Đặc điểm địa chất, địa nhiệt nguồn nước khoáng nóng khu vực mỹ lâm, tỉnh tuyên quang

I HC QUC GIA H NI TRNG I HC KHOA HC T NHIấN KHOA A CHT HONG VN HIP C IM A CHT, A NHIT NGUN NC KHONG NểNG KHU VC M LM, TNH TUYấN QUANG LUN VN THC S KHOA HC H Ni - 2016 I HC QUC GIA H NI TRNG I HC KHOA HC T NHIấN KHOA A CHT HONG VN HIP LUN VN THC S KHOA HC C IM A CHT, A NHIT NGUN NC KHONG NểNG KHU VC M LM, TNH TUYấN QUANG Chuyờn ngnh: Khoỏng vt hc v a húa hc Mó ngnh: 60440201 GING VIấN HNG DN PGS.TS V Vn Tớch H Ni - 2016 LI CM N Trong suụt quỏ trỡnh hoc tai Khoa a cht, Trng i hc Khoa hc T nhiờn - hoc Quục gia H Ni cung nhu thi gian thc hin lun van, bờn canh s nụ lc cua ban thõn, hoc viờn ó nhn uc rõt nhiờu s giỳp hờt sc quý bỏu Hoc viờn xin gi li cam on ờn: PGS.TS Vu Van Tớch ó luụn tn tõm ch bo, nh hng cụng vic chuyờn mụn v cỏc k nng sng cho hc viờn Hn na, thy cũn rt chu ỏo hun g dõn, truyờn at nhng kiờn thc chuyờn mụn, tao iờu kin cho hoc viờn uc tham gia ti cõp Nh nuc Nghiờn cu, ỏnh giỏ tng th tim nng cỏc bn a nhit vựng Tõy Bc mó s KHCN-TB.01T/13-18 hoc viờn cú u co s d liu, i thc ia, hụ tr kinh phớ hoc viờn thc hin lun van Hoc viờn xin by to lũng biờt on sõu sc ti cỏc Thõy, Cụ giỏo hin ang cụng tỏc ti Khoa a cht, Trng i hc Khoa hc T nhiờn - hoc Quục gia H Ni ó giang day, truyờn at kiờn thc, tao iờu kin cho hc viờn c s dng cỏc trang thit b cỏc Phũng thớ nghim a cht mụi trng v Thớch ng bin i khớ hu, Phũng thớ nghim ng v bn v gúp ý chuyờn mụn cho hc viờn suụt quỏ trỡnh hoc v thc hin lun van Xin chõn thnh cam on n th nghiờn cu a nhit (NCS Trn Trng Thng, NCS Phm Xuõn nh, ThS Phm Hựng Thanh) ó luụn ng hnh v cú nhng gúp ý quý bỏu cho hc viờn sut quóng thi gian hc v thc hin lun ca mỡnh V cuụi cựng, xin by to lũng biờt on chõn thnh ti gia ỡnh, ban bố v nhng ngui ó luụn bờn cnh ng viờn, khớch l hc viờn quỏ trỡnh thc hin lun van Do thi gian v kiờn thc cú han nờn lun van khụng trỏnh khoi nhng sai sút, tỏc gia mong nhn uc cỏc ý kiờn úng gúp t cỏc Thõy, Cụ giỏo v cỏc ban ụng nghip lun van uc hon thin v cú th trin khai cỏc hun g nghiờn cu tiờp theo Hoc viờn Hong Vn Hip i MC LC LI CM N i MC LC ii DANH MC BNG v DANH MC HèNH ix M U 1 Tớnh cp thit ca ti Mc tiờu nghiờn cu ca ti i tng v phm vi nghiờn cu Chng 1: TNG QUAN V A NHIT V A CHT KHU VC 1.1 Tng quan v a nhit Trỏi t 1.1.1 Khỏi nim v a nhit v lch s nghiờn cu .4 1.1.2 Ngun gc ca a nhit .7 1.1.3 C ch hỡnh thnh v cỏc biu hin ca a nhit trờn b mt 1.1.4 Cỏc kiu a nhit 1.2 Mi tng quan gia cỏc ng dng ca a nhit v nhu cu cuc sng .11 1.2.1 Khai thỏc nc khoỏng núng .11 1.2.2 Khai thỏc nng lng a nhit cho sy khụ nụng sn .13 1.2.3 Khai thỏc nng lng a nhit cho si m 14 1.2.4 Khai thỏc nng lng a nhit cho phỏt in 16 1.3 c im a cht khu vc nghiờn cu 17 1.3.1 c im cu trỳc a cht v kin to khu vc nghiờn cu .17 1.2.2 c im magma khu vc nghiờn cu .20 1.2.3 c im trm tớch .21 1.2.4 c im t góy .22 1.4 Lch s nghiờn cu a nhit ngun M Lõm 22 1.5 Tiu kt 25 Chng 2: PHNG PHP LUN, PHNG PHP NGHIấN CU V CC KT QU .26 2.1 Phng phỏp lun 26 2.2 Cỏc phng phỏp nghiờn cu 26 2.2.1 Phng phỏp a cht cu trỳc 26 2.2.2 Phng phỏp a hoỏ 27 2.2.3 Phng phỏp a nhit k 30 ii 2.3 Cỏc k thut phõn tớch phũng thớ nghim .31 2.3.1 Phng phỏp phõn tớch cỏc Cation theo cỏc phng phỏp phõn tớch phũng thớ nghim 31 2.3.2 Phng phỏp nghiờn cu ng v (Deuterium v oxignen) .34 2.4 Cỏc k thut s dng 35 2.4.1 Thu thp ti liu, thụng tin 35 2.4.2 Thu thp mu ngoi thc a .35 2.4.3 Tin hnh khoan kho sỏt, o a vt lý v cỏc thụng s vt lý ti khu vc nghiờn cu 37 2.5 Cỏc kt qu 42 Chng 3: .45 LUN GII NHIT V NGUN GC THNH TO 45 NC KHONG NểNG M LM TUYấN QUANG 45 3.1 Nhit thnh to 45 3.2 Ngun gc thnh to 46 3.2.1 Xỏc nh ngun gc ca dung dch a nhit theo tng quan ca ba hp phn Cl- - SO42- - HCO3- 46 3.2.2 Xỏc nh ngun gc ca dung dch a nhit theo tng quan ca ba hp phn K - Na - Mg1/2 47 3.2.3 Xỏc nh ngun gc ca dung dch a nhit theo tng quan t l ng v bn cua Hydro (2H hay Deuterium) v Oxy (18O) 49 3.3 xut mt s gii phỏp khai thỏc s dng nc khoỏng M Lõm - Tuyờn Quang 52 3.3.1 ng dng cho ngnh nụng nghip (sy khụ nụng sn) .54 3.3.2 ng dng sn nc khoỏng .57 3.3.3 ng