西藏羊八井热田地热流体成因及演化的惰性气体制约

西藏羊八井热田地热流体成因及演化的惰性气体制约 Ξ 惰性气体制约 2213331 赵平多吉谢鄂军杜少平金建M ack K EN N ED Y D av id SHU ST ER 1 2 3 3 3 2 1, , , , , ZHAO P ingMa ck KENNED YDO R J iXI E EJ unDU Sh Pa inogD av id SHSUT ER and J IJN ia n 1. 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029美国劳伦斯伯克莱国家实验室, 94720, CA U SA 2. 西藏地热地质大队, 拉萨 850000 3. , , 100029, I nstitu te of G eology and G eop hy sicsC h inese A cad em y of S ciencesB eij ing C h ina 1. , , 94720, L aw rence B erk eley N a tiona l L abora tory B erk eley CA U S A 2. , 850000, G eoth erm a l G eology T eam of T ibetL h asa C h ina 3. 2001204212 收稿, 2001205211 改回. 2001. Zhao P, Kenn edy M , D or J, X ie EJ, D u SP, Shuster D an d J in J. Noble ga se s con stra in ts on the or ig in an d evo lut ion () , . , 17 3: 497- 503 of geo therm a l f lu ids f rom the Yan gba ja in geo therm a l f ie ldT ibe tA c ta P e t ro log ica S in ica A bstrac t T h e re la t ive abundance s and iso top ic com po sit io n o f no b le ga se s in se lec ted w e lls w e re de te rm ined to iden t ify , , . h ea t so u rceth e re la t io n sh ip be tw een sh a llow and deep th e rm a l f lu id sand f lu id m ig ra t io nT h e th e rm a l f lu id s co n ta in la rge 434, 0. 259 . 0. 087/H e exce sse s w ith H eH e ra t io s o f t im e s th e ra t io in a irH ea t so u rce in th e reg io n is infe r red to be p a r t ia l . m e lt ing o f th e c ru st a t dep thT h e den se co ld g ro undw a te r p u lled by g rav ity m o ve s dow n th ro ugh th e p ed im en t fau lt o f th e . , . N ya inquen tang lh a M t sA lo ng th e f low p a th th e w a te r ab so rb s h ea t f rom w a llro ck and g radua lly lo se s it s den sity . D iffe ren t ia l den sit ie s be tw een th e th e rm a l and co ld w a te r s d r ive th e th e rm a l w a te r to sh a llow dep th sT h e deep th e rm a l f lu id 4434()fo und o n ly in th e no r th e rn p a r t o f th e f ie ld h a s th e h igh e st H e2en r ichm en t [ F H e, 7500 and th e h igh e st H eH e ra t io / ()0. 