[发明专利]一种基于硅同位素分馏关系恢复热储温度的方法

说明书

本发明属于地热勘查和资源评价的技术领域，具体涉及一种基于硅同位素分馏关系恢复热储温度的方法。本发明包括以下步骤：步骤1、硅同位素采样和预处理；步骤2、判断硅同位素平衡的条件及SiO₂温标计算公式的条件；步骤3、计算SiO₂平衡浓度，计算SiO₂温标；步骤4、分析SiO₂温标的地质意义。本发明计算的热储温度为热水中SiO₂处于溶解‑沉淀平衡状态的温度，将大大提高深部热储温度估算的准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于地热勘查和资源评价的技术领域，具体涉及一种基于硅同位素分馏关系恢复热储温度的方法。

背景技术

热储温度是地热资源潜力评价时最重要的参数之一，常用的一种方法是根据热水SiO₂浓度计算热储SiO₂温标。该法的原理是基于热水中SiO₂溶解度与温度呈正相关关系。采用SiO₂温标计算温度时，必须分析是哪种矿物控制着热水SiO₂溶解度。常用的SiO₂温标为石英温标和玉髓温标。一般情况下，石英温标适用于中-高温热储(120-180℃)温度计算，玉髓温标用于110℃温度条件。当采用SiO₂温标时，参与计算的SiO₂浓度必须是处于溶解-沉淀平衡状态时的浓度值。

现阶段地热领域，国内外计算SiO₂温标时，绝大多数是以采集的地表出露热水或钻井揭遇的地下热水，以其SiO₂分析浓度直接计算获得SiO₂温标。由于热水从热储流出、上升至地表或在地下循环时，因温压条件改变，以及与地下冷水的混合等因素影响，一般处于溶解-沉淀不平衡状态，以此浓度计算的热储温度大都明显偏小于实际值，这表现在大多数情况下，SiO₂温标与K-Na阳离子温标、根据地温梯度估算的温度出现明显不一致现象。

发明内容

本发明解决的技术问题：本发明提供一种基于硅同位素分馏关系恢复热储温度的方法，使计算的热储温度为热水中SiO₂处于溶解-沉淀平衡状态的温度，将大大提高深部热储温度估算的准确性和可靠性。

本发明采用的技术方案：

一种基于硅同位素分馏关系恢复热储温度的方法，包括以下步骤：

步骤1、硅同位素采样和预处理；步骤2、判断硅同位素平衡的条件及SiO₂温标计算公式的条件；步骤3、计算SiO₂平衡浓度，计算SiO₂温标；步骤4、分析SiO₂温标的地质意义。

所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1、水样采集及预处理；步骤1.2、与采集水对应的沉积物样品采集和预处理。

所述步骤1.1包括如下步骤：通过洁净的塑料桶采集温热泉，保存在洁净的20-50L聚乙烯桶中并于当天回到室内后立即过滤；溶解态样品采用孔径0.45μm的洁净醋酸纤维膜或孔径0.4μm的聚碳酸醋膜过滤；取250ml-5L滤液储存在洁净的聚乙烯瓶中，并用两次亚沸蒸馏提纯的盐酸酸化至pH＝2后避光保存，或光谱纯HCl酸化，用作水样硅同位素分析；未酸化的过滤液250ml-1L作为分析水中阴阳离子组成的样品。

所述步骤1.2包括如下步骤：采集与热水对应的沉积物样品，按照沉积物颜色、颗粒形态、胶结程度、组成分别取样装入样品袋并编号，每袋样重1-2kg，送实验室；实验室将沉积物样品用定性滤纸过滤，并用高纯水洗去沉淀物中的杂质，收集最后过滤物为Si同位素分析用固体样品。

所述水、沉积物的Si同位素分析精度需优于0.01‰。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、硅同位素平衡判断