海南岛温泉特征及成因研究

作     者：张颖 

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：2019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 水化学 同位素 热储 海南 

摘      要：地热能作为一种新型清洁能源,受到人们越来越多的关注。我国的地热能以中低温地热资源为主,对中低温地热系统的研究对于我国地热能的有效开发利用具有重要的意义。海南省是中低温型温泉分布较密集的省份之一。本文运用水化学、同位素分析计算方法得出海南19个温泉地下热水的补给来源、补给区概况、热储温度、循环深度等情况,进而提出研究区温泉的形成模式。海南省构造体系在北部和中南部呈现明显差异,以王五-文教断裂为界,北部呈现坳陷特征,南部地层则隆起。最主要的构造是四条纬向大断裂,从北到南依次是王五-文教断裂,昌江-琼海断裂,吊罗-尖峰断裂,九所-陵水断裂。除此之外还有一些北西-南东向的小型断裂分布在局部地区。地层岩石方面,海南省中南部主要分布花岗岩。根据26组水样的Piper图分析得到主要阳离子是Na,主要阴离子是Cl,SO和HCO,确定的水化学类型主要有Cl-Na型,HCO-Na型和少数SO-Na型。水样矿化度为216-6674 mg/L,pH为6.1-8.1,Eh为-286-39,温度为34-80℃。对于部分温泉水样矿化度高的现象,通过离子相关关系法证明由海水混入造成,得到混合比例:九曲江温泉(HN5)为10-20%,高峰温泉(HN10),红鞋温泉(HN23)为小于5%,官新温泉(HN25)为5-10%。氢氧稳定同位素分析显示研究区地下热水来源于大气降水,计算得到的补给高程范围是302-1448.2 m左右,补给区温度13.54-26.49℃左右。本次研究在海南省的不同地区采集了五组雨水样,并得出海南岛降水线方程为:δH=3.86δ0-19.65,总体来看海南岛东南部比西北部水样的δO值高,这与海南岛的风向有关。利用地热温标估算温泉热储温度为64-110℃之间,估算的循环深度是2000-3000 m。通过硅焓方程法估算的冷水混合比例是0.53-0.95。研究区温泉形成模式可以归纳为:大气降水经地表入渗后,受到大地热流的加热,沿断裂带上涌到地表,在上涌过程中受到浅层冷水的混入,出露在靠近海岸的第四系地层中的温泉还可能受到海水混入,形成温度和化学组分各异的温泉,经过钻井揭露的地下热水因热量散失较少且混入冷水比例较低,因此温度较高。