259. , R aW h en th e th e rm a l w a te r app ro ach e s th e su rfaceth e p re ssu re in th e f rac tu re zo ne dec rea se s so th a t th e th e rm a l 2 2. 354 w a te r can bo il CO 2 and H 2Sr ich steam e scap ing f rom th e bo iling w a te r a lo ng it s a scen t ch anne lP ro duc t io n w e lls ZK and 344() 357, , . /ZK lo ca ted in th e upw e lling zo neh ave sligh t ly h igh e r H eH e ra t io s and F H eva lue s th an th e o th e r s nea rbyW h en , th e up f low o f th e deep th e rm a l w a te r is b lo ck edth e p re ssu re d r ive s it la te ra lly tow a rd th e so u th ea st w h e re it en te r s th e . sh a llow re se rvo ir af te r m ix ing w ith th e co ld g ro undw a te rT h e sh a llow re se rvo ir co n sist s o f Q ua te rna ry a lluv ium and a lte red , 2. g ran iteop a l and ca lc ite p rec ip ita te f rom th e th e rm a l w a te r to fo rm a se lfsea led a lluv ium capA s th e sh a llow th e rm a l f lu id , m ig ra te s tow a rd s th e so u th ea sth e lium w ill e scap e f rom th e re se rvo ir th ro ugh a th in and loo se a lluv ium cap w h ile a t th e sam e 34, . /t im e rad io gen ic h e lium p ro duced in th e unde r ly ing g ran itew ill be added to th e m ig ra t ing f lu idT h e se cau se th e H eH e 84 132 4( )() () . ra t io s and F H e va lue s dec rea se f rom no r thw e st to so u th ea stT h e re la t io n sh ip be tw een F K r and F X e va lue s im p lie s th a t k ryp to n and xeno n com po nen t s a re o f a m e teo r ic o r ig in fo r bo th th e sh a llow and deep th e rm a l f lu id s. N o b le ga s, Iso top e, Geo th e rm a l f lu id, Co ncep tua l m o de l, Yangba ja in Key words 摘 要地热流体中惰性气体的相对丰度和同位素组成, 不仅可以揭露热田的热源性质, 而且还能够揭示深、浅层地热流434体的内在联系和演化过程等。在西藏羊八井热田的地热气体中, 已 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 出大量的组分, 值是大气的 0. 087, 0. 259 /H e H eH e 34倍, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明深部地壳物质的局部熔融为热田提供能量。浅层地热流体的值自西北向东南呈降低趋势, 与热储温度的变化 /H eH e 34相一致, 反映出侧向运移时补充了更多的壳源氦。 热田北区深层地热流体具有稍高的值, 是浅层地热流体的母源。/H eH e 气体中氪和氙的相对丰度具有大气降水成因的特征。 结合现有的实际资料, 建立了热田地热流体的概念模型。 