水化学类型分析及岩溶地热系统成因机制

压裂前抽水试验水质化验结果如表4 -6 所示， 其pH=7.02。

表4　GRY1 号孔水质检测结果简表

1) 河北平原区地下热水化学特征

河北平原地下热水化学特征明显受补给、 径流、 排泄条件及地质构造的控制， 从山前平原至中部平原、 滨海平原， 由新近系热储到深部基岩热储， 水化学类型由HCO3 -Na 型、 HCO3·Cl -Na 型， 逐渐过渡为Cl·HCO3 -Na 型， 最终到半封闭或封闭状态下变为Cl-Na 型。

2) GRY1 号钻孔水化学特征

根据本次水样检测结果及天然水矿化度分类表， GRY1 号孔长城系高于庄组下热水矿化度含量为6 437.06 mg／L， 属咸水， 矿化度分类标准如表4 -7 所示。地热水中所含阳离子主要为Na +， 其含量为1 950.40 mg／L， 占阳离子总量的毫克当量百分数为84.84%； 阴离子主要为Cl -， 其含量为3 148.23 mg／L， 占阴离子总量的毫克当量百分数达88.81%。 根据化学类型定名原则， GRY1 号孔井下热水中属于Cl-Na 型地下水。

表4　地下水矿化度分类标准(www.xing528.com)

检测水样中Ca2+含量为207.88 mg／L， 毫克当量百分数为10.37%； Mg2+含量为43.75 mg／L， 毫克当量百分数为3.60%。 Ca2+ + Mg2+ 毫克当量百分数为13.97%。 按地下水硬度分类为极硬水， 地下水硬度分级如表4 -8 所示。

表4　地下水硬度分级

(注: 离子的毫克当量=离子毫克数／离子的当量)。

3) 水质动态分析

根据收集到的23 本周边地热井勘查报告中水质检测结果， 并结合XXZK-1、XXZK-2 井水质化验结果及本井的水样检测结果， 综合分析对比发现献县地区蓟县系热储层及长城系热储层地热水的主要离子成分变化不大， 水质类型一致，均属于Cl-Na 型地下水， 水质基本保持稳定状态； 主要离子含量及矿化度与埋藏深度呈正比关系， 随着埋藏深度的增加， 地热流体矿化度增加。 这说明地下热水经过漫长的地质时代在半封闭的水文地质环境中， 水交替滞缓， 其化学组分处于平衡状态， 在不发生垂向水力联系时， 水质不会发生显著变化， 而GRY1 号孔井下长城系高于庄组热储层内地热水处于半封闭—封闭状态， 热储层内补、 径、排条件较差， 深层地下水径流缓慢， 造成溶解矿质成分不断累积， 所以矿化度较上部基岩热储高。