dng lnh vc y t .60 3.3.4 ng dng phỏt in 64 KT LUN - KIN NGH 67 Kt lun 67 Kin ngh - nh hng nghiờn cu 67 TI LIU THAM KHO 68 PH LC .73 iii DANH MC BNG LI CM N i MC LC ii DANH MC BNG v DANH MC HèNH ix M U 1 Tớnh cp thit ca ti Mc tiờu nghiờn cu ca ti i tng v phm vi nghiờn cu Hỡnh i S v trớ khu vc nghiờn cu (Bn a hỡnh t l 1/10.000) Chng 1: TNG QUAN V A NHIT V A CHT KHU VC 1.1 Tng quan v a nhit Trỏi t 1.1.1 Khỏi nim v a nhit v lch s nghiờn cu .4 1.1.1.1 Khỏi nhim 1.1.1.2 Lch s nghiờn cu a nhit Hỡnh 1.1 Hong t Piero Ginori Conti v h thng phỏt in a nhit u tiờn nm 1904 tai Larderello, Italia 1.1.2 Ngun gc ca a nhit .7 1.1.3 C ch hỡnh thnh v cỏc biu hin ca a nhit trờn b mt Hỡnh 1.2 Phõn b cỏc mng v kiu ranh gii ca chỳng [49] Hỡnh 1.3 Cỏc dng biu hin ca ngun a nhit thng quan sỏt c trờn mt t [24] 1.1.4 Cỏc kiu a nhit Hỡnh 1.4 Vớ d minh v cỏc loi hỡnh bn cha khai thỏc nng lng a nhit (theo IGC, 2011), ú: (1) Bn nhit cao; (2) Bn nhit trung bỡnh; (3) Bn nhit thp; (4) Bn nhit xut l trc tip 11 1.2 Mi tng quan gia cỏc ng dng ca a nhit v nhu cu cuc sng .11 1.2.1 Khai thỏc nc khoỏng núng .11 1.2.2 Khai thỏc nng lng a nhit cho sy khụ nụng sn .13 Hỡnh 1.5 Trao i nhit h thng a nhit 14 1.2.3 Khai thỏc nng lng a nhit cho si m 14 Hỡnh 1.6 Mụ t cụng ngh khai thỏc nng lng a nhit phc v si m ti siờu th EDEKA AktivMarkt Koch Shoemberg - c 16 1.2.4 Khai thỏc nng lng a nhit cho phỏt in 16 Hỡnh 1.7 S t mỏy phỏt in ng dng cụng ngh chu k nh nguyờn .17 s dng nng lng a nhit 17 1.3 c im a cht khu vc nghiờn cu 17 v 1.3.1 c im cu trỳc a cht v kin to khu vc nghiờn cu .17 Hỡnh 1.8 V trớ a lý ngun a nhit M Lõm vựng Tõy Bc [3] 18 1.2.2 c im magma khu vc nghiờn cu .20 1.2.3 c im trm tớch .21 1.2.4 c im t góy .22 1.4 Lch s nghiờn cu a nhit ngun M Lõm 22 Hỡnh 1.9 S phõn b cỏc t góy, bn trm tớch khu vc bn a nhit M Lõm .23 Bng 1.1 Tng hp kt qu phõn tớch dung dch a nhit ngun M Lõm 23 1.5 Tiu kt 25 Chng 2: PHNG PHP LUN, PHNG PHP NGHIấN CU V CC KT QU .26 2.1 Phng phỏp lun 26 2.2 Cỏc phng phỏp nghiờn cu 26 2.2.1 Phng phỏp a cht cu trỳc 26 2.2.2 Phng phỏp a hoỏ 27 2.2.2.1 Phng phỏp nghiờn cu biu ngun gc HCO3 - Cl - SO4 27 Hỡnh 2.1 Cỏc hm lng Cl, SO4 v HCO3 liờn quan ca cỏc nc a nhit theo lng [17, 18].27 2.2.2.2 Phng phỏp nghiờn cu biu ngun gc K - Na - Mg1/2 28 Hỡnh 2.2 Biu tam giỏc Na-K-Mg1/2 [17, 18] 29 2.2.3 Phng phỏp a nhit k 30 2.3 Cỏc k thut phõn tớch phũng thớ nghim .31 2.3.1 Phng phỏp phõn tớch cỏc Cation theo cỏc phng phỏp phõn tớch phũng thớ nghim 31 Bng 2.1 Chun b dung dch chun i vi phõn tớch quang ph hp th nguyờn t 32 Hỡnh 2.3 Cỏc bc dng ng chun v thit lp thụng s cho mỏy, ốn catot 33 Hỡnh 2.4 Phõn tớch mu 33 Hỡnh 2.5 H thng phõn tớch ph k ICP/OES: ULTIMA Horiba 34 2.3.2 Phng phỏp nghiờn cu ng v (Deuterium v oxignen) .34 2.4 Cỏc k thut s dng 35 2.4.1 Thu thp ti liu, thụng tin 35 2.4.2 Thu thp mu ngoi thc a .35 Hỡnh 2.6 V trớ ly mu nc khoỏng núng (dung dch a nhit) ti L khoan 13 im a nhit M Lõm, Tuyờn Quang: a-Kho sỏt ti L khoan 13, b-Bo qun mu sau thu thp ly mu 36 Bng 2.2 Mụ t mu v x lý mu ti thc a [2] 36 Hỡnh 2.7 Thu thp mu ti khu vc L khoan 13 36 2.4.3 Tin hnh khoan kho sỏt, o a vt lý v cỏc thụng s vt lý ti khu vc nghiờn cu 37 Hỡnh 2.8 Tin hnh o khớ a nhit ti khu vc nghiờn cu 37 vi Hỡnh 2.9 o in tr sut ti khu vc nghiờn cu 38 Hỡnh 2.10 Hiu chnh thit b o trc thc hin 38 Hỡnh 2.11 Kt qu o in tr sut mụ t trờn phn mm s dng .38 Hỡnh 2.12a Kt qu o a chn a kờnh 39 Hỡnh 2.12b Kt qu o a chn a kờnh 39 Hỡnh 2.13 Khoan kho sỏt ti thc a 40 Hỡnh 2.14 o lu lng v cỏc thụng s l khoan 41 Hỡnh 2.15 Kt qu o nhit , dn in, in tr sut l khoan 41 Hỡnh 2.16 Kt qu o lu lng 41 2.5 Cỏc kt qu 42 Bng 2.3 Kt qu phõn tớch cỏc cation dung dch nhit ti ngun M Lõm 42 Bng 2.4 Kt qu phõn tớch cỏc anion v hm lng SiO2 42 dung dch nhit ti ngun M Lõm 42 Bng 2.5 Thnh phn ng v bn ca dung dch a nhit M Lõm [9] .43 Bng 2.6 Thnh phn hoỏ hc ngun a nhit M Lõm theo cỏc kt qu nghiờn cu phc v lun gii nhit ngun cp, 44 ngun gc thnh to 44 Chng 3: .45 LUN GII NHIT V NGUN GC THNH TO 45 NC KHONG NểNG M LM TUYấN QUANG 45 3.1 Nhit thnh to 45 Bng 3.1 Kt qu tớnh toỏn nhit di