学校在重庆地热水形成机理领域取得重要进展

2019-09-12 16:31:26

  近日,地理科学学院杨平恒副教授课题组在国际水文学TOP期刊Journal of Hydrology(IF:4.405)上在线发表了题为Hydrogeochemistry and geothermometry of the carbonate-evaporite aquifers controlled by deep-seated faults using major ions and environmental isotopes(断裂型碳酸盐岩-硫酸盐岩含水层水文地球化学和地质温度计的主要离子和环境同位素制约)科研论文,为相关地区地热水资源的可持续开发利用提供了有效的理论基础。

  随着全球变暖趋势的日益明显,极端气候和极端天气日趋频繁,如何促进节能减排,充分利用诸如地热水资源和地热能等绿色清洁能源,是摆在现实面前的一个重要挑战和难题。同时,地热水(含温泉)中因温度和含较高浓度的矿物质,具有较高的医疗保健价值。因此,充分的开发和利用地热资源,对于缓解现今能源紧张状况、实现可持续发展、维护国家能源安全和促进百姓健康等,具有重要意义。

  重庆素有“温泉之都”美誉,当前对地热水资源的开发主要集中于主城地区。随着渝东南地区经济社会的发展,尤其是2024年渝黔高铁的通车运行,该地区对地热水资源的需求也必将加大。近年来,重庆的一些地勘队伍尝试在渝东南地区开展地热水勘探,因其基于主城区找热水经验,也就是“层状热储”的指导思想和认识,导致勘探结果未达到预期。主城区“层状热储”找热水经验是否适合渝东南地区?渝东南地热水的赋存有何规律?与主城区有何区别?科学回答这三个问题,将着实提高地热水勘探效果。

  

  杨平恒课题组对面积近2万千米的渝东南地区进行了多年野外调查,统计出该地区地热水排泄温度为19~54℃,主要出露在寒武系和奥陶系喀斯特地层,且与区域断层有着极为密切的关系。课题组采集了14个温泉、3口地热井和多条地表河的水样,在测试分析主要离子含量及相关稳定和放射性同位素的基础上,提出了渝东南地区地热水资源形成的概念模型,认为大气降水在重力驱动下,渗入地下深部被地温加热成为地热水,同时与围岩发生充分而又复杂的水岩作用,地热水在径流的过程遇到断裂做上升运动,形成自流温泉,从而形成与主城区明显有别的渝东南断裂带型地热水流系统。该研究成果为未来渝东南地区地热水资源的可持续开发利用奠定了坚实的理论基础。研究方法也可为世界其他地方非火山地热水系统的研究提供借鉴。

  该研究的合作单位还有重庆市地勘局南江地质队、田纳西州环保局、重庆市地勘局208地质队、中科院地质和地球物理研究所。研究得到中央高校基本科研业务费专项培育项目、重庆市基础研究与前沿探索面上项目和留学基金委共同资助。