【摘 要】
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同位素(HDO和H218O)分析是揭示地下水热循环过程的重要手段.目前,HDO和H218O分析在水文学中侧重于地表及浅部非饱和带内的过程,在地质学中则注重于深部高温条件下水岩作用所引起的同位素分馏过程.但在浅部地壳,温度分布于300℃至气温之间的同位迁移过程仍缺少一种定量刻画手段,而该温度区间却对应于地球关键带核心部分.在此温度范围内,同位素迁移转化可受对流、弥散、相变分馏、水岩(矿)作用的影响.
【出 处】
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2017第三届“地下水科学青年论坛”
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同位素(HDO和H218O)分析是揭示地下水热循环过程的重要手段.目前,HDO和H218O分析在水文学中侧重于地表及浅部非饱和带内的过程,在地质学中则注重于深部高温条件下水岩作用所引起的同位素分馏过程.但在浅部地壳,温度分布于300℃至气温之间的同位迁移过程仍缺少一种定量刻画手段,而该温度区间却对应于地球关键带核心部分.在此温度范围内,同位素迁移转化可受对流、弥散、相变分馏、水岩(矿)作用的影响.此次,在多相流体-热耦合模拟程序TOUGH2基础上,增加了HDO和H218O运移模块,并应用于分析青海贵德盆地扎仓热田地下水-热-同位素耦合迁移过程.结果表明:温度低于200℃时,地热流体由深部迁移至地表过程中几乎不产生相变(忽略井筒作用),此时D同位素迁移受对流和弥散作用影响,由补给区向排泄区变化幅度较小;而18O受水岩作用影响,沿径流途径增幅明显.但值得注意的是,温度变化导致密度变化,进而引起重同位素在高密度区富集.当温度超过200℃、地层渗透率超过100mD时,在排泄区发生相变,导致液相水中同位素富集.综上,即使在均质含水介质内,温度的大幅度变化可导致流场高度不均匀性,进而导致同位素不均匀分布.因此,需借助于数值模拟手段定量揭示地下同位素演化过程.
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