sõu theo cỏc a nhit k 45 3.2 Ngun gc thnh to 46 3.2.1 Xỏc nh ngun gc ca dung dch a nhit theo tng quan ca ba hp phn Cl- - SO42- - HCO3- 46 Hỡnh 3.1 Biu ba hp phn Cl- - SO42- - HCO3-, xem xột ngun gc ca ngun nhit M Lõm [16, 35] S liu biu din theo kt qu nghiờn cu ca lun (ML-01-Tb (*), 2015) v cỏc nghiờn cu t trc (M.Autret (1941); Phũng thớ nghim Du khớ (1981); i hc Dc H Ni (1984); Tip Khc (1988); i hc M a cht (1999); Cao Duy Giang (2912) Ghi chỳ: cỏc phõn bit ngun gc nc theo cỏc vựng nh nc trng thnh (Mature waters), nc ngoi vi hay nc khớ tng (Peripheral waters), nc nỳi la (Volcanic waters) v nc bc hi (Steam heated waters) 47 3.2.2 Xỏc nh ngun gc ca dung dch a nhit theo tng quan ca ba hp phn K - Na - Mg1/2 47 Hỡnh 3.2 Biu ba hp phn K - Na - Mg1/2, xem xột ngun gc ca ngun nhit M Lõm [16, 35] S liu biu din theo kt qu nghiờn cu ca lun (ML-01-Tb (*), 2015) v cỏc nghiờn cu t trc (M.Autret (1941); Phũng thớ nghim Du khớ (1981); i hc Dc H Ni (1984); Tip Khc (1988); i hc M a cht (1999); Cao Duy Giang (2012) Ghi chỳ: vựng gch chộo l cn bng tng phn (partial Equilibration), khụng gch chộo (immature waters) l nc cha thc s cõn bng v cõn bng ton phn hay nc trng thnh .48 3.2.3 Xỏc nh ngun gc ca dung dch a nhit theo tng quan t l ng v bn cua Hydro (2H hay Deuterium) v Oxy (18O) 49 vii Hỡnh 3.3 Biu th hin mi tng quan D () (Delta Deuterium) v 18O () (Delta Oxygen 18) c xõy dng trờn c s cỏc kt qu phõn tớch thnh phn ng v bn D (2H) v 18O [9, 35] l biu th cho t l ng v ca dung dch a nhit M Lõm .50 Hỡnh 3.4 C ch hot ng ca ngun a nhit M Lõm theo ngun gc khớ tng theo mụ hỡnh ca White, D.E., v nnk (1971) [47] 51 Hỡnh 3.5 S tim nng a nhit bn a nhit M Lõm 52 3.3 xut mt s gii phỏp khai thỏc s dng nc khoỏng M Lõm - Tuyờn Quang 52 Bng 3.2 Kh nng s dng a nhit theo cp nhit (Lindal B., 1973) [21] .53 3.3.1 ng dng cho ngnh nụng nghip (sy khụ nụng sn) .54 Bng 3.3 Sn lng sn xut nụng nghip ca tnh Tuyờn Quang nm 2014 54 Hỡnh 3.6 S mỏy sy bng chuyn cho chố, rau c v trỏi cõy 56 Hỡnh 3.7 S cụng ngh sy khụ nụng sn bng trng 56 3.3.2 ng dng sn nc khoỏng .57 Hỡnh 3.8 Mụ hỡnh thit b lc cỏt thch anh 58 Hỡnh 3.9 H thng tit trựng nc UV Model no.420GH 59 Hỡnh 3.10 Thit b lc Micro 59 Hỡnh 3.11 Mụ hỡnh thit b rút chai 60 3.3.3 ng dng lnh vc y t .60 Hỡnh 3.12 Kho sỏt v thm quan vc iu dng v du lch M Lõm cựng 61 Ban Ch nhim ti mó s KHCN-TB.01T/13-18 61 Hỡnh 3.13 H thng mỏy bm nhit 62 Hỡnh 3.14 Nguyờn lý hot ng ca mỏy bm nhit 62 Hỡnh 3.15 Lu nng lng ca mt h thng bm a nhit dựng cho si .63 Hỡnh 3.16 Lp t ct ng sinh thỏi cho si to nh 63 3.3.4 ng dng phỏt in 64 Hỡnh 3.17 S nh mỏy in a nhit s dng cụng ngh Chu k Nh nguyờn 65 KT LUN - KIN NGH 67 Kt lun 67 Kin ngh - nh hng nghiờn cu 67 TI LIU THAM KHO 68 PH LC .73 viii DANH MC HèNH LI CM N i MC LC ii DANH MC BNG v DANH MC HèNH ix M U 1 Tớnh cp thit ca ti Mc tiờu nghiờn cu ca ti i tng v phm vi nghiờn cu Hỡnh i S v trớ khu vc nghiờn cu (Bn a hỡnh t l 1/10.000) Chng 1: TNG QUAN V A NHIT V A CHT KHU VC 1.1 Tng quan v a nhit Trỏi t 1.1.1 Khỏi nim v a nhit v lch s nghiờn cu .4 1.1.1.1 Khỏi nhim 1.1.1.2 Lch s nghiờn cu a nhit Hỡnh 1.1 Hong t Piero Ginori Conti v h thng phỏt in a nhit u tiờn nm 1904 tai Larderello, Italia 1.1.2 Ngun gc ca a nhit .7 1.1.3 C ch hỡnh thnh v cỏc biu hin ca a nhit trờn b mt Hỡnh 1.2 Phõn b cỏc mng v kiu ranh gii ca chỳng [49] Hỡnh 1.3 Cỏc dng biu hin ca ngun a nhit thng quan sỏt c trờn mt t [24] 1.1.4 Cỏc kiu a nhit Hỡnh 1.4 Vớ d minh v cỏc loi hỡnh bn cha khai thỏc nng lng a nhit (theo IGC, 2011), ú: (1) Bn nhit cao; (2) Bn nhit trung bỡnh; (3) Bn nhit thp; (4) Bn nhit xut l trc tip 11 1.2 Mi tng quan gia cỏc ng dng ca a nhit v nhu cu cuc sng .11 1.2.1 Khai thỏc nc khoỏng núng .11 1.2.2 Khai thỏc nng lng a nhit cho sy khụ nụng sn .13 Hỡnh 1.5 Trao i nhit h thng a nhit 14 1.2.3 Khai thỏc nng lng a nhit cho si m 14 Hỡnh 1.6 Mụ t cụng ngh khai thỏc nng lng a nhit phc v si m ti siờu th EDEKA AktivMarkt Koch Shoemberg - c 16 1.2.4 Khai thỏc nng lng a nhit cho phỏt in 16 Hỡnh 1.7 S t mỏy phỏt in ng dng cụng ngh chu k nh nguyờn .17 s dng nng lng a nhit 17 1.3 c im a cht