关键词惰性气体; 同位素; 地热流体; 概念模型; 羊八井 P 597; P 314. 1 中图法分类号 ( ) () () 3 国家自然科学基金 49972093, 国际原子能机构 9095和美国能源部地热和风能技术局 20327600098联合资助. C PR D E A C SF 第一作者简介: 赵平, 男, 1963 年 12 月生, 博士, 研究员, 地球化学专业, 2: @ 163. .E m a ilzp yyb jcom 体, 穿插着燕山期或喜山期黑云母花岗岩。 热田的海拔高度()为 4290, 4500, 地势上具有西北高、东南低的特征 图 1。 m 羊八井热田的构造活动强烈, 发育着北东向和北西向两 组主断裂, 中尼公路贯穿热田, 并将其分割成南、北两区。 南 区是热水的排泄区, 地形比较低, 第四系砂砾岩覆盖在喜山 期花岗岩之上, 蛋白石和方解石从地热流体中析出后, 在砂 砾岩层内形成自封闭的、薄薄的热储盖层, 井孔温度在深部 出现明显的倒转。 北区浅部是第四系砂砾岩和蚀变花岗岩, 局部出露喜山期火山碎屑岩, 深部是裂隙发育的花岗岩和糜 棱 地岩。 1995 年, 联合国派遣的地球物理专家在热田开展了大 电磁测量, 推测出热田北区 5深处局部可能出现岩浆 囊 km (), 2000。 羊八井南、北两区的浅层热储埋深 少D o r and Zh ao 于 450, 温度在 150, 165?之间, 北区目前触及的深层井m 孔位于 950, 1336深处, 温度约为 253?。m 2 样品的采集和分析结果 羊八井热田现有地热生产井 12 口, 惰性气体样品采自这些生产井和北区尚未投入生产的 深井。 采样前, 4001 ZK 要在井口安装水气分离器, 将分离出的地热蒸气导入冷却设 备, 降温后排除掉冷凝水, 非冷凝气体样品用两只尖口夹钳 封存在铜管内待测。 由于 生产井地热蒸气的气体含 357 ZK 量很低, 故对地热流体不进行分离, 冷却至常温后灌满铜管, 用排水集气法收集气体。 惰性气体样品的制备和分析在美国劳伦斯伯克莱国家 1 羊八井热田地热井的分布图 实 验 室 地 球 科 学 部 同 位 素 地 球 化 学 研 究 中 心 RA R GA () 实验室完成, 质谱仪 . 1 R o v ing A u tom a ted R a re Ga s A na ly sisF igL o ca t io n m ap o f th e Yangba ja in geo th e rm a l f ie ld 由该实验室科研人员自行设计, 具体操作过程可参见有关文 ()献 . , 1985; , 1992。样 Kennedy e t a lH iyago n and Kennedy 西藏羊八井热田建有青藏高原上的第一座地热发电站,品的相对丰度和同位素组成测定结果分别列于表 1 和表 2。 现有装机容量 25. 18 , 年发电量超过一亿度。 在过去的 M W 二十多年里, 前人曾对羊八井地热气体的氦同位素组成和热 (田成因模式分别进行过有益的探索 . , 1980; L iao e t a lSh en 36 ( ) 相对丰度用 值表示, 即 组分以 为参考相对于大气 F ii A r 廖志杰和吴方之, , 1984; 蔡祖煌等, 1985;1985; and W ang36 36 ( ( ) ( ) ) ( ) 的比值, = , 值代表样品相对 ///F iiA r样品iA r大气F i1993; 沈 敏 子, 1993; 康 文 华 和 李 得 禄, 1993; 梁 廷 立,( 于 大 气 的 分 馏/亏 损/富 集 程 度 ,Kennedy and T rue sde ll. , 1998; , 1995; e t a lYo ko yam a e t H o ch st ien and YangZh ao ) ( ) 1996; 表 2 中的 值是样品 组分相对于大气的千分差,) ?ii . , 1999, 为热田的开发利用和可持续发展作出了贡献。为 a l36 36 了进一步论证热田的成因, 深、浅层地热流体的内在联系和 ( ) ( ( ) ) = 1000 -即 ///1 ‰; 氦同位ii A r 样品i A r 大气 ?地热流体的演化过程, 作者系统地测定了现有地热井中惰性 3 4 素组成用 值表示, 其中 代表样品的 实测值, //R R a R H eH e 气体的相对丰度和同位素组成, 在讨论惰性气体组分来源的 - 6 3 4 )( 是大气中的 /值 1. 4×10 。R a H eH e 基础上, 结合其它地球化学实际资料, 阐述了羊八井地热流 体的演化过程, 确定出热田的升流部位, 为进一步开发深部 地热资源和实施尾水回灌提供坚实的理论基础。 3 讨论 地热流体中的惰性气体可以是地幔、地壳和/或大气成 因, 大气组分通过溶解在降水中被携带进入热储。 