河北汤泉地热流体水文地球化学特征及其成因

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1、第40卷第6期中国地质Vo1．40．No．62013年12月GEoLoGYINCHINADec．，2013河北汤泉地热流体水文地球化学特征及其成因王卫星1李攻科李宏1侯佳渝1房万嵌1杨峰田2(1．天津市地质调查研究院，天津300191；2．吉林大学环境与资源学院，吉林长春130021)提要：汤泉位于河北省遵化市西北部，为山前丘陵地貌，地热资源丰富。本文通过对该地区地热流体研究发现：Na+、Ca2+、K、Mg2+与s0、Hcoi、C1一、NO；是该地区地下热水的主要成分，水化学类型主要为so一Na+型，属于未污染的天然弱碱性水；流体中F一含量平均为9．36mg／

2、1，远高于国家地下水质量标准v级：可溶性SiO，的含量可作为地热温标；地热流体总矿化度平均为782．33mg／1，属于淡水；为中等腐蚀型水．不结碳酸钙垢，无CaS04"2H20垢和SiO垢生成的可能；地热流体属于含岩盐地层溶滤的陆相沉积水：根据氢氧稳定同位素可知。河北汤泉地热流体主要来源于大气降水。关键词：汤泉地区；地热流体；水文地球化学；成因分析中图分类号：P641．3；P314．1文献标志码：A文章编号：1000—3657(2013)06—1935—07地热属于清洁的可再生能源．中国是世界上地积地层地下热水出露区域主要地层为新生代第四热资源储量较大的国家之

3、一．尤其是中低温地热资纪沉积和太古宙迁西群马兰峪组阁大地构造位置源，开发利用潜力巨大【11。汤泉位于河北省遵化市西为华北地台燕山沉降带马兰峪复斜轴部偏南．马兰北部．属于遵化市的一个满族自治乡。该地区为山前峪山字型构造前弧的南缘部位太古宇变质岩构成丘陵地貌．座落在一个断面呈u字型的山角谷地．地近南北向的基底构造．中元古界长城系构成近东西势北高南低。三面环山，北部及东西部为陡峭的山向的褶皱群．北东向和东西向的菱形断裂控制着该峰，南部为冲积河谷[21。汤泉地热久负盛名，其自然地区的构造格局．地下热水分布与断裂构造密切相出露的温泉，早在元、明、清朝就已作为治疗皮肤病关

4、区域内出露的侵入岩体主要为中侏罗世六里坪浴用．20世纪70年代该地区就建立了温泉疗养院．单元。分布于区域北部茅山一带．岩性主要为粗粒二并利用温水养鱼嘲。一般来说，地表以下一定深度范长花岗岩，另外区域内还出露古元古代辉绿岩脉和围内(一般为恒温带至200m埋深)，温度低于中生代辉绿岩脉、花岗细晶岩脉、石英斑岩脉、石英25℃．在当前经济技术条件下具备开发利用价值的岩脉等地热能，称为浅层地热能问。汤泉地区地热资源虽然2地温场分布特征埋深浅。根据地形变化。一般从几十米到两百米之间。但是地热流体温度大都高于25℃，已达到中低地壳浅部地温场的影响因素包括：基岩的起伏、温地热

5、．不属于浅层地热能范畴。构造形态、岩浆活动、地下水活动等。华北地区基岩面的起伏和构造形态对地壳浅部地温场分布起着主1区域地质背景导作用，在山前平原、活动断裂带附近，地下水活动该区出露的地层主要为中太古代水厂组片麻影响较大．而岩浆活动的影响局限于晚近期有岩浆岩，新太古代马兰峪组片麻岩，以及新生代第四纪沉活动的地段嘲收稿日期：2013-01-28；改回日期：2013-10-23基金项目：中国地质调查局项目(12120113002000)资助。作者简介：王卫星，男，1982年生，硕士，工程师，主要从事应用地球化学方向研究；E—mai1：66318420@qq．com

6、。http：／／geochina．cgs．gov．cn中国地质，2013，40(6)第40卷第6期王卫星等：河北汤泉地热流体水文地球化学特征及其成因1937K+在地壳中为营养元素．容易被植物吸收，另外K3水文地球化学特征为成矿元素．尤其在较高的温压条件下大量参与并3．1主要离子特征形成不溶于水的次生矿物，如：水云母、蒙脱石、绢云3．1．1主要成分母等。Ca2+、Mg2+碱土金属主要来源于碳酸盐的溶解从表2可知，区内阳离子Na、ca2+、K、Mg2+与与迁移，在地下水中，一般Ca2比M含量要高，因阴离子so、HCO3、C1一、NO3是汤泉地区地下热水为M容易参与

7、次生矿物的形成，汤泉地区地热流的主要成分。其中Na+、Ca2+、K+是地热流体中最主要体中Ca2+约是M的20~60倍阿。一般认为so是的阳离子，但是K的含量远远小于Na．这是因为地下水流经含石膏矿物的岩石时将岩石中的石膏等表2汤泉地区地热流体水化学分析结果(mg／1)Table2AnalyticalresultsofchemicalcompositionofthegeothermalfluidinTangquanarea注：分析单位为国土资源部天津矿产资源监督检测中心。http：／／geochina．cgs．gov．cn中国地质，2013，40(6)中国地质

8、硫酸盐溶虑形成的．另外硫化物矿床氧化带