khu vc nghiờn cu 17 ix Hỡnh 3.9 H thng tit trựng nc UV Model no.420GH - Bc 7: Cui cựng, nc s a qua mng lc 0,2 m loi tt c cỏc cht cũn li nc v c tr b cha nc ó qua x lý Hỡnh 3.10 Thit b lc Micro - Bc 8: T b cha, nc khoỏng c bm vo mỏy rút tc cao v c úng bao bỡ v dỏn nhón t ng Sn phm c lu tr kho trc phõn phi n ni tiờu th 59 Hỡnh 3.11 Mụ hỡnh thit b rút chai 3.3.3 ng dng lnh vc y t Ngun a nhit M Lõm ó c s dng vo vic cha bnh, iu dng trờn 20 nm qua Hin vin iu dng cú 80 ging, hng nm tip nhn 500-1000 bnh nhõn n cha tr cỏc bnh c khp, tiờu húa, hụ hp, thn kinh, tim mchcú hiu qu bng cỏc phng phỏp tm ngõm, ung, xụng núng (Hỡnh 3.12) Ngoi ra, õy cũn l mt khu du lch ln ca tnh Tuyờn Quang, hng nm thu hỳt hng nghỡn khỏch n ngh dng bi chớnh quyn a phng ti xó Phỳ Lõm ó cho u t xõy dng khu nh ngh dnh cho khỏch thm quan vi din tớch hng nghỡn vuụng vi y cỏc h thng trang thit b i kốm i din vi khu iu dng M Lõm ny i vi lnh vc y t, gii phỏp ch yu hin ú l u t nõng cp c s h tng, trang thit b phc v cha bnh Ci to v phỏt trin khu du lch theo hng cỏc mụ hỡnh du lch sinh thỏi Tuy nhiờn gn vi s dng a nhit mt cỏch ti u nht xin xut cụng ngh c th: 60 Hỡnh 3.12 Kho sỏt v thm quan vc iu dng v du lch M Lõm cựng Ban Ch nhim ti mó s KHCN-TB.01T/13-18 xut mụ hỡnh thớ im khai thỏc s dng nng lng a nhit cho mc ớch si m hoc lm lnh tit kim nng lng v gim lng phỏt thi CO phc v nõng cp, ci to c s h tng khu iu dng - du lch M Lõm: H thụng khai thac ia nhit tõng nong gụm: May bom nhit va mui khoan hay b phn thu nhit May bom nhit May bom nhit co tac dung lõy/hut nhit t long õt nh mt lung nhit nho "lam mụi" cho ng hanh b phn co hay nhit nang t mt nhit thõp ờn mt nhit cao nhõt inh nao o Trong trung hp lam lanh thi nguyen tc hoat ng nguc lai Vic truyờn nhit may bom nhit uc tiờn hanh theo mt vong tuõn hoan ng nhit khep kin ma o lanh chõt ong vai tro quan va co y nghia ln nhõt (Hinh 3.13 va 3.14) Hoat ng cua may bom nhu sau: - Trong may bục hoi thi lanh chõt lanh thờ long tiờp nhn nhit t nguụn nong va lam bục hoi - May ep hoi nen lanh chõt thờ ma o co s dung nang lun g 61 co hoc hay in hoc ben ngoai va lam nong no len nong - Khi nong giai phong nang lung nhit may tu hoi sang h thụng sui va lai tich tu lanh chõt nong thờ long; - Lanh chõt nong thờ long uc xa thong qua mt ventil xa va qua o nhit lai giam i nhanh chong Trong may bục hoi qua trinh thu nhit lai bt õu t õu Hỡnh 3.13 H thng mỏy bm nhit Hỡnh 3.14 Nguyờn lý hot ng ca mỏy bm nhit Mt h thụng sui bng ia nhit bao gụm cac: H thụng nguụn nhit (vi du mui khoan nhit), may bom nhit va h thụng s dung nhit (vi du h thụng sui san nha) Nờu h thụng s dung nhit chi may bom nhit cung cõp thi ta goi la h thụng hanh on nguụn; nờu ben canh may bom nhit lai co nguụn cõp nhit khac na thi goi la h thụng hanh song nguụn va thm chi a nguụn nhu kờt hp vi sui ga, in Vờ co ban phan bit may bom nhit hõp thu va may bom nhit nen S dung rng rai nhõt ma co lien quan vi ia nhit la loai may bom nen nhit Nờu uc ng bng in cho mụi thi goi la "may bom nhit chay in" May bom nhit s dung ụt cho mụi ng thi chi co hiu qua ụi vi cac h thụng ln May bom nhit lam vic co hiu qua mc chenh lch nhit gia nguụn cõp nhit va noi s dung tuong ụi nho ia nhit vi nhit trung binh thõp ma ụn inh ca nam thi co thờ s dung mt cach co hiu qua Trong o co kờt hp vi mt h thụng sui nhit thõp nhu lam õm nờn nha chng han (mt hinh thc sui hin ang thinh hanh c) 62 Khai thac nang lung: Hinh 3.16 mo ta luu ụ nhit lung s dung uc khai thac nang lun g ia nhit t nhien lõy t hai nguụn la nhit cua moi trung va nang lun g cua õt Phõn nhit nang lai la tụn thõt phan phụi am bao can bng sinh thai va bao v moi trun g: s lien kờt tụi uu gia may bom nhit tiờp nụi vi õt va h thụng sui s dung ờn 80% nang lung t long õt va chi tieu hao co 20% nang lung hụ tr (mụi) cua moi trung (khi ụt, in nang ) Nhu vy xet vờ vic s dung nang lung so cõp cung nhu phat thai CO2 thi ia nhit tri hon hn Hỡnh 3.15 Lu nng lng ca mt h thng bm a nhit dựng cho si Hỡnh 3.16 Lp t ct ng sinh thỏi cho si to nh Mui khoan hay b phn thu nhit Mui hut nhit khoan uc cõu tao thong thun g bi