源,以地热异常为研究对象,采用地温场测量、水化学及同位素测试、地球物理测量等方法手段,探讨了四家地热异常区地热资源形成机制、赋存环境及循环机理。研究表明,该地热异常区内地热井水位埋深介于-0.94~3.02 m之间,水位埋深浅; 异常中心以垂直向上对流传热为主,异常外围以传导传热为主,深部热流沿异常中心的断裂交会处上升,并产生横向迁移、扩散,在一定范围内储存起来,形成了本区的地热异常。可控源音频大地点测测深剖面解译成果表明,四家地区深部花岗岩体被切割,使深部的热流能够沿断裂上升,混合并加热赋存于四家地热异常区下部,形成该区域的地热异常。水质分析结果表明,四家地区地热流体水化学类型主要为SO42--Na+型,F-、SiO2含量与水温呈良好的正相关关系,同时F-、SiO2质量浓度严格受地温场的控制。四家地区地下热水为大气降水补给,属大气成因,区内地下热水氚值较低,为0.6~0.8T.U,通过研究认为本区地下热水年龄大于30 a。研究成果为今后在冀东及类似山区开展地热资源勘查研究具有指导意义。

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  • 图 1  河北省莫霍面等深线及深部构造分区

    Figure 1. 

    图 2  四家地区地热地质简图

    Figure 2. 

    图 3  四家测温井温度、地温梯度与埋深关系图

    Figure 3. 

    图 4  Pipper水化学类型三线图

    Figure 4. 

    图 5  地下水F-、SiO2与温度关系图

    Figure 5. 

    图 6  四家地区F-浓度与地温关系图(a)和SiO2浓度与地温关系图(b)

    Figure 6. 

    图 7  四家地区大气降水、地下热水δD和δO18关系图

    Figure 7. 

    图 8  青龙西部山区地热地质简图

    Figure 8. 

    图 9  L02可控源音频大地电磁测深综合剖面图

    Figure 9. 

    图 10  L01可控源音频大地电磁测深综合剖面

    Figure 10. 

    图 11  四家地热田成因模式图

    Figure 11. 

    表 1  测温井基本情况

    Table 1.  Summary of basic information of temperature measuring well

    编号 位置 井深/m 水位埋深(水头高度)/m 井口水温/℃ 30 m埋深水温/℃ 最高水温/℃
    RL01 四家村东板栗加工厂 65.00 3.02 38.2 39.9 40.8
    RL02 四家村东板栗加工厂西侧路边 103.40 0.76 37.7 54.2 55.2
    RL03 四家村南角村民家中 50.00 0.12 40.2 49.9 51.7
    RL04 四家村西南角村民家中 54.28 2.28 26.7 36.3 37.0
    RL05 四家村东北角村民家中 68.22 0.7 17.9 27.2 34.0
    RL06 四家村中北部村民家中 67.32 2.11 14.9 21.4 29.1
    RL07 四家村东侧民房 64.00 1.39 20.6 31.1 33.9
    RL08 四家村南部河西 160.00 -0.40 43.1 47.3 48.0
    RL09 四家村中河东岸 140.00 -0.94 54.8 井口封闭,仅能测得井口水温
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    表 2  四家地热流体水化学分析结果

    Table 2.  Results of hydrochemical analysis for geothermal fluids in Sijia area

    编号 RL01 RL08
    地点 四家板栗场 四家村中
    取样时间 2019.7.21 2019.7.22
    水温/℃ 40.0 46.0
    K+/(mg·L-1) 5.28 5.88
    Na+/(mg·L-1)) 204.50 210.90
    Ca2+/(mg·L-1)) 46.93 42.87
    Mg2+/(mg·L-1) 0.51 0.35
    Cl-/(mg·L-1) 44.82 44.47
    SO42-/(mg·L-1) 442.70 460.00
    HCO3-/(mg·L-1) 60.96 39.62
    CO32-/(mg·L-1) 0.00 3.00
    NO3-/(mg·L-1) 1.37 < 0.20
    F-/(mg·L-1) 8.93 9.26
    SiO2/(mg·L-1) 55.99 60.71
    Br-/(mg·L-1) < 0.10 < 0.10
    Sr/(mg·L-1) 2.128 2.059
    Zn2+/(mg·L-1) 0.289 0.246
    Li+/(mg·L-1) 0.160 0.203
    HBO2/(mg·L-1) 0.93 0.90
    pH 7.82 8.57
    矿化度/(g·L-1) 0.8727 0.8777
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    表 3  同位素测试数据统计

    Table 3.  Statistical table of isotopic test data

    水样类型 编号 取样地点 δD/‰ δO18/‰ 3H/T.U
    雨水 Y01* 秦皇岛市区 -21.19 -4.70
    Y02* 秦皇岛市区 -52.35 -7.84 25.8
    Y03* 卢龙县 -36.96 -6.77
    地下热水 RL01 板栗场 -76.00 -10.20 0.8±0.5
    RL08 四家村 -75.00 -10.30 0.6±0.5
    注:“*”标为收集数据[10]
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出版历程
收稿日期:  2020-03-17
修回日期:  2020-05-09
刊出日期:  2022-05-15

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