每种成因 1 地质背景的惰性气体都具有各自的地球化学特征, 如大气降水成因的 惰性气体可以通过其相对丰度的模式来识别。地壳中主要是 西藏羊八井热田位于雅鲁藏布江缝合带北侧的一个新4 3 4 铀和钍放射性衰变产生的 /的特征值是 0. 02, 而 , H eH eH e 生代断陷盆地之中, 盆地呈北东向展布, 其西北侧是念青唐 3 3 4 古拉山脉, 东南侧是唐山山脉, 基底是念青唐古拉变质杂岩 地幔中富含原生 大洋中脊玄武岩的 /典型值是 , H eH eH e () 9?1 , 1983。L up to n 表 1 羊八井热田惰性气体的相对丰度 1 T ab le N o b le ga s ab u n dan ce s f rom th e Y an gb a ja in geo th e rm a l f ie ld 364[ ] [ ] A r H e 4 22 84 132 ( )( )( )( ) 采样地点F H e?F N e?F K r?F X e?( ( )) //Λgg Λgg 1. 03 74. 9 435. 41 21. 78 0. 27 0. 02 1. 82 0. 04 3. 29 0. 30 ZK 304 3130. 80 52. 7 396. 82 19. 85 0. 44 0. 01 1. 69 0. 04 3. 13 0. 16 ZK 3240. 71 43. 3 365. 70 18. 28 0. 12 0. 01 1. 90 0. 04 3. 87 0. 20 ZK 3291. 37 117. 0 509. 83 25. 52 0. 26 0. 01 1. 78 0. 04 3. 46 0. 22 ZK 3531. 25 111. 6 536. 85 29. 29 0. 21 0. 02 1. 84 0. 04 3. 78 0. 20 ZK 3543. 01 325. 1 647. 76 32. 55 0. 43 0. 02 1. 70 0. 04 3. 06 0. 17 ZK 3551. 01 73. 2 436. 35 21. 82 0. 29 0. 01 1. 85 0. 04 3. 60 0. 19 ZK 7. 30 570. 6 467. 97 23. 41 1. 31 0. 03 1. 15 0. 03 1. 49 0. 14 ZK 357 40012. 79 3476. 4 7474. 63 374. 37 0. 34 0. 01 1. 59 0. 03 2. 72 0. 14 ZK ?: 左栏数据的误差范围, 下同. 表 2 羊八井热田惰性气体的同位素组成 2 T ab le N o b le ga s iso top e com po sit io n s f rom th e Yangba ja in geo th e rm a l f ie ld 403 43840 /采样地点R R a ???A rH e ?/?A r ? A r 0. 159 0. 009 - 11. 74 10. 64 21. 51 5. 25 0. 087 0. 022 ZK 304 0. 087 0. 018 - 8. 28 10. 36 30. 16 5. 17 0. 134 0. 024 313ZK 0. 135 0. 008 - 14. 48 11. 23 17. 17 5. 18 0. 083 0. 025 ZK 324 329ZK 0. 123 0. 008 - 11. 20 10. 50 25. 55 5. 31 0. 089 0. 019 0. 113 0. 012 - 4. 90 10. 35 15. 70 5. 17 0. 052 0. 017 353ZK 0. 165 0. 008 - 19. 86 10. 95 57. 65 5. 38 0. 157 0. 017 354ZK 3550. 129 0. 012 - 21. 53 10. 32 24. 69 5. 17 0. 100 0. 022 ZK 0. 178 0. 011 - 21. 30 10. 83 2. 26 5. 10 0. 009 0. 019 357ZK 0. 259 0. 010 - 11. 54 10. 22 637. 48 8. 31 0. 151 0. 008 4001ZK 403 40: 放射性成因. A rA r 样品在收集或储存过程中遭大气污染可能是导致深部气体 3. 1 前人的氦同位素工作样品 值相对较高的缘由。由于分析测试单位未能提供/R R a 204值等其它数据, 这种判断无法得到证实。 