mt chan mui khoan lam bng hp chõt PEDH va nụi tiờp vi ụng PEDH Mui hut nhit uc dõn vao mt lụ khoan sn khai thac ia nhit va sau o uc nhụi bng mt hụn hp gụm õt set, xi mang, bt thach anh va nuc Vic chon mui hut nhit vao lụ khoan sn va bom dung dich neu tren cụ inh va lien kờt phai am bao uc tinh bờn vng cung nhu kha nang tiờp xuc tụt vi moi trung õt xung quanh ụng thi lien kờt cung phai am bao tụt dõn nhit Khi hoat ng thi mt loai lanh chõt se i theo hai ụng tiờn vao sau long õt va ờn chan mui hut nhit thi quay nguc lai theo hai ụng hu i len 63 va chay thng ờn may bom nhit Chi vi s chenh lch nhit tuon g ụi thõp khoang oC gia nhit cua hai ụng tiờn (10oC) va hu (5oC) cung a u hut nhit cua õt may bom nhit nang nhit len khoang 35oC dung cho sui õm san nha hay nang hn len 65,5oC lam nuc nong dung cho sinh hoat, tm khoỏng ti cỏc khu ngh dng - du lch Song thc tờ, may thu nhit co thờ uc xay dng dang "ct ụng" hay dang "dai chiờu" cac ụng co tiờt din nho uc dai nm ngang sau 1,0 ờn 1,2 m dui mt õt ( Chau Au thun g nm dui tõng õt chiu anh cua ong bang) B phn thu nhit thung co chi phi vụn õu tu nho, song lai cõn mt din tich thoang nhõt inh, thung thi rng t 1,5 ờn lõn so vi din tich cõn uc sui õm hay lam mat Chinh vi vy ma ngui ta hay ap dung hinh thc "ct ụng sinh thai" 3.3.4 ng dng phỏt in Vi biu hin xut l ch yu l nc khoỏng núng v nhit gii hn khong t 159-258oC, ngun a nhit M Lõm c d oỏn thớch hp cho vic ng dng nh mỏy phỏt in theo cụng ngh nh nguyờn theo cụng ngh Kalina thay vỡ cỏc dng hi khụ (Dry steam) hoc hi nc núng (Flash steam vi nhit >182oC) bi mt s lý do: - Cỏc nh mỏy a nhit chu kỡ nh nguyờn s dng nc núng cú nhit trung bỡnh dao ng t 50-70oC t b a nhit Ti cỏc h thng ny, cht lng a nhit c dn qua mt bờn ca h thng trao i nhit nung núng cht lng th cp ng dn bờn cnh Cht lng th cp thng l hp cht hu c cú nhit sụi thp hn nhit sụi ca nc, vớ d nh Isobutane hoc Isopentane hoc amoniac Cht lng th cp sau c un sụi h thng trao i nhit s bc hi v c dn vo turbine - Li th ch yu ca h thng nh nguyờn cụng ngh Kalina l cht lng th cp cú nhit sụi thp hn nhit sụi ca nc, ú cỏc b a nhit nhit thp cú th c s dng Mt khỏc, h thng nh nguyờn l mt chu trỡnh tng i kớnh nờn hu nh khụng cú khớ thi no c sinh Vỡ nhng lý k trờn m cỏc chuyờn gia a nhit d oỏn rng h thng nh nguyờn s l gii phỏp k thut ch o cho vic sn xut in a nhit tng lai Thuyt minh s cụng ngh nh mỏy in a nhit s dng chu kỡ nh 64 nguyờn (Hỡnh 3.17) d kin nh sau: Chu trỡnh 1: Nc a nhit bm lờn c a vo bỡnh trao i nhit bỡnh trao i nhit, nhit t nc núng lm cho dung dch th sinh bc hi (dung dch th sinh ny l cỏc dung dch cú th bay hi nhit rt thp, vớ d nh isopenthane, penthane, butan, amoniac v.v) Sau ú nc a nhit s b ngui bt i v c bm tr li bn cha nc a nhit di lũng t Chu trỡnh 2: Hi ca dung dch th sinh bc lờn c dn n bung tuabin v lm quay tuabin Sau lm quay tuabin, hi ny c lm ngng ri a tr li bỡnh trao i nhit, hon thnh mt chu trỡnh khộp kớn, vỡ th nờn cụng ngh ny c gi l Cụng ngh Chu k Nh nguyờn Nh vy c hai chu trỡnh ny u khộp kớn v ú lng cht phỏt thi mụi trng l bng Hỡnh 3.17 S nh mỏy in a nhit s dng cụng ngh Chu k Nh nguyờn Tuy nhiờn trờn thc t, cú th tin hnh xõy dng nh mỏy in a nhit ti khu vc nghiờn cu cn phi tin hnh thờm nhiu cụng on ỏnh giỏ, 65 nghiờn cu nhm b sung cỏc thụng tin hu ớch v cu trỳc v c im ca bn a nhit trc tớnh toỏn v a b thụng s phự hp c th: - Phõn tớch Rn phc v lun gii cỏc yu t liờn quan n cỏc t góy khu vc, thc hin nghiờn cu nh v tinh Lansat i chiu chi tit; - Phõn tớch thnh phn khớ, hi a nhit i sỏnh vi cỏc kt qu phõn tớch thnh phn hoỏ hc dung dch nhit (hin ang tin hnh nghiờn cu ch to h thng thu thp mu hi a nhit phc v phõn tớch); - Tin hnh o a vt lý nhm xỏc nh cu trỳc bn a nhit di sõu, so sỏnh mi liờn h vi cỏc yu t a cht thu vn; - Khoan sõu a nhit, tin hnh o cỏc thụng s ca l khoan (lu lng, gradient nhit , Enthapy phc v tớnh toỏn cỏc yu t liờn quan n nng lng hu ớch cung cp ca bn, nng lng lóng phớ, cụng sut phỏt in d kin; - Thit lp b thụng s trờn c s cỏc d liu ó cú liờn quan n bn a nhit phc v xõy dng nh mỏy phỏt in Nhng cụng vic ny d kin s l cỏc phn vic tip