地热资源作为一种可再生的清洁资源,在我国南方正在进行勘探与开发,它的合理利用对于节能减排具有重要的意义。江西省南丰县位于安远-鹰潭深断裂带东南侧,区内地质构造条件较复杂,地热资源较为丰富。虽然以往开展了与地热水地质相关工作,但由于对本区地热水资源分布特征及成因缺少系统的研究,尤其是深部热储形成条件和成因机制上,这将制约着未来地热资源开发利用。 为此,论文以南丰县的汤尾地热水为研究对象,在查阅、分析相关文献和地质资料基础上,采用野外地质调查、物探与钻探、水样测试分析、同位素地球化学等方法,开展了地热水的特征及形成条件研究,探讨了地热水成因模式,取得主要成果为: (1)查明了地热赋存的地质条件:岩性主要为中细粒黑云母二长花岗岩;区内断裂构造发育,以北东向断裂为主,其中北东向F₁断裂为研究区汤尾地热水的主要控热导水构造。 (2)获得了地热水的物理化学特性。地热水属弱碱性水,水温为48~57℃,属中低温地热资源;溶解性总固体小于1g/L,为淡水;阳离子以钠和钙为主,阴离子以硫酸根、重碳酸根为主,水化学类型为SO₄-Na型水;特殊组分为偏硅酸、锂和锶。 (3)氢氧同位素分析表明,研究区地热水、冷泉及钻孔冷水的主要补给来源均为大气降水;地热水补给高程为906~1156m,补给区温度为11.95~12.96℃,地热水年龄约0.88a,表明水循环速度快。 (4)地热水处于非完全平衡状态;热储温度为125.39~129.79℃;冷水混入比例为84~90%;地热水循环深度为3587.7~3733.39m;热源来自大地热流,部分可能由构造断层之间相互运动摩擦转化而来。 (5)构建了中低温对流型隆起带断裂深循环地下热水形成模式,即大气降水通过风化裂隙网络,经断裂带及次级断裂带向下垂直入渗后,与深部地热水混合,并与围岩发生水岩相互作用,在上升过程中,与浅部来自大气降水的地下水混合,最终沿着F₁和F₅交汇处,以温泉形式出露地表。 图[28]表[18]参[95]