地热资源勘探开发技术与发展方向

地热资源是重要的非碳基可再生能源,具有本土能源、稳定可靠、绿色低碳等优势。21世纪以来,我国地热直接利用规模稳居世界首位,特别是中深层地热供暖利用快速增长,成为我国在世界地热产业中的鲜明特色。但与此同时,受限于我国绝大部分地区处于板块内部,东部用能旺盛区尚没有规模中高温地热资源发现,我国地热发电产业发展缓慢。基于对我国地热资源分布特征和开发利用情况的分析,总结归纳了我国中深层地热勘探开发利用技术现状,包括地热系统形成机制、选区评价技术、热储描述技术、可持续开发技术及“取热不耗水”关键工程技术等。地热能若要在能源转型中发挥更重要作用,未来需要向品位更高、应用范围更广的深层地热资源进军。建议持续加强基础理论研究和原始技术创新,尽快摸清我国深层地热资源家底,攻关高温钻完井、复杂结构井、深层热储改造、井下换热和干热岩EGS工程等关键技术,推进“地热+”多能协同,加大示范项目建设和应用市场培育。同时,需要建立健全政策法规制度体系,加大政策支持和管理监督力度,为地热产业健康、规范、可持续发展营造良好的环境。

基于图像法对自密实超高性能混凝土性能提升的研究

为提升超高性能混凝土(UHPC)的性能,采用改进后的Andreasen&Andersen颗粒堆积模型设计UHPC基体配合比,利用图像法分析UHPC不同基体黏度对钢纤维分布的影响,并通过抗压强度结合纤维分布系数选择合适的基体黏度,研究不同形状、体积掺量的钢纤维对UHPC力学性能的影响,最终得到力学性能最佳的配合比。试验结果表明:良好的UHPC基体黏度在均匀分散钢纤维的同时可以避免内部出现过多气泡,进一步提升UHPC抗压强度;与端钩、长直形钢纤维相比,波纹形钢纤维在相同黏度下分散效果更佳,且对UHPC基体力学性能提升效果更好。UHPC最佳配合比为水胶比0.16,水泥、硅灰、矿渣质量比0.75∶0.2∶0.05,波纹形钢纤维体积掺量3%,减水剂质量分数0.8%,此时粉体颗粒最紧密堆积、钢纤维分布均匀,UHPC性能最佳。

准领属构式的实现机制

以往研究多从生成的角度讨论准定语问题,本文认为,准定语并不需要经过移位或糅合等句法操作程序生成,而是直接在领属结构形式“N_(1)的N_(2)”的基础上实现。其实现条件和机制为:当N_(2)为实体名词时结构存在实现准领属关系的可能,但需要“压制”机制同时起作用,即抑制N_(2)的实体意义而凸显其属性意义,其途径是转指;而构式压制的方式是通过一系列去及物化操作使N_(2)表现为无指,从而准领属构式得以形成。

混掺纤维水泥砂浆的高温性能研究

火灾产生的高温会对水泥基复合材料造成严重损伤,而混掺玄武岩纤维可一定程度上提高水泥基复合材料的耐高温性能。为研究不同种类玄武岩纤维与聚丙烯纤维混掺水泥砂浆经高温作用后的性能变化规律,测试了混掺纤维水泥砂浆高温后的基本力学性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)和压汞试验对混掺纤维水泥砂浆的微观结构进行分析。结果表明:不同种类的玄武岩纤维与聚丙烯纤维混掺后均能改善水泥砂浆的耐高温性能;温度在200℃时由于水泥砂浆内部发生二次水化,混掺纤维水泥砂浆的抗压强度和抗折强度显著提高。随着温度升高至800℃,水泥砂浆内部结构被破坏,孔隙率逐渐增大,力学性能逐渐下降,但混掺纤维水泥砂浆性能仍高于基准组,这是因为聚丙烯纤维高温熔化后留下大量的孔道,缓解水泥砂浆内部孔隙压力,且玄武岩纤维在水泥砂浆内部起到桥接作用,缓解了高温裂纹的扩展。