theo ca hc viờn tng lai trờn c s nhng nh hng nghiờn cu v a nhit ca mỡnh i vi bn a nhit M Lõm õy hn s l mt hng nghiờn cu mi, thit thc v cú ớch i vi thc t hin trc nhng nhu cu v s dng cỏc ngun nng lng sch, nng lng tỏi to trc nhng khú khn, thỏch thc liờn quan n cn kit ngun nng lng hoỏ thch, cỏc v mụi trng v bin i khớ hu 66 KT LUN - KIN NGH Kt lun Qua kt qu nghiờn cu, ỏnh giỏ c im thnh phn hoỏ hc dung dch nhit ca ngun nc khoỏng M Lõm - Tuyờn Quang, trờn c s i sỏnh vi cỏc nghiờn cu ó thc hin trc ú, lun ó tin hnh lun gii ngun gc, tớnh toỏn nhit ngun cp di sõu cho phộp i n kt lun nh sau: - Cỏc kt qu tớnh toỏn nhit ngun ca dung dch a nhit M Lõm bng cỏc a nhit k khỏc khng nh nhit ca ngun cp di sõu ca ngun nc khoỏng nm khong t 159oC n 258oC - Theo kt qu phõn loi ngun gc dung dch a nhit bng cỏc mụ hỡnh khỏc trờn c s cỏc tng quan ba hp phn Cl - - SO42- - HCO3- v K - Na Mg1/2, cng nh mụ hỡnh ngun gc da vo nghiờn cu cp ng v bn D v 18O, cho phộp khng nh rng ngun gc ca nc khoỏng núng M Lõm cú ngun gc khớ tng (nc ngoi vi), thuc vựng nc cha trng thnh - Quỏ trỡnh hỡnh thnh ngun nc khoỏng ny c din gii theo mụ hỡnh ca lun xut nh sau: Nc mt v nc ngm c dn xung theo cỏc h thng t góy v c nung núng nhit ca dung dch ngun gc magma mafic t manti Nc c nung núng to hi v c i lờn b mt theo quỏ trỡnh i lu theo mt c ch tun hon sõu Trong quỏ trỡnh i lờn trờn b mt, dung dch a nhit c lm ngui pha trn vi nc ngm Kin ngh - nh hng nghiờn cu - Vi kt qu nghiờn cu ny, cn cú thờm nghiờn cu chuyờn sõu liờn quan n tớnh toỏn lu lng, nng lng hu ớch v xỏc nh quy mụ bn cha cú th khai thỏc cho cỏc mc tiờu khỏc vi cỏc ng dng hin ti, qua ú cú th khai thỏc tt hn ngun ti nguyờn nng lng ny cho phỏt trin kinh t xó hi theo cỏc ng dng khỏc 67 TI LIU THAM KHO [1] Arnúrsson, S., Gunnlaugsson, E., and Svavarsson, H., The chemistry of geothermal waters in Iceland III, Chemical geothermometry in geothermal investigations, Geochim, Cosmochim, Acta, 47 (1983) 567-577 [2] rmannsson, H and ểlafsson, M., Collection of geothermal fluids for chemical analysis, Report, SOR-2006/16 (2006) 11 [3] Bn a cht v khoỏng sn t l 1/200.000, T Tuyờn Quang, Cc a cht v Khoỏng sn Vit Nam, 2001 [4] BogoliuBov V.M, Solimene U (1996), Spa therapy of arterial hypertension, First International Symposium Hypertension 1996 : One Medicine, Two Cultures Compared Medicine, Roma [5] Nguyen, T.C., Cao D.G and Tran T.T (2005), General Evaluation of the Geothermal Potential in Vietnam and the Prospect of Development in the Near Future, Proceedings of the World Geothermal Congress, Turkey [6] Claude Lepvrier, Michel Faure, Van Nguyen, Vu Van Tớch, Phuong Ta Hoa, (2011) North-directed Triassic nappes in Northeastern Vietnam (East Bac Bo) Journal of Asian Earth Sciences 41(1) [7] Cao D G et al, (1999), Research and Evaluation of the geothermal potential and geothermal utilization in socio-economic development in the North Central area of Vietnam, Project Report Trung tõm Lu tr a cht, H Ni [8] Cao D G et al, (2003), Research and Evaluation of the geothermal potential and geothermal utilization in socio-economic development in the North Western Vietnam, Project Report Trung tõm Lu tr a cht, H Ni [9] Cao D G et al, (2013), Research and Evaluation of the geothermal potential and geothermal utilization in socio-economic development in the North-eastern Vietnam, Project Report.Trung tõm Thụng tin Lu tr a cht, H Ni [10] Fournier, R O and Truesdell, A.H., An Emporocal Na - K - Ca geothermometer for natural water, Geochim, Cosmochim Acta, Vol 37 (1973) 1255-1275 68 [11] Fournier R.O., Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems, Geothermics, Vol (1977) 41-50 [12] Fournier R.O and Truesdell, A.H., Geochemical And Hydrologic Considerations And The Use Of Enthalpy-Chloride Diagrams In The Prediction Of Underground Conditions In Hot-Spring Systems , Exploration Activity: Geothermometry At International Geothermal Area, New Zealand, 1979 [13] Fournier R.O and Potter R.W., A revised and expanded silica (quartz) geothermometer, Geotherm, Resourc, Counc, Bull., Vol 11 (1982) 