理论地热温标及其在地热研究中的应用

【摘要】：应用人工合成的地热水,基于多组分矿物-流体化学平衡的计算,我们校正了错误的铝浓度对理论地热温标结果的影响。通过建立修正的Q/K图,FixAl这种新方法消除了缺乏铝数据或错误的铝数据问题。这可以通过使水与一种我们选择的含铝矿物,如微斜长石,达到平衡态来实现。在FixAl图中,对于含铝矿物来说,以修正的Q/K值与温度作图;对于不含铝矿物的来说,饱和度指数以同样的方式在普通的Q/K图中表示出来。除了铝浓度错误外,CO_2的脱气作用和储层水的稀释作用都会干扰模拟的平衡地热温标。这些影响因素都可以在一个Q/K图中通过比较不含Al矿物和含Al矿物的曲线来区分,然后用试验误差方法校正CO_2损失和稀释作用。用来证明这个方法的来自中国,冰岛和美国的地热水实例表明Al浓度上的错误是很普遍的,有些还非常严重。对于缺乏Al数据和Al数据错误的地热水,FixAl方法被证明是非常有效的化学地热温标方法。通过FixAl方法估计的平衡温度与石英,蛋白石和同位素地热温标得出的结果吻合得很好。强制性平衡矿物的选择取决于pH值。对于大多数中性水来说,微斜长石和钠长石是很好的选择;而对于酸性大些的水,高岭石或者伊利石是比较好的选择。实测的pH值在模拟平衡时非常重要,并且我们发现最适用的pH值是同样适用于已发表的碳酸盐的pH值。通常这个是实验室测定的pH值,而不是现场测定的pH值,但是现场pH值对于约束CO_2的脱气作用还是非常必要的。对大量位于80～180℃储层温度范围内水的计算表明矿物-水平衡总是几乎可能实现,但是容易受近地表环境中CO_2的稀释或脱气作用的短时间尺度过程干扰。 【作者单位】：中国科学院地质与地球物理研究所 美国俄勒冈大学地球科学系
【关键词】：地热温标 地热研究
【基金】：国家自然科学基金的资助(项目号49372156)
【分类号】：TK521
【正文快照】： 1引言如Reed和sPycher所述〔’」，地热系统中水的多组分化学平衡模拟可以应用于化学地热温标。这个方法主要是用天然水的组分来找到一个温度，该温度条件下地热系统中可能被改变的矿物组合彼此之间以及和水相之间能达到平衡。这个方法在大量地热水中的应用表明它给出了系统

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