3D Slicer技术在骨质疏松性骨折椎体强化术中的应用研究

目的探讨3D Slicer分析处理平台应用在骨质疏松性椎体压缩性骨折椎体强化术中的应用价值。方法选取2020年1月至2021年12月杭州市第九人民医院收治的择期行椎体强化术治疗的66例骨质疏松性椎体压缩性骨折患者作为研究对象,按随机数字表法将行3D Slicer软件辅助定位置钉的33例作为3D组和传统徒手定位置钉的33例作为对照组。观察并评估两组患者位置钉Gertzbein-Robbins分级、手术相关指标(单钉置入时间、手术时间、手术中出血量)、手术后指标(疼痛缓解的时间、手术后引流量、住院时间)和随访结果(对患者随访至术后1年,记录生存质量评分及并发症发生情况)。结果3D组患者Gertzbein-Robbins分级中A+B级的例数多于对照组A+B级的例数(P<0.05)。3D组患者单钉置入时间、手术时间、手术中的出血量、手术后疼痛缓解时间、手术后的引流量、住院时间均低于对照组患者(P<0.05)。两组随访时间中位数为(13.45±0.98)个月,3D组患者在各个随访时间点SF-12评分均高于对照组(P<0.05),随访截止时间3D组并发症发生率低于对照组(P<0.05)。结论3D Slicer分析处理平台应用在骨质疏松性椎体压缩性骨折椎体强化术中,可提高置钉的准确度,改善患者预后的症状且可降低术后并发症,患者生存质量高。

新兴流行构式“有被X到”的形成动因

新兴流行构式“有被X到”表示某主体致使言者产生某种强烈感受。语料中能进入X的有形容词、动词、少量名词和其他形式,其共同特点是能表现说话人的主观感受和评价。基于认知语法及相关理论背景,本文还分析了该构式的使用情况、语用特征,并认为“有被X到”与“V/A到X”、“被V/A到X”、“有VP”之间存在推衍承继关系。本文对相关构式演变、承继关系的研究具有一定的借鉴意义。

基于火灾案例分析的火灾应急中控制烟气蔓延探讨

多起火灾事故表明,火灾烟气是导致大量人员伤亡的最主要原因。因此,对烟气致人伤亡的影响因素进行了分析,并根据火灾应急中的实际情况,对控制烟气蔓延的意义、可操作性、相关支持措施进行了阐述,旨在实现减少火灾伤亡的目标。

冀鲁豫三省交界处临清坳陷大名次凹陷地热系统成因模式及开发潜力

【研究目的】建立地热系统的成因模式对地热田地热资源量评价以及后期有利区带的优选有着重要指导作用。大名次凹陷为渤海湾盆地临清坳陷馆陶凸起南端的一个次一级构造单元,其馆陶组砂岩热储可以构成一套完整的地热系统。【研究方法】本文结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对临清坳陷大名次凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质因素分析研究,建立了研究区地热系统的概念模型,并在此基础上开展了地热资源量评价。【研究结果】馆陶组热储层在区内分布均一,底板埋深在1550~2000 m,储层厚度在268~324 m,孔隙度介于14%~32%,储厚比最高可达70%。区内钻遇至馆陶组的地热井,地热水井口水温多在54~60℃,水化学类型以Cl·SO_(4)-Na为主。上部沉积的第四系和明化镇组,地温梯度在22~60℃/km,构成了良好的盖层。地热系统热源主要来自于新生代断陷盆地背景下的高大地热流值,约52~57 mW/m^(2),南部临漳—大名断裂和东部冠县断裂为其深部热流向上运输的有利通道。热储整体接受来自西部太行山和东部鲁西南隆起的大气降水补给,经深部热传导和局部热对流增温后,富集于热储之中。【结论】馆陶组砂岩地热系统资源量超过127.42×10^(8)GJ,每年可开采地热资源量为31.86×10^(6)GJ,折合标煤1.09×10^(6)t。年开采地热资源量可满足超3.14×10^(7)m^(2)的供暖面积,开发潜能较大。

