摘要
在21世纪的今天,人类对能源的需求正在日益提升,地热能源作为一种新型的能源正在逐步走向人们的视野中。伊通盆地地热资源丰富,是一个典型中低温地热系统,地热水地表温度大多在45~70℃之间,其地理位置位于中国东部吉林省境内,在构造上位于郯庐断裂北部。它的形成主要受控于太平洋板块向欧亚板块俯冲,属于典型的新生代裂谷盆地,盆地内部的储盖关系良好,深源断裂发育,地温梯度高,为地热资源的形成提供了有利地质条件。前人对盆地中的多个温泉点进行了地热地质条件分析,但并未提出完整的地热成因模式。因此论文在前人研究的基础上,以地层特征为基础,结合流体地球化学分析,进行了盆地内部古近系地热形成条件分析,并建立了成因模式。本文对研究区内多个地热井中的流体组分、气体组成及同位素样品进行了测试分析,其中取得水样样品14个,气体样品5个。地球化学分析表明:地热流体为HCO_3-Na型流体,Na-K-Mg三角图与矿物的SI值指示地热水基本达到了水-岩平衡状态,且在Schoeller图中地热水离子具有相似的变化趋势,因此可以确定地热水为同一来源。异常高的HCO_3~-、F~-、B~(3+)等指示地热流体具有幔源组分混入,这点在流体稳定碳同位素(-0.94‰~1.63‰)和气体组成上也可看出,这说明研究区的热源除了传导热外还可能存在对流热。较高的Li~+和Sr/Ca指示了地热水运移路径中存在花岗岩体。研究区内氢氧同位素和当地大气降水接近,但T同位素则显示为近现代水的特征,结合研究区地层成岩作用分析,认为地热流体主要为外部的大气降水和沉积水的混合物。通过对地热离子特征和同位素分析认为,大气降水补给是由本地的降水和周围山区的降水共同组成。变质系数(rNa~+/rCl~-)、脱硫酸系数(rSO_4~(2-)×100/rCl~-)、氯镁系数(rCl~-/rMg~(2+))与硅-焓图解的分析认为研究区地热水上升过程中,受到了浅层地下水混合作用。通过地热温标估算出了研究区估算平均的热储温度为104℃,Na-K、K-Mg、Na-K-Ca温标估算的热储温度较为可靠。伊通盆地内主要发育新生代碎屑岩地层,岩石物性数据与压汞数据分析表明古近系碎屑岩的物性良好适合作为热储层。盆地内部断裂发育,有着良好的水源补给和热源输送通道。最终在地热成因条件分析和地热水循环特征的基础上,结合研究区地层格架特征,建立了伊通盆地古近系地热成因模式。