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渝东北长滩地区温泉水化学特征及成因分析

刘操 徐高海 李德龙 罗富恒 徐海峰 陈成 邹剑舒

刘 操,徐高海,李德龙,等. 渝东北长滩地区温泉水化学特征及成因分析[J]. 中国岩溶,2025,44(6):1144-1157 doi: 10.11932/karst20250602
引用本文: 刘 操,徐高海,李德龙,等. 渝东北长滩地区温泉水化学特征及成因分析[J]. 中国岩溶,2025,44(6):1144-1157 doi: 10.11932/karst20250602
LIU Cao, XU Gaohai, LI Delong, LUO Fuheng, XU Haifeng, CHEN Cheng, ZOU Jianshu. Hydrochemical characteristics and genesis analysis of hot springs in the Changtan area, Chongqing[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2025, 44(6): 1144-1157. doi: 10.11932/karst20250602
Citation: LIU Cao, XU Gaohai, LI Delong, LUO Fuheng, XU Haifeng, CHEN Cheng, ZOU Jianshu. Hydrochemical characteristics and genesis analysis of hot springs in the Changtan area, Chongqing[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2025, 44(6): 1144-1157. doi: 10.11932/karst20250602

渝东北长滩地区温泉水化学特征及成因分析

doi: 10.11932/karst20250602
基金项目: 重庆市基础地质调查项目(DD20240112)
详细信息
    作者简介:

    刘操(1999-),男,工程师,硕士研究生,从事水文地质、环境地质调查研究。 E-mail:1202121842@cug.edu.cn

    通讯作者:

    徐高海(1986-), 男, 高级工程师,从事水文地质、地热地质调查研究。E-mail:ccqxgh@163.com

  • 中图分类号: P314.1;P641.3

Hydrochemical characteristics and genesis analysis of hot springs in the Changtan area, Chongqing

  • 摘要: 渝东北地区高隆起背斜两翼发育的地下热水系统具有独特的水化学特征与成因机制。为揭示其水化学特征及其与典型地下热水的成因差异,选取方斗山背斜西北翼长滩地区天然温泉及钻孔温泉为研究对象,通过水文地球化学测试、水化学图解、地热温标和地下热水循环深度计算,结合区域水文地质条件探讨其形成机理。结果表明:(1)研究区温泉水化学类型为Cl-Na型,主要离子含量呈现出Na+(40.27 g·L−1)与Cl(60.72 g·L−1)显著富集特征;(2)基于SiO2地热温标计算显示热储温度为54~78 ℃,结合地温梯度推算地下水循环深度达2000 m;(3)地下水系统接受方斗山背斜核部灰岩出露区大气降水入渗补给,热源机制以围岩传导热为主。

     

  • 图  1  研究区地理位置图

    Figure  1.  Geographical location of the study area

    图  2  研究区地质及构造纲要简图

    Figure  2.  Simplified geological and structural outline of the study area

    图  3  研究区水文地质简图

    Figure  3.  Hydrogeological sketch of the study area

    图  4  水化学综合指标直方图

    Figure  4.  Histogram of comprehensive water chemistry indicators

    图  5  钻孔温泉主要离子组成(a)、微量离子组成(b)组成饼图

    Figure  5.  Pie chart of compositions of main ions (a) and trace ions (b) in artificially drilled hot springs

    图  6  钻孔温泉地下水元素组成Piper三线图

    Figure  6.  Piper diagram of elements in artificially drilled hot springs

    图  7  钻孔温泉的Giggenbach Na-K-Mg三角图

    Figure  7.  Giggenbach Na-K-Mg triangle of artifically drilled hot springs

    图  8  研究区A-A1水文地质剖面

    Figure  8.  Hydrogeological profile of A-A1 in the study area

    图  9  研究区C-C1水文地质剖面

    Figure  9.  Hydrogeological profile of C-C1 in the study area

    图  10  长滩温泉水循环概念模式图

    Figure  10.  Conceptual model for water cycle of Changtan Hot Spring

    表  1  研究区地下水类型及其赋存环境一览表

    Table  1.   Summary of groundwater types and their host environments

    地下水类型地下水亚类赋存地层赋存环境
    碳酸盐岩溶水碳酸盐岩类溶洞裂隙水T2j3赋存于方斗山背斜核部及北西翼近核部,表层岩溶作用导致
    地形上形成溶蚀沟谷、溶洞、垄脊状沟谷等地貌类型
    碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水T2j4
    碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙-孔隙水T2b1、T2b3
    基岩裂隙水碎屑岩层间裂隙水T3xj赋存状况受制于砂岩含水层厚度、裂隙发育程度及地貌条件
    红层承压水红层承压水J1z、J1zl、J2x赋存于泥岩之间的砂岩含水层中,独立的补径排系统
    网状裂隙水基岩风化带网状裂隙水J2s赋存于侏罗系红层浅部风化带网状裂隙中,其富水性极弱
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    表  2  水化学综合指标数据表