武汉市饮用水中阿特拉津及降解产物浓度特征

为了解武汉市政水厂水源水和出厂水中阿特拉津及降解产物的浓度水平和去除率,该文采用超高效液相色谱-串联质谱法,对10家市政水厂在丰水期和枯水期采集的水源水和出厂水中的阿特拉津及降解产物进行检测,检测物质分别为阿特拉津(ATZ)、异丙基阿特拉津(DIA)、二丁基阿特拉津(DEA)、二氨基氯代阿特拉津(DACT)和羟基阿特拉津(OH-ATZ)。研究结果显示,水源水中ATZ的浓度中位数是37.2 ng/L,降解产物浓度依次为DEA(5.88 ng/L)、OH-ATZ(5.07 ng/L)、DIA(3.12 ng/L)和DACT(1.26 ng/L),阿特拉津及降解产物在汉江水中的含量是长江水的3~5倍。水源水和出厂水中DIA和DEA在丰水期7月浓度较高,而DACT在枯水期5月浓度较高。经过常规水处理工艺流程后,ATZ几乎未被去除,DIA和DACT出现去除率负增长,建议在常规水处理工艺中增加颗粒活性炭和臭氧等工艺,以降低饮用水中阿特拉津及降解产物的浓度。

UHMWPE背板厚度对铝复合板抗侵彻增强效应分析

为研究超高分子聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)背板厚度对铝复合板抗钨球侵彻效果的影响,利用数字图像相关方法(digital image correlation method,DIC)与X射线电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)得到UHMWPE受到冲击后的动态响应及局部破坏。建立钨球以不同速度侵彻Al/UHMWPE复合板的有限元模型,研究不同冲击速度下UHMWPE背板厚度对复合靶板吸能性能的影响,所用背板厚度为1.6~20 mm。结果表明:铝板在冲击作用下发生绝热剪切破坏,正交铺设纤维层产生纤维凸起和分叉应变带。随着背板厚度增大,纤维层由剪切破坏向拉伸破坏过度,纤维层应变带由十字形转变为X形。UHMWPE板厚度的增大有效地阻碍了铝块塞体运动,从而增加了破片侵彻铝板的时间与动能消耗。UHMWPE背板厚度对吸能性能影响呈先快速上升至阈值,后缓慢下降的趋势,说明PE板到达一定厚度后,通过增加厚度的方法来提升其吸能性能的作用有限。

江苏省与新加坡深层地热资源潜力分析

中国江苏省和新加坡均面临着能源紧张的问题,受地理位置限制迫切需要向深层地热资源转型,而深层干热岩开发利用是其中的重要方向之一。通过对中国江苏省苏北盆地和新加坡构造和沉积等基础地热地质进行对比分析,认为二者均位于环太平洋地热异常带周缘,且断裂体系和火成岩广泛发育,指示了优异的深部地热背景。通过对地温场的分析,揭示出二者的大地热流和地温梯度均高于大陆平均水平,其中新加坡更是具有世界级的高温背景。近年来,在苏北盆地成功探获的寒武系—奥陶系干热岩,为新加坡深部地热资源开发提供了重要的启示。干热岩的形成与板块俯冲作用密切相关,热流通过断裂向上传递,同时加热地表水和/或地下水,并最终在断裂交汇处出露温泉。研究成果不仅阐明了苏北盆地和新加坡的基础地热地质和地温场特征,还为实现区域能源自给自足提供理论支撑。

