CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH DỰ BÁO HỆ ĐỊA NHIỆT HƯNG HÀ – QUỲNH PHỤ
3.1 Đặc điểm địa hóa dung dịch nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ
3.1.3 Đặc điểm và nguồn gốc dung dịch nhiệt nguồn địa nhiệt Hưng Hà-Quỳnh Phụ
Việc nghiên cứu và đánh giá đặc điểm và nguồn gốc của các dung dịch địa nhiệt nhằm xác định dung dịch địa nhiệt thuộc loại nào, đã trưởng thành chưa, được hình thành trong khoảng nhiệt độ bao nhiêu, nguồn gốc của nước từ đâu và sự di chuyển của nước địa nhiệt trong lòng đất, qua những môi trường
92
nào trước khi được lấy làm mẫu để phân tích.
Trong hầu hết các trường hợp, biết được đặc điểm của dung dịch địa
nhiệt cũng rất quan trọng cho giai đoạn khai thác sau này chẳng hạn như tính ăn mòn hay kết tủa của dung dịch địa nhiệt.
Để phân loại nước địa nhiệt, các kết quả phân tích thành phần hóa học
các mẫu nước địa nhiệt ở vùng Hưng Hà - Quỳnh Phụ đã được sử dụng. Biểu đồ ba cấu tử HCO3-CL-SO4 (Hình 3.1) cho thấy tất cả các mẫu nước nóng trong
khu vực nghiên cứu đều phân bố về phía đỉnh HCO3 cho thấy các mẫu nước này đều thuộc loại nước bicacbonat. Điều này chứng tỏ không có dấu hiệu của
magma xâm nhập trong khu vực này vì nước có nguồn gốc magma sẽ cho nồng độ Clorua cao hơn. Hơn thế nữa, khu vực nghiên cứu nằm cách biển khoảng 30 km, nước ngầm xung quanh khu vực này đều là nước Clorrua do bị nhiễm mặn
(Bảng 3.3) nên có thể khẳng định rằng nước nóng ở Hưng Hà – Quỳnh Phụ là nước khí tượng từ dưới sâu đi lên tầng chứa nước Pleistocen theo đứt gãy Vĩnh
Ninh.
Theo biểu đồ K-Na-Mg (Hình 3.2) các nước địa nhiệt ở Hưng Hà-Quỳnh
Phụ đều là nước chưa trưởng thành và có nhiệt độ dưới bồn vào khoảng 120 đến 180oC.
Biểu đồ Na-K/Mg-Ca (Hình 3.3) cũng là một địa chỉ thị khác nhằm bổ trợ cho biểu đồ Na-K-Mg, nó bổ xung cho việc sử dụng địa nhiệt kế K/Na với
việc cân bằng hệ Mg-Ca. Biểu đồ này được áp dụng thích hợp đối với các bồn địa nhiệt bị ảnh hưởng bởi các quá trình nhiệt độ thấp và nông hơn là đối với các hệ địa nhiệt cân bằng, thích hợp cho các bồn chứa trong đá carbonat hoặc các dung dịch chiếm ưu thế bởi cân bằng hóa học nước - đá hơn là cân bằng địa nhiệt. Từ biểu đồ này, có thể thấy một lần nữa nhiệt độ bồn chứa mà nước địa nhiệt được lấy lên từ các giếng nước nóng ở Hưng Hà-Quỳnh Phụ có phạm vi giao động trong khoảng 120 - 200oC.
93
Hình 3.1: Biểu đồ Cl-SO4-HCO3 trường địa nhiệt Hưng Hà-Quỳnh Phụ
Hình 3.2: Biểu đồ K-Na-Mg trường địa nhiệt Hưng Hà - Quỳnh Phụ.
Cl
HCO3 SO4
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Nước nóng bay hơi
h02
q04
h08h05
h12 h14 h15
h17 h18
h19 h58
p72 p73
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Na
1000 Mg^0.5 10 K
60 80 120100 160 140
200180 220 240 260 300280 340320
h02 h05q04
h08
h12 h15 h14
h17
h18 h19
h58 p72 p73 Cân bằng từng phần
Nước chưa trưởng thành
94
Hình 3.3: Biểu đồ Na-K/Mg-Ca trường địa nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ.
Biểu đồ tam giác Clorua, Lithium và Bo được trình bày trong Giggenbach (1991a) để phân biệt các chất lỏng từ các nguồn khác nhau và phân biệt phân đoạn liên quan đến việc đun sôi hoặc trộn lẫn với chất lỏng đã đun sôi, hoặc chất lỏng tạo ra bởi các nguồn nhiệt độ cao khác nhau.
Theo Powell, 2001 nó được sử dụng để phân biệt các vùng nước địa nhiệt chịu ảnh hưởng bởi sự hấp thu hơi nhiệt độ cao từ các nguồn khác nhau. Kết quả thể hiện trên biểu đồ (Hình 3.4) cho thấy nguồn nước địa nhiệt nằm hầu hết về góc Cl, gần với vùng nước biển, nên có thể kết luận rằng không có những tính chất như vừa nêu.
Biểu đồ mối quan hệ giữa tỷ số đồng vị bền Oxygen 18 và Deuterium (Hình 3.5) thể hiện các mẫu nước được phân tích cặp đồng vị bền này nằm gần
với đường nước khí tượng. Do chúng đều nằm ở phía trên đường nước khí tượng nên khả năng các nước này ít bị pha trộn do quá trình đi lên từ dưới sâu
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340
Granit Diorit Basal
Siêu mafic
Đá vôi Cát kết
Đá phiến Nước biển
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
10Mg/(10Mg+Ca)
10K/(10K+Na)
95
và điều này khẳng định rằng vùng Hưng Hà - Quỳnh Phụ thuộc vùng xả nước
(discharge area).
Như vậy, rất có khả năng nước dưới sâu trong khu vực Hưng Hà – Quỳnh Phụ được nạp vào từ phần phía trên của tam giác đồng bằng Hà Nội hay nói cách khác, nằm sâu hơn trong lục địa so với bờ biển duyên hải, theo đứt gãy
ngấm xuống dưới sâu. Ở đây khả năng phù hợp nhất là đứt gãy Thái Bình, sau đó bị đun nóng lên ở tầng dưới sâu và cuối cùng chảy ngược lên theo đứt gãy hay khe nứt thuộc hệ thống đứt gãy Vĩnh Ninh.
Hình 3.4: Biểu đồ mỗi tương quan Cl-Li-B
Cl
25 B 100 Li
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Granite Diorite Basalt
Ultramafic Limestone
Sandstone Shale
Seawater Nước biển
96
Hình 3.5: So sánh tỷ số đồng vị bền δ18O và δD của nước địa nhiệt Hưng Hà
- Quỳnh Phụ với nước khí tượng.