3-12 [14] Franke A , Reiner L., Pratzel H.G., Franke T., Resch K.L (2000), Long - term efficacy of Radon spa therapy in rheumatoid arthritis: a randomized, sham - controlled study and follow up, Rheumatology 39, pp 894 - 902 [15] Franỗoise Roger, Marc Jolivet, Henri Maluski, Vu Van Tich, Vuong Nguyen Van., 2013 Emplacement and cooling of the Dien Bien Phu granitic complex: Implications for the tectonic evolution of the Dien Bien Phu Fault (Truong Son Belt, NWVietnam) Gondwana Research 26(2) [16] Giggenbach, W.F., Geothermal solute equilibria, Derivation of Na-KMg-Ca geoindicators, Geochim, Cosmochim, Acta 52, (1988) 27292765 [17] Giggenbach, W.F and Goguel R.L., Collection and analysis of geothermal and vocanic water and gas discharges, Report No CD 2401, Department of Scientific and Industrial Research Chemistry Division Pentone, New Zealand, 1989 [18] Giggenbach, W.F., Chemical techniques in geothermal exploration, In: DAmore, F (coordinator), Application of geochemistry in geothermal reservoir development, UNITAR/UNDP publication, Rome (1991) 119142 [19] Henley R W and Elis A L (1983), Geothermal Systems ancient and modem, A Geochemical Review, Earth Sciences Review, Vol.19, pp.I-50] [20] John W Lund and Tonya L Boyd, Direct Utilization of Geothermal Energy 2015 Worldwide Review, Proceedings World Geothermal Congress 2015, Melbourne, Australia, 2015 69 [21] Lindal, B., Industrial and other applications of geothermal energy, In: Armstead, H.C.H., ed., Geothermal Energy, UNESCO, Paris (1973) 135 148 [22] Leloup, P.H., Arnaud, N & Lacassin, N (1998): Formation of ruby in the Red river metamorphic zone Proc Nat Centre for Natural Sciences and Technology 10(1), 143-148 [23] Lund J.W and Voyd T.L, (2015), Direct Utilization of Geothermal Energy 2015 Worldwide Review, Proceedings World Geothermal Congress, Melbourne, Australia, pp2 [24]Mary H Dickson and Mario Fanelli, 2004, What is Geothermal Energy? International Geothermal Association publication [25] Marshalick B E., Fenko A N (1991), The use of Radon bath for rehabilitating the immune system of patients with bronchial asthma, VoproKurortol FizIother LechFiz Kult., 6, pp 6-10 [26] Matek B., (2016), Annual U.S & Global Geothermal Power Production Report, Geothermal Energy Association, USA, pp10 [27] Maluski, H., Lepvrier C., Jolivet, L., Carter, A., Roques, D., Beyssac, O., T Trong Thang., Nguyn uc Thang., & Avigad, D (2001): ArAr and fi ssion-track ages in the Song Chay Massif: early Triassic and Cenozoic tectonics in northern Vietnam J Asian Earth Sci 19, 233-248 [28] Michel Faure, Claude Lepvrier, Nguyen Van Vuong, Vu Van Tich, Wei Lin, Zechao Chen The South China Block-Indochina collision: where, when, and how? Journal of Southeast Asian earth sciences, Elsevier, (2014), 79, pp.260-274 [29] Muffler, P and Cataldi, R (1978), Methods for regional assessment of geothermal resources, Geothermics, Vol 7, pp 53-89 [30] Muraokal H., et al., (2008), Development of a small and low temperature geothermal power generation system and its market ability in Asia Proceedings of the 8th Asian Geothermal Symposium Hanoi [31] Vừ Cụng Nghip v nnk., Nc khoỏng nc núng Vit Nam - Tớnh s 100 nm iu tra nghiờn cu v s dng Bỏo cỏo ti hi ngh khoa hc a cht ln th 3, Tp 2, H Ni (1999) 70 [32] Ngy Tuyt Nhung v nnk., Nghiờn cu c im khoỏng vt hc, ngc hc v iu kin thnh to ỏ quý khu m Lc Yờn v Qu Chõu Bỏo cỏo tng kt ti NCCB B KHCN, (2004-2005) [33] Nivea, D ve Nivea R., Developments in Geothermal Energy in Mexico, Part 12 - A Cationic Geothermometer for Prospecting of Geothermal Resources, Heat Recovery Systems and CHP, (1987) 243-28 [34] Oichi Osozawa, Nguyen Van Vuong, Vu Van Tich, John Wakabayashi (2015) Reactivation of a collisional suture by Miocene transpressional domes associated with the Red River and Song Chay detachment faults, northern Vietnam Journal of Asian Earth Sciences 105 [35] Powell, T., Cumming W., Liquid analysis-Geochemical Plotting Spreadsheet Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, California, 2010 [36] Purevsuren