中国东北部和也门西部的地热系统及地热温度特性研究

【摘要】：地热资源的直接利用在中国已有很多年的历史,同时也有少部分地热间接应用于发电;热泉水的治病特性在中国的一些地方受到群众的广泛赞誉。热泉水的温度范围在37℃-96℃之间,PH 值在6.3—8.7 范围内变动,但是从蒸汽喷气孔和火山气孔处采集到的冷凝物却有较低的PH 值(4.5)和较低TDS 值(250ppm)。在也门西部地区(火山岩区)的热水主要有两种类型,它们是Na-HC03 型和Na(K)一Cl 型。然而该地区的地表水化学组分却与世界其他地方的相同,为典型的Ca(Mg)-HC()3型水。研究表明,热泉泉水的类型与地壳深处的岩浆房以及该地区火山岩的化学组分有关。在构造上,这些火山杂岩平行于红海延伸方向,与该方向的N—Nw 向断裂有关,部分与相对较浅的第三纪碱性侵入体有关,还有的与NE—SE、E—W 和NE.Sw 向断裂相关, 这一系列断裂均与红海延伸方向或阿旦湾延伸方向平行。 中国东北的长白山地区,为白垩纪玄武岩广泛分布的区,这里的多座热泉的化学组分已经得到了详细的研究,此外还有详尽资料描述了该地区区域地热特性。鞍山市的地热田包括很多发育在第四纪沉积物中的热泉或热水井,这些第四纪沉积物直接覆盖在元古宙的变质花岗岩或者古生代碳酸岩之上。该地区热泉或热水井的温度范围为49℃-96℃,PH 的变化范围8.74-9.02,地热水为Na(K)-C1-S 型。该地区地热水可以用于鞍山市的取暖系统,或者用于医疗治病。 通过对也门和中国东北的热泉的研究,揭示了热泉水的类型和区域岩石类型的关系,那就是:当热泉水沿着岩石裂隙从地下流向地表的时候,其泉水类型由流经区的岩石化学组成决定(水石反应)。 【关键词】：地热 热泉 地球化学 也门 白山长 鞍山
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：P314
【目录】：