意大利学 /H eN e () 八十年代中期, 蔡祖煌等 1985在中美合作项目中首次者 曾于 1996 年在 和 井收集了两份气体 325 303 C io n i ZK ZK 分析了羊八井热田南区部分温泉和地热井中的氦同位素, 提 样品, 后在意大利比萨地质年代与同位素地球化学研究所完 出念青唐古拉山山前断裂活动尚未触及地幔, 羊八井地段没 成 测 定, 325 井 非 冷 凝 气 体 中 的 氦 含 量 是 51. 8, /ZK Λgg() 有地幔物质上涌。此后, . 1999发表了九十 20Yo ko yam a e t a l4值是 0. 23, 值是 540; 303 井 的 氦 含 量 是//R R a H eN e ZK 年代初在羊八井南区温泉采样的测试结果, 他们认为热田的 204( 90. 1值 是 0. 12, 值 是 885 , ///ΛggR R a H eN e C io n i and惰性气体是大气组分与地下组分的混合物, 在西藏巨厚的地 壳中, 存在着幔源岩浆, 地壳物质产生的放射性氦把幔源氦 稀释至现今的实测值。 )M ag ro , 。 上述研究成果, 基本上仅限于对氦组分私人通讯九十年代中期, 羊八井浅层热储的压力和流量出现了明 的成因进行讨论, 未能阐述地热流体的演化过程。显的下降, 南区众多温泉皆已干涸, 无法对温泉气体的同位 由于羊八井热田至今没有发现第四纪火山活动的证据, ( ) 素组分进行对比测量。 . 1998报道了羊八井南、 Zh ao e t a l因此, 有关热田的构造地质、热源性质、热储特征、热水的运 北两区部分地热井中气体的氦同位素组成, 推断大量过剩的 移 通 道 和 升 流 部 位 等 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 曾 经 争 论 了 许 多 年。 1996 年, 4主要来自深部念青唐古拉变质杂岩体的局部熔融。 他们 H e 4001 井成功地揭露出 253?的高温热储后, 国内外同行 ZK 对羊八井属于具有岩浆热源的对流型水热系统已达成共识, 还观察到深层气体的 值比浅层略高的现象, 认为气体/R R a 但在地热流体的升流部位、运移过程等问题上仍有分歧。 3. 2 深、浅层惰性气体的内在联系 在表 1 中, 除 4001 井外, 其余的都是浅层热储生产 ZK 井, 气 体 中 的 氦 含 量 是 43. 3, 570. 6与 ./, ΛggZh ao e t a l 3( ) 1998的研究结果基本吻合。 /值变化范围比较大,H eCO 2 - 12 - 10 ( 从 9 × 10变 化 至 1. 6 × 10值 见 . CO 2 Zh ao e t a l () ) 2000; 值在 0. 087, 0. 178 区间内变化, 与温泉气体 /R R a 的氦同位素组成相接近。热田北区 井深 1450, 井口 4001 ZK m 气、液 两 相 的 稳 定 流 量 是 84气 体 样 品 中 氦 含 量 高 达/, k gs 3- 9 ( ) 3476值 1. 4×10超过大洋中脊玄武岩的 /, /ΛggH eCO 2 - 10 () ( ) 比值 , 5×10, 值 0. 259明显高出南区浅层热储/R R a 的生产井, 与前期的研究结果相吻合。那么, 这是否意味着羊 八井热田的深、浅热储具有不同的地热成因呢? 从热水的化学组成来看, 羊八井浅层热储热水的 /N aK 4() 3 羊八井热田 和 值的演化 图 /F H eR R a 值在 7. 7, 8. 9 之间, 而深层热储 井热水的 值4001 /ZK N aK ( )图中交叉线表示数据的误差范围, 下同 4( ) /F ig. 3 E vo lu t io n o f F H e and R R a ra t io s in th e ) ( . , 是 5. 11997, 显 然, 深、浅 层 热 水 样 品 中 的Zh ao e t a lYangba ja in geo th e rm a l f ie ld 、组分不是线性相关, 似乎支持这两者具有不同地热成 N aK 因的观点。 然而, 从图 2 中不难看出, 羊八井深、浅层热水样 落在这条曲线附近、两个端元之间。 惰性气体的相对丰度和品的 、含量却呈现良好的线性关系, 地热流体中的 、BC l HO : 深层地热气体是浅层的母源, 浅层地热气 同位素组成揭示 体是深层的演化产物。 () 同位素组成也没有显著差异, 因此, . 2000认为羊 Zh ao e t a l 八井浅层地热流体是深层地热流体与地下冷水相混合的产 物, 浅层热储内发生的水岩相互作用改变了热水中的 /N aK3. 3 惰性气体组分反映了地热流体的运移过程 初始值。( ) 在 100?的状态下 非当地沸点, 深层地热流体的蒸气 比例是 0. 30, 浅层的是 0. 09, 0. 