岩溶地下水系统冷泉和热泉的形成机制:以趵突泉群为例
康凤新1
隋海波2
郑婷婷3
徐秋晓2
1.山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛 266590;山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队,山东济南 250014;山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心,山东济南 250013;济南大学水利与环境学院,山东济南 2500222.山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队,山东济南 250014;山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心,山东济南 2500133.山东省鲁南地质工程勘察院,山东济宁,272100
摘要：岩溶地下水和地热水分别是中国北方重要的供水水源和供暖热源,但二者水力联系尚缺乏系统研究;为实现保泉、供水和地热清洁能源开发的三赢,通过含水层/热储层空间分布、同位素测年、水文地球化学场、水动力场、温度场特征及规律分析等方法,揭示了趵突泉泉域岩溶地下水流系统从浅、中循环子系统至深循环子系统,即岩溶地下水至冷泉和热泉的演变过程、驱动机制与响应机理.在地下水位高程差引起的重力势能差驱动下,岩溶地下水沿济南含水层系统从上游浅循环-开放式地下水动力系统,向中游中循环-半开放式地下水动力系统径流,径流途中在济南市区遇不透水的辉长岩体或石炭纪二叠纪砂岩页岩地层阻截,大部分地下水沿垂向强裂隙岩溶发育通道上涌、穿透第四纪砾岩或辉长岩体裂隙发育带喷出地表形成17～18 ℃的承压上升冷泉.一小部分地下水从深部穿过或从侧面绕过辉长岩体,沿裂隙岩溶通道继续向下游深循环运移,形成弱开放地热水动力系统;高大地热流传导聚热、深大断裂带/侵入岩体-灰岩接触带带状对流聚热、凸起区高热导率分流聚热、盖层低热导率保温聚热、地下水深循环运移传导-对流聚热等五元聚热驱动14～18 ℃的常温地下水演变为33～95℃的承压热泉(自流地热水).
关键词：冷泉热泉聚热演变过程驱动机制趵突泉水文地质
分类号：P641(水文地质学与工程地质学)
资助基金：国家自然科学基金(Nos.U1906209)国家自然科学基金(42072331)
论文发表日期：2024-08-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 2862-2878 )
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