• CHAPTER 1 INTRODUCTION AND THESIS OBGECTIVES10-19
• 1.1 General Information and location the research area10-11
• 1.2 Previous study on thermal springs in Yemen11-15
• 1.3 General information on Geothermal of China15-17
• 1.4 History of Review17
• 1.5 Northeastern China17-18
• 1.6 The Objectives of the Present Study18-19
• CHAPTER 2 REGIonAL GEOLOGY AND GEOLOGY OF YEMEN19-52
• 2.1 Introduction19
• 2.2 Archean-Proterozoic basement19-26
• 2.3 Phanerozoic Sedimentary Rocks26-44
• 2.3.1 Cambro-Ordovician / Permo-Carboniferous26-29
• 2.3.1.1 Wajid Sandstone26-27
• 2.3.1.2 Permian: Akbra Shale27-28
• 2.3.1.3 Other Palaeozoic Strata28-29
• 2.3.2 L-M Jurassic29-36
• 2.3.2.1 Kohlan Sandstone29-30
• 2.3.2.2 Jurassic Amran Group30-36
• 2.3.3 Cretaceous-Tertiary36-40
• 2.3.3.1 Palaeocene-Oligocene: Hadramaut Group38-39
• 2.3.3.2 Palaeocene – Eocene: Suqatra39
• 2.3.3.3 Neogene: Tihama Plain and Red Sea39-40
• 2.3.3.4 Post-Miocene: Tihama Plain and offshore40
• 2.3.4 Quaternary: Yemen40-44
• 2.3.4.1 Eocene-Oligocene: Western Yemen40-41
• 2.3.4.2 Eocene-Pleistocene: Western Yemen41-44
• 2.4 Structure and Tectonics of Yemen44-49
• 2.4.1 Central Block44-45
• 2.4.2 North-West45
• 2.4.3 Ramlat As Sab’atayn Graben45-48
• 2.4.4 Ad Dali Graben48
• 2.4.5 Red Sea Rift Basin48-49
• 2.5 Geological History49-50
• 2.6 Geology of Northeastern China50-52
• CHAPTER 3 GEOCHEMICAL METHODS FOR EXPLORATION OF GEOTHERMAL ENERGY ON THE SURFACE52-64
• 3.1 Introduction52-53
• 3.2 Type and importance of surface thermal manifestations53-57
• 3.2.1 Hot Springs54-55
• 3.2.2 Fumaroles55
• 3.2.3 Geysers55-56
• 3.2.4 Geothermal system56-57
• 3.3 Sampling and analysis of geothermal fluids57-58
• 3.3.1 Geothermal liquids57
• 3.3.2 Fieldwork57-58
• 3.4 Types of thermal waters58-60
• 3.4.1 Chloride rich waters58-59
• 3.4.2 Sulphate rich waters59
• 3.4.3 Bicarbonate waters59-60
• 3.5 Methods to interpret chemical data during hydrogeochemical prospecting60-63
• 3.6 Geothermometers of thermal water can be classified in two groups63-64
• CHAPTER 4 THERMAL SPRINGS OF WESTERN YEMEN AND THEIR GEOTHERMOMETRIC CHARACTERISTICS64-123
• 4.1 Introduction64
• 4.2 Volcanic activities with geothermal potential in Western Yemen64-69
• 4.3 Structural setting69-72
• 4.4 Seismic Activity72-83
• 4.4.1 The catalogue of earthquakes and volcanic activity (1991) gave the following on Yemen74-79
• 4.4.2 Earthquakes During the period of79
• 4.4.3 Statistical analyzing of seismic data79-81
• 4.4.4 Seismicity of Western Yemen (Central Plateau)81-82
• 4.4.4.1 Dhamar Area81-82
• 4.4.4.2 Al-Udayn Region82
• 4.4.4.3 Hiddan area82
• 4.4.4.4 Al Qafr area82
• 4.4.4.5 Hajja-Al-Tawilla area82
• 4.4.5 Seismicity of Southwestern Plateau82-83
• 4.4.5.1 Hais area82-83
• 4.4.5.2 Wazeia -Madariba area83
• 4.5 Western Yemen hot springs, earthquakes and landslides83-86
• 4.6 Thermal Features and Western Yemen thermal springs86-123
• 4.6.1 Field work87
• 4.6.2 Methodology87
• 4.6.3 Sana’a area thermal springs87-91
• 4.6.3.1 Hammam Ali, Al-Haimah Ad-Dakhiliyah89-90
• 4.6.3.2 Hammam Jaref90-91
• 4.6.3.3 Jabal Mahyeen-Hammam Ali and Wadi Surdod91
• 4.6.4 Dhamar Area thermal springs91-103
• 4.6.4.1 Mineral Water of Hammam Ali A’nis95-97
• 4.6.4.2 Al-Lisi and Hammam Isbil Fumaroles97-101
• 4.6.4.2.1 Introduction97-100
• 4.6.4.2.2 Geological setting of the area100
• 4.6.4.2.2.1 Precambrian100
• 4.6.4.2.2.2 Cretaceous Tawilah formation100
• 4.6.4.2.2.3 Tertiary Volcanic, Yemen Trap Serious (YTS)100
• 4.6.4.2.2.4 Quaternary100
• 4.6.4.2.3 Tectonic Setting100
• 4.6.4.2.4 Estimated temperature100-101
• 4.6.4.3 Hammam Juma’ah101
• 4.6.4.4 Hammam Al-Uqur101-102
• 4.6.4.5 Hammam Seiban102
• 4.6.4.6 Wadi Malaha102-103
• 4.6.5 Ibb area thermal springs103-108
• 4.6.6 Ta’iz area thermal springs108-113
• 4.6.6.1 The western plateau108-111
• 4.6.6.2 Hammam Resyan111-112
• 4.6.6.3 Hammam At-Twoair112
• 4.6.6.4 Hammam Ad-Durabi112
• 4.6.6.5 Wadi Al-Barh112
• 4.6.6.6 Hammam Wadi Al Majsalah,112-113
• 4.6.7 Al-Hudaidah area thermal springs113-115
• 4.6.7.1 Hamma Al-Imam113
• 4.6.7.2 Hamam As Sukhnah113-115
• 4.6.8 Geochemical Results on the thermal waters of Western Yemen115-116
• 4.6.9 Heat Flow and Geothermal Gradient of Yemen116-120
• 4.6.10 Chemical Geothermometry120-122
• 4.6.11 Tpography122-123
• CHAPTER 5 THERMAL SPRINGSIN OF AD DALA AND KIRSH AREAS123-131
• 5.1 Ad-Dhala area thermal springs123-129
• 5.1.1 Damt thermal springs123-129
• 5.1.1.1 Geology and structure124-127
• 5.1.1.2 Geochemical analysis127-128
• 5.1.1.3 Geothermometrics128-129
• 5.2 Kirsh thermal springs area129-131
• CHAPTER 6 GEOTHERMAL SYSTEM IN NORTHEAST (NE) CHINA131-142
• 6.1 Changbaishan area thermal springs131-136
• 6.1.1 Introduction131-132
• 6.1.2 Geological setting132-133
• 6.1.3 Sampling and analytical methods133
• 6.1.4 Analytical results133-135
• 6.1.5 Geothermometrics135-136
• 6.2 Anshan area well springs136-141
• 6.2.1 Regional Geological Background136
• 6.2.1.1 Strata136
• 6.2.1.2 Igneous rocks136
• 6.2.2 Structural geology136-139
• 6.2.2.1 NE-SW faults138
• 6.2.2.2 E-W Faults138
• 6.2.2.3 NW-SE faults138-139
• 6.2.3 Methodology139
• 6.2.4 Chemical Results139
• 6.2.5 Estimated Temperatures139-141
• 6.3 Geothermal energy in China141-142
• 6.3.1 Introduction141
• 6.3.2 The geotemperature and geothermal gradients in China141-142
• CHAPTER 7 GEOTHERMAL ENERGY DIRECT USES142-152
• 7.1 Chemical thermal springs water uses142-143
• 7.1.1 Bicarbonate waters142
• 7.1.2 Sulfur and Sulfates142-143
• 7.1.3 Chlorides143
• 7.1.4 The benefit of cations in the thermal waters143
• 7.1.4.1 Benefits of Magnesium143
• 7.1.4.2 Benefits of Potassium143
• 7.1.4.3 Benefits of Sodium:143
• 7.2 Geothermal use for balneology143-144
• 7.3 Geothermal Resources144-145
• 7.4 Geothermal energy direct uses145-152
• 7.4.1 Geothermal heat pumps146-147
• 7.4.2 Space heating147
• 7.4.3 Greenhouse and covered ground heating147
• 7.4.4 Aquaculture pond and raceway heating147
• 7.4.5 Agricultural crop drying147-148
• 7.4.6 Industrial process heat148
• 7.4.7 Snow melting and space cooling148
• 7.4.8 Bathing and swimming148-149
• 7.4.9 Categories of utilization149-152
• ConCLUSION AND RECOMMENDATION152-154
• Recommendations154-156
• REFERENCES156-172
• Abstract172-176
• 摘要176-179
• ACKNOWLEDGEMENTS179-181
• 导师简介181-182
• 作者简介182

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