13, 而此时深层流体的气体 ()/蒸气比值要比浅层的高得多 表 3。 根据深、浅层地热流体 中 的 、含 量 进 行 估 算, 深 层 地 热 流 体 上 升 时 只 混 入 了BC l () 30%, 35% 的地下冷水 . , 2000, 所以, 有理由相 Zh ao e t a l 信深层地热流体的升流减压过程必然伴随着大量气体组分 的逃逸, 如 和 等。 事实上, 在北区 和 354 357CO 2 H 2S ZK ZK () 井附近断裂带的土壤中, 已检测出高通量的 图 4, 现有 CO 2 (浅层热储的生产井集中分布在 异常区的东侧 201 井 CO 2 ZK )是西侧废弃的勘探井。近几年的地球化学监测资料表明, 热 田北区浅层热储已出现向西收缩的趋势, 355 井的热水已 ZK ( ) 由 碱性变成酸性, 地热蒸气中的 浓度明显上升 表 3, CO 2 而同期 和 井的热水流量和地热蒸气组分却变 354 357 ZK ZK 化不大, 说明后者可能位于深层地热流体的升流部位。 反映 在 图 3 上, 357 和 井 地 热 气 体 的 氦 相 对 丰 度 和 354 ZK ZK /值要高于周围其他生产井, 比 井低。 深部地热 4001 R R aZK 流体向上运移时, 有花岗岩和糜棱岩所释放的放射性成因氦 深、浅层热水中 和 的关系 2图 B C l 不断加入, 随着压力的降低, 液相中气体的溶解度也随之减 ()引自 . , 1997 Zh ao e t a l小, 大量气体便从液相中逃逸而出, 沿断裂上升至地表。这一 . 2 F igR e la t io n sh ip be tw een B and C l co n ten t s in th e 过程是复杂和迅速的, 因而, 要发现并取得能够代表这中间 Yangba ja in geo th e rm a l f ie ld 变化过程的气体样品是很困难的。 井的气体含量很 357 ZK 4403 ( ) 低, 值很小 表 2推测地热流体在进入井筒前已 /A rH e 经历过脱气过程, 但该气体样品中的氩含量较高, 相对丰度 313 井位于热田的南部边缘, 近年来井内压力和流量 ZK 40迅 速 下 降, 地 热 蒸 气 中 的 浓 度 出 现 了 明 显 的 变 化 CO 2 和值表明样品中混有一定量的大气组分, 有可能是井? A r () 表 3, 而 井是热田北区的一口深井。如果把这两口 4001 ZK 4() 井的 和 值作为两个端元值, 那么, 就可以建立 /F H eR R a 4(() ) 起 和 /值的演化曲线 图 3, 而其它样品恰好都F H eR R a ( 口装置密封不良所致。表 3 羊八井热田地热蒸气的化学组成 浓度校正至一个大当地热流体上升运移遇阻后, 运动方式会改变成侧向流 ) 单位: 水蒸气 /,气压mm o lk g 动。从西北向东南, 地热流体的温度呈逐渐下降, 热储埋深趋 T ab le 3 S team ch em ica l com po sit io n s f rom th e Yangba ja in 浅, 热田开发前在南区电厂附近形成大量的温泉和沸泉。 由 geo th e rm a l f ie ld 于第四系砂砾岩盖层的封闭性能比较差, 当地热流体在浅层 热储内作侧向流动时, 一方面会通过松散的砂砾岩不断向地 采样地点采样时间CO 2 H 2S H 2 CH 4 表释放气体, 另一方面下伏花岗岩产生的放射性成因氦又会 95209212 21. 6 0. 595 0. 005 井 313 未检出ZK 4 () 源源不断地补给, 促使 和 /值呈同步下降。 基于 F H eR R a 未检出 96209221 77. 4 1. 910 0. 031 这种推断, 浅层地热流体排放前在热储中的滞留时间要超过 0. 038 98209228 190. 6 0. 400 0. 033 井中流体, 这已为氚同位素测量结果所证实。4001 ZK 未检出 井 95208218 325 21. 4 0. 021 0. 004 ZK 未检出 98209208 100. 5 0. 305 0. 003 0. 017 98209208 井 64. 6 0. 259 0. 024 324 ZK 未检出 3. 4 、等组分的地质涵义 K rX e 井309 ZK 96209221 34. 0 0. 510 0. 008 未检出 84 132井304 ZK () () 图 5 是惰性气体样品 和 值的关系图, F K rF X e95209212 26. 4 0. 119 0. 010 未检出 气体样品反映出地热流体中的 、组分主要来自大气降 K rX e 未检出 96209217 46. 6 0. 278 0. 