Dorj, (2001), Design of small geothermal heating system and power generation for rural consumers in Mongolia, Geothermal Training in Iceland, pp27-57 [37] Roger, F., Leloup, P.H., Jolivet, L., Lacassin, R., Phan Trong Trinh, Brunel, M & Seward, D (2000): Long and complex thermal history of the Song Chay metamorphic dome (northern Vietnam) by multi-system geochronology Tectonophysics 321, 449-466 [38] Rozanski K., Agaruas-Agaruas L., and Ginfiantini R., Isotopic pattern in modern global precipitation, In: Climate change in continental isotopic record (P.K Swart, K L Lohman, J A McKenzie, and S Savin eds.), Geophys, Monogr., 78: (1993) 1-37 [39] Soto J and al (2003), Effects of Radon on the Immune System, Department of Medical Physics, Faculty of Medicine- University of Cantabria (Spain) [40] Soto J (1997), Effect of Radon on the immune system, in Radon in der Kurortmedizine edited by Pratzel HG and Deetjen P [41] Van Tubergen A., Landewe R., Vander Heifde et al (2001), Combined spa-exercice therapy is effective in patients with ankylosing spondylitis, Arthritis Rheum., 45 (5), pp 430 - 438 71 [42] Vin Khoa hc xó hi Vit Nam (2003), T in Bỏch Khoa Vit Nam, Nh xut bn t in bỏch khoa, 3, tr 189 [43] Tapponnier, P R Lacassin, P H Leloup, U Schrer, Zhong dalai, Wu Haiwei, Liu Xiaohan, Ji Shaocheng, zhang lianshang, & zhong jiayou., 1990 The Ailao Shan/Red River metamorphic belt: Tertiary left-lateral shear between Indochina and South China Nature 343, 431 437 [44] Vu V T and Tran T T., (2015), Active Faults and Geothermal Potential in Vietnam: a Case Study in Uva Area, Dien Bien Phu Basin, Along Dien Bien -Lai Chau Fault Proceedings World Geothermal Congress.Melbourne, Australia [45] Truesdell, A.H., Summary of section III - geochemical techniques in exploration, Proceedings of the 2nd U.N, Symposium on the Development and Use of Geothermal Resources, San Francisco, 1, (1976) liii- lxxix [46] Scharer, U., Tapponier, P., Lacassin, P.H., Leloup, P.H., Zhong, D & JI, S (1990): Intraplate tectonics in Asia: a precise age for large-scale Miocene movement along the Ailao Shan - Red River shear zone, China Earth Planet Sci Lett 97, 65-77 [47] White, D.E., Buf er, L.J.P., and Truesdell, A.H., Vapor dominated Hydrothermal Systems Compared with Hot-Water Systems, Economic Geology, Vol 66, (1971) 75-97 [48] Wicander R J & Monroe S., 1993, Historical Geology, Wesst Publishing Compangny, Minneapilis, St New York, Los Angeles, San Francisco [49] Yamaoka K., Mitsunobu F.and al (2004), Study on biologic effect of Radon and thermal therapy on osteoarthritis, The journal of pain, (1), pp 20 -25 [50] Yamaoka K., Mitsunobu F., Kojima S., et al (2005), The elevation of p53 protein level and SOD activity in the residents blood of the Misasa Radon hot spring district, J Radiat Res., 46, pp 21 24 72 PH LC Cỏc kt qu cụng b cú liờn quan n lun quỏ trỡnh thc hin: - Hong Vn Hip, Trn Trng Thng, ng Mai, V Vn Tớch, Nguyn ỡnh Nguyờn, Phm Xuõn nh, Nguyn Th Oanh, V Vit c c im a húa v ngun gc dung dch a nhit M Lõm, Tuyờn Quang Tp Khoa hc HQGHN: Cỏc Khoa hc Trỏi t v Mụi trng, Tp 32, S 2S (2016) 82-96 - Trn Trng Thng, V Vn Tớch, ng Mai, Hong Vn Hip, Phm Hựng Thanh, Phm Xuõn nh Mt s kt qu ỏnh giỏ tim nng nng lng ca cỏc ngun a nhit trin vng vựng trung du v nỳi phớa Bc Vit Nam Tp Khoa hc HQGHN: Cỏc Khoa hc Trỏi t v Mụi trng, Tp 32, S 2S (2016) 225-235 73 ... TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT HOÀNG VĂN HIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA NHIỆT NGUỒN NƯỚC KHOÁNG NÓNG KHU VỰC MỸ LÂM, TỈNH TUYÊN QUANG Chuyên ngành: Khoáng vật học Địa hóa học Mã... địa chất, địa nhiệt nguồn nước khoáng nóng khu vực Mỹ Lâm, tỉnh Tuyên Quang Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Mục tiêu đề tài cần phải giải là: + Xác định nhiệt độ thành tạo nước nóng Mỹ Lâm - Tuyên. .. lượng địa nhiệt 17 1.3 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 17 ix 1.3.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất kiến tạo khu vực nghiên cứu .17 Hình 1.8 Vị trí địa lý nguồn địa nhiệt