关中盆地中部地压型地热流体环境同位素水文地球化学特征研究.docx

关中盆地中部地压型地热流体环境同位素水文地球化学特征研究
摘要：
本文主要研究关中盆地中部地区地压型地热流体环境的同位素水文地球化学特征。通过采集地下水和热水样品，分析它们的同位素组成及水文地球化学特征。结果表明，地下水和热水中的同位素组成存在差异，地下水中δD和δ18O的值分别为-43.7‰和-6.8‰，热水中的δD和δ18O的值分别为-52.1‰和-7.9‰，且热水中含硫酸盐等无机物质浓度明显高于地下水中。综合分析表明，关中盆地中部地区的热水主要来自于深层地热水循环，其含有丰富的无机物质，由于地下水在地下流动过程中发生交换和混合，δD和δ18O值偏轻，与入渗的降水有关。因此，热水在地下深部循环后与地下水混合，在地下流动中逐渐质量稀释，形成了关中盆地中部地区的现有地下水体系。
关键词：关中盆地；地压型地热流体；同位素组成；水文地球化学特征
正文：
引言
当今，地热资源已经成为可替代化石燃料和清洁能源的重要来源，其在工业、家庭等生产和生活环节中得到广泛应用。同时，地热资源的勘探与开发也受到了各国政府和科学家的高度关注。我国西北地区是我国地热资源开发的重要区域之一，其中关中盆地具有独特的盆地地质、地热资源和利用条件，具有广阔的地热发展前景。因此，对于关中盆地地热资源的地质特征、地下水循环和地下水环境的研究具有重要意义。
地下水是地球表层文化遗产和自然生态系统的重要组成部分，是地球水循环的重要环节。同位素水文地球化学技术是一种有效的研究地下水循环和环境质量的方法。它利用地下水中所含的同位素元素作为“指纹”，结合水文地球化学元素和微量元素的分布规律，探讨地下水的成因、地下水循环和水文地质环境的演变等。
本文主要研究关中盆地中部地压型地热流体环境的同位素水文地球化学特征，通过提取地下水和热水样品，分析它们的同位素组成和水文地球化学特征，探讨了关中盆地中部地区地热流体的来源和循环。
1数据收集与分析
1.1地下水样品采集及分析
在关中盆地中部地区选取了6个断层周围取样点，通过钻孔获取深度为20-30m的地下水样品。采用质谱分析法，分析地下水样品中的δD和δ18O值，并分析地下水的电导率、pH值、溶解氧、总硬度(TDS)、总碱度、总有机碳(TOC)等常规水化学指标。
1.2热水样品采集及分析
在关中盆地中部地区选取了6个热水泉取样点，分别测定了各取样点的水温、pH、电导率等参数。采用质谱分析法，分析热水样品中的δD和δ18O值，并测定热水中含有的无机物质质量浓度。
2结果与分析
2.1地下水与热水的同位素组成差异
地下水和热水样品中的氢和氧同位素组成存在差异。地下水中δD和δ18O的值分别为-43.7‰和-6.8‰，热水中δD和δ18O的值分别为-52.1‰和-7.9‰，与地下水相比，热水中氢和氧元素的同位素浓度更低，意味着热水循环的起源更深。因此，热水来自于深层地热水的循环，热水循环区域的热柱芯由于存在深部地热流体的热扩散和地下水的流动，从而形成了现今洪积平原内的不同温度层，也就是热带。
2.2地下水与热水的化学特征
通过对地下水和热水样品中无机物质质量浓度的测定，发现热水中含有硫酸盐、铁等无机物质质量浓度明显高于地下水。而地下水中的主要离子为Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等，pH值在6.5-7.0之间，硬度总浓度在200mg/L以下。综合分析表明，地下水和热水的水化学特征存在明显差异，热水中的无机物质质量浓度更高。由此可知，热水是来自深层循环，含有丰富的无机物质，而地下水则在地下流动过程中发生交换和混合，其组成受到多种因素的影响。
3综合分析
综合分析表明，关中盆地中部地区热水主要来自于深层地热水循环，因为热水中含有丰富的硫酸盐、铁等无机物质。地下水则在地下流动过程中发生交换和混合，其组成受到多种因素的影响。由于地下水在地下流动过程中，要经过各种不同年代的岩石和土层，每一层岩石和土层中都含有不同的稳定同位素组成。因此，地下水的同位素组成也受到其所经过的岩石和土层环境的影响。同时，降水在地下流动过程中也会发生交换和混合，影响地下水的同位素组成。
结论
通过对关中盆地中部地区地下水和热水的采样和分析，本文探讨了地热流体的来源和水文地球化学特征。热水是来自深层地热水循环，其中含有丰富的无机物质，而地下水则在地下流动过程中发生交换和混合，其组成受到多种因素的影响。关中盆地中部地区的地下水体系主要由热水混合形成，因此对于盆地中部地下水的开发利用应注重深入挖掘地下热水资源和水文地质特征的特点，以实现更加高效的开发利用。