017 水, 大 气 降 水 的 补 给 温 度 要 比 羊 八 井 热 田 年 平 均 气 温 0. 028 98209226 新 井 36. 1 0. 375 0. 003 304 ZK ( ) 2. 5?略高。 然而, 所有数据点都落在大气组分与2. 5?大 井353 ZK 0. 022 98209227 39. 4 0. 312 0. 007 气降水的组分之间。除 井外, 其它样品也有可能混入 357 ZK 井329 ZK 未检出 了少量的大气 和 组分。由于地热气体中初始氦的含量 K r X e 95208226 28. 5 0. 435 0. 011 比较高, 而大气中氦含量只有 5. 2/所以, 轻微的大气污 , Λgg0. 012 96209219 42. 8 0. 593 0. 016 染尚不足以影响氦同位素的组成。 羊八井深层地热流体的 未检出 98209202 48. 0 0. 252 0. 029 404036() 值达到 637. 48 表 2, 相当于/值为 484, 远远 未检出 ? A r A rA r 40364095209213 28. 1 0. 259 0. 006 井 355 ZK () 超过大气中的值 295. 5, 富集放射性成因。在 /A rA r A r 0. 011 403696209217 30. 2 0. 342 0. 015 经历减压气化和冷水稀释后, 地热流体中的/值也 A rA r 未检出 22() 有了明显的下降, 深部特征被淡化。关于地热流体中 F N e98208231 48. 3 0. 356 0. 013 未检出 值的地质意义, 至今尚未明确。 95209213 未检出 井 303 66. 1 0. 366 0. 023 ZK 井354 ZK 95208221 30. 6 0. 400 0. 010 0. 009 96209220 27. 4 0. 585 0. 015 0. 266 98209201 35. 1 0. 197 0. 019 96211213 井 316 3. 070 0. 057 4001 ZK 84132() () 图 5 羊八井热田 和 值的关系 F K rF X e( 大气组成用黑三角表示, 不同温度下大气降水的组成用小圆圈 ( ) )表示, 惰性气体溶解度资料取自 和 2000Kennedy Sh u ste r 84 132 () ()R e la t io n sh ip be tw een F ig. 5 F K r andF X e 图 4 羊八井热田土壤高通量 分布图 CO 2 ()提供, 单位是 /Geo te rm ica Ita liana ΥCO cm s 2 va lue s f rom th e Yangba ja in geo th e rm a l f ie ld. (2A ir and a irsa tu ra ted w a te r a t se lec ted tem p e ra tu re s a re show n . 4 F igCO 2 f lux anom a ly m ap in th e Yangba ja in , . a s so lid t r iang le and c irc le sre sp ec t ive lyR e la t ive no b le ga s geo th e rm a l f ie ld ( ) )2000so lub ilit ie s a re co llec ted f rom Kennedy and Sh u ste r 图 6 羊八井热田的概念模型( ) ( 1 大气降水, 2 地热流体, 3 等温线, 4 第四系孔隙型热储, 5 裂隙型浅层热储, 6 裂隙型深层热储, 7 温泉 现已消失, 8 蒸气地面 南区的 ) 已消失, 9 地质界线, 10 滑脱面, 11 正断层, 12 隐伏断裂 . 6 , F igCo ncep tua l m o de l o f th e Yangba ja in geo th e rm a l f ie ldT ibe t 1. . 2. . 3. . 4. . 5. M e teo r ic w a te rU pw e lling th e rm a l w a te rIso th e rm a l lineQ ua te rna ry po ro u s re se rvo irSh a llow re se rvo ir o f f rac tu red ()(6. 7. 8. . g ran ite. D eep re se rvo ir o f f rac tu red g ran ite. H o t sp r ing d isapp ea red now S team ing g ro und d isapp ea red in th e so u th e rn p a r t o f )9. 