白庙温泉、赤城温泉及塘子庙温泉的水化学及同位素研究

作     者：柳春晖 

作者单位：中国地质大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：周训

授予年度：2006年

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：温泉 地球化学 同位素 冷水混合 赤城 

摘      要：张家口市赤城地区位于河北省的北部山区,区内有3处天然的温泉——白庙温泉、赤城温泉和塘子庙温泉出露。这几处温泉具有出露位置高、流量较大、水温高等特点,研究其形成、演化和开发利用具有重要意义。 在本文中通过运用AquaChem软件对3处温泉水的常量化学组分的特点进行了讨论;同时通过比较3处温泉常量化学组分的多年变化趋势,初步形成了对常量化学组分形成演变的认识;同位素方法在地下热水中的应用是广泛有效的,本文应用氢、氧同位素的各种效应确定了3处温泉的补给来源,对补给区的温度、纬度、高程以及温泉水的年龄进行了估算;另外,运用地球化学温标对3处温泉的深部热储温度进行了估算,并且对赤城温泉受到冷水混合的比例及混合温度进行了讨论;最后对3处温泉的开发利用提出简单的建议。 通过这些工作,得到以下的认识:3处温泉的温度在41.5℃-60.8℃之间,属于中低温地热资源;白庙温泉的水化学类型为Na-SO4·HCO3型,赤城温泉和塘子庙温泉的水化学类型为Na-SO4型;3处温泉水的来源都是大气降水,计算出的白庙温泉、赤城温泉、塘子庙温泉的补给区平均气温分别是6.64℃、5.68℃和7.02℃;纬度值分别为北纬48.08°、50.16°和47.25°;补给区高程为赤城温泉1524 m,塘子庙温泉1181 m。通过镭氡法计算出白庙温泉、汤泉、塘子庙温泉的年龄分别为67、12和29 a。通过讨论,认为研究区内3处温泉的热源都主要来自于与岩浆有关的地球深部热源。计算得到3处温泉的循环深度分别为:白庙温泉2514 m,汤泉3729 m,塘子庙温泉3854 m。通过对温泉热储温度的综合分析讨论,得到3泉的热储温度范围分别是:白庙温泉70-103℃,赤城温泉112-175℃,塘子庙温泉93-121℃。并且根据温泉水各离子含量特点判断出赤城温泉泉区有冷水混入,而塘子庙温泉则没有或有很少的冷水混入。初步估算汤泉混入冷水比例为0.7。 对于3处温泉分别给出了适于其实际情况的利用建议,白庙温泉应以保护为主,适当的加以利用;赤城温泉的开发利用应在保持目前旅游区的基础上,考虑为当地居民的采暖服务;塘子庙温泉则可以进行农业开发。