    Table  2.   Comprehensive index data of water chemistry

    水样采集点pH标准差TDS/mg∙L−1
    标准差总硬度/mg∙L−1标准差Eh/mV
    标准差
    钻孔温泉7.260.30112.50×1036197617.1×1016.92−21422.79
    天然温泉7.870.32879.62×1024591264.8×1019.38−11724.83
    磨刀溪地表水6.820.38763.20123.31386.6021.4736936.50
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    表  3  钻孔温泉物质含量表

    Table  3.   Ion contents of artificially drilled hot springs

    物质类别 物质种类 SY01 SY02 SY03 SY04 SY05 SY06 均值
    主要阴阳离子 Na+/ g∙L−1 38.01 43.04 38.02 36.60 47.20 38.75 40.27
    Ca2+/ g∙L−1 1.69 1.67 1.73 1.72 1.69 1.67 1.69
    Cl/ g∙L−1 56.83 67.48 56.32 56.32 66.13 61.24 60.72
    ${\rm{SO}}_4^{2-}$/ g∙L−1 5.44 4.73 5.46 5.91 5.62 5.49 5.44
    K+/ mg∙L−1 109.86 1119.73 919.95 932.03 1058.00 1015.26 1015.26
    Mg2+/ mg∙L−1 476.61 451.34 439.57 435.29 549.12 501.27 475.53
    ${\rm{HCO}}_3^{-}$/mg∙L−1 286.91 377.51 285.93 237.00 326.15 280.43 298.99
    微量离子 F/ mg∙L−1 3.44 3.48 3.80 3.92 3.60 3.50 3.62
    ${\rm{NO}}_3^{-}$/ mg∙L−1 2.82 1.19 0.12 0.14 0.21 0.15 0.77
    Li+/ mg∙L−1 0.46 0.41 0.54 0.51 0.49 0.55 0.49
    Sr2+/ mg∙L−1 41.69 22.60 42.25 43.67 41.52 30.65 37.06
    Zn2+/ mg∙L−1 0.15 0.15 0.36 0.19 0.22 0.11 0.20
    Cu2+/ mg∙L−1 0.23 0.28 0.26 0.21 0.16
    Cr3+/ mg∙L−1 0.59 0.04 0.39 0.14 0.02 0.20
    Mn2+/ mg∙L−1 0.34 0.32 0.31 0.43 0.28 0.01 0.28
    硫化物 H2S/ mg∙L−1 153.86 117.86 133.47 121.64 140.26 123.15 131.71
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    表  4  钻孔温泉热储温度计算表

    Table  4.   Calculation of thermal storage temperature for artifically drilled hot springs

    取样批次 SiO2浓度/ g∙L−1 T1/℃ T2/℃ T3/℃ Ta/℃
    SY01 31.48 50.31 81.62 51.85 61.26
    SY02 34.81 54.80 85.26 55.81 65.29
    SY03 40.80 62.14 91.17 61.82 71.71
    SY04 32.55 51.79 82.82 53.18 62.60
    SY05 46.63 68.57 96.30 66.69 77.19
    SY06 26.63 43.12 75.71 44.93 54.59
    均值 35.48 55.12 85.48 55.71 65.44
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    表  5  钻孔温泉地下热水循环深度计算表

    Table  5.   Calculation of depth of underground hot water circulation in artificially drilled hot springs

    取样批次 g/m·℃−1 T/℃ t0/℃ h0/m h/m
    SY01 40 61.26 17 25 1795.39
    SY02 40 65.29 17 25 1956.60
    SY03 40 71.71 17 25 2213.43
    SY04 40 62.60 17 25 1848.89
    SY05 40 77.19 17 25 2432.45
    SY06 40 54.59 17 25 1528.41
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-01-01
  • 录用日期:  2025-05-27
  • 修回日期:  2025-04-30
  • 刊出日期:  2025-12-25

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