10. 11. 12. . Geo lo g ica l bo unda ry. S lid ing p lane. N o rm a l fau lt. B u r ied fau lt. th e f ie ld 地幔物质的侵入。 相对热田南区而言, 位于北区升流部位的 3. 5 羊八井的热田模型生产井具有较高的 值和氦相对丰度, 地热流体的减压 /R R a 过程将释放出大量的气体组分, 在地表形成 高通量排放 CO 2 结合现有的地质和地球物理资料, 可以描绘出羊八井热区。 当浅层地热流体向东南方向运移时, 一方面氦等气体组 ( ) 田地热流体的演化过程 图 6: 大气降水和冰雪融水沿念青 分能通过薄薄的、松散的砂砾岩盖层逃逸热储; 另一方面, 唐古拉南缘山前断裂带向下渗透, 随地温的增加而升温, 经 局部熔融的地壳物质烘烤后, 补给流体的密度逐渐下降, 这 4的不断加入, 导致 又有下伏花岗岩产生的放射性成因/H e R 期间有熔融地壳物质释放的气体组分不断加入。地热流体达 84 () 值 和 氦 相 对 丰 度 在 热 田 排 泄 区 出 现 低 值。 和 R a F K r 到一定深度时, 在冷、热水密度差的驱动下开始沿裂隙上行。 132() 值指示出地热流体中的 、组分主要是大气降 ( F X eK rX e 上 升过程中, 由于减压作用, 大量气体组分 主要是 和CO 2 水成因。 ) 从地热流体中逃逸, 在升流部位的地表形成大面积的酸 H 2S 性蚀变地面和 高通量排放区。 地热流体上行遇阻时, 受CO 2 深部压力和浅层冷水运移的共同驱动, 开始向热田的东南方Ref eren ce s 向作侧向运移, 在北区的浅层蚀变花岗岩和南区的第四系砂 砾岩层内形成热储, 温度和埋深逐渐降低, 并在南区 313 ZK C a i Zuh uang, Sh i H u ix in , M u So ng lin , L uo Guangw e i and Sh i 井等地形成大面积的热水排泄区。 大自然的动态补给, 在一 . 1985. X izho ngIso top e stud ie s o n th e ac t ive dep th o f th e 定程度上延长了羊八井热田浅层热储的开采寿命。 . N ya inquen tang lh a p iedm o n t fau lt s a t Yangba ja inC h ine se ( ), 24: 1891- 1893 Sc ience B u lle t inin C h ine se 2000. C h a rac te r ist ic s and gene sis o f th e D o r J i and Zh ao P ing. Yangba ja in geo th e rm a l f ie ld, T ibe t. In: Ig le sia s E , B lackw e ll 4 结论( ) , , , . D H un t T L und J T am anyu S and K im ba ra K ed s 2000, 2P ro ceed ing s o f th e W o r ld Geo th e rm a l Co ng re ss Kyu sh u 羊八井热田深、浅层地热流体中富含大量的来自上地壳2, , 2810, 1083- 1088T o ho k u J ap anM ay J une 4的放射性成因深层地热流体是浅层的母源。尽管热田及 , H e1995. T h e H im a layan geo th e rm a l be lt H o ch st ien, M P and Yang ZK. 邻区缺少第四纪火山活动, 但是, 深部地热流体的实测温度 ( ), , . : Ka shm irT ibe tW e st Yunnan InGup ta M L and Yam ano和氦同位素组成证实热田北区深部存在着岩浆热源, 即板块 ( ) . . M ed sT e r re st r ia l h ea t f low and geo th e rm a l ene rgy in A sia碰撞挤压所形成的念青唐古拉变质杂岩体局部熔融, 而不是 22: .N ew D e lh iBom bayC a lcu t taO xfo rd IBH P ub lish ing Co PV T. L TD. , 331- 368 Sh en M inzi. 1993. 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