准噶尔盆地及其周缘地区晚古生代火山机构分布与发育环境分析

本文收集了北疆地区已报道的145处晚古生代火山机构信息。其中,准噶尔盆地周缘32处,主要集中分布于博罗科努山、博格达山以及克拉美丽山,包括破火山口、火山穹窿、火山通道(火山颈)等多种火山机构类型;准噶尔盆地盆内火山机构85处,主要分布在西北缘克百断裂带和盆地腹部的四处凹陷(三南凹陷、东道海子凹陷、滴水泉凹陷和五彩湾凹陷)及七处凸起(白家海凸起、石西凸起、夏盐凸起、三个泉凸起、滴北凸起、滴南凸起和北三台凸起)。盆内火山机构分布主要受海西期断裂系控制,大致沿着NE、近EW两个方向的断裂展布,并在断裂交汇部位最为发育。由于后期改造,晚古生代火山机构普遍遭受剥蚀,且发生强烈变形和风化、淋滤改造,野外识别主要依靠残留地貌特征、火山岩相变化趋势及引爆角砾岩等特征岩性;地震识别则主要依靠地震切片、属性分析及构造趋势面分析等手段。准噶尔盆地晚古生代火山岩年龄集中于340～320Ma,300～295Ma,分别对应东、西准噶尔岛弧俯冲时期。自早石炭世至晚石炭世,准噶尔盆地及邻区火山活动具有自水下向水上、深水向浅水、陆缘向陆内转换的变化趋势。

黑龙江五大连池火山群火山分布与断裂关系新认识

五大连池是世界陆内单成因火山的典型代表,明确断裂与火山排布关系对研究此类火山活动过程具有重要意义。通过地表观察与遥感图像解译,结合区域构造、地表出露断裂或破裂带、火山喷发时间次序(如一些火山存在由SW向NE依次喷发的规律)、区域剖面图以及不同向排布的火山规模规律等现象,研究了五大连池陆内单成因火山群火山排布与断裂的相关关系,认为五大连池地区具有NE,NW和近E-W三组方向的7条断层。区域大地电磁资料以及东北地区深部构造研究也支持这一分析。由于这三组方向的断裂还出现于火山活动之前的花岗岩之中,加之地震数据、地质历史时期的应力状态以及河流阶地研究显示在火山活动时期本地区不存在活动断裂,这些断裂应该形成于五大连池火山活动之前,并在火山作用过程中为岩浆提供了向上运移的通道,从而形成了现今的地表火山分布,即三组火山沿NE向断裂排布,两组火山沿NW向断裂分布,两组火山沿近E-W向断层排布。

准噶尔盆地隆起区石炭系顶面不整合及其意义

石炭系风化壳是准噶尔盆地火山岩油气储集层的主要类型，物性明显好于同时代原生型火山岩。通过对陆梁隆起滴西地区的铸体薄片与岩心观测，发现风化淋滤对火山岩储集性能的改造主要体现在孔隙上，对裂缝的改造作用不明显。由于火山岩形成的构造环境与古地貌存在差异，不同的海拔高度决定了其接受风化时间的长短。准噶尔盆地内石炭系不整合上覆地层时代存在明显差异，下二叠统至白垩系均有分布。最长风化时长在东部隆起约为150Ma，在陆梁隆起约为100Ma，在西部隆起约为55Ma；而3处隆起最少则仅缺失部分上石炭统-下二叠统。风化时长的长短与火山岩孔隙度的大小呈近波峰状对应关系，火山岩孔隙度初始随风化时长的增大（至约30Ma）逐渐增大，在到达峰值（对应风化时长约40Ma）后随时长的增大（55～100Ma）逐渐减小。最大的孔隙度均出现在火山角砾岩和玄武岩中，安山岩的孔隙度次之，而凝灰岩的孔隙度最小。

高阳地热田及邻区地热资源形成机制

临近雄安新区的高阳地热田处于渤海湾盆地冀中坳陷,区内发育以中元古界长城系、蓟县系及下伏的太古界为主的潜山地层,其中蓟县系雾迷山组为地热田主要热储层,地热资源丰富。以岩溶热储顶面埋深3 600 m线作为高阳地热田的边界,地热田主体位于高阳低凸起、蠡县斜坡内,并涵盖保定凹陷、饶阳凹陷的少量地区。高阳地热田位于区域岩溶顶板温度较高地区,其中高阳低凸起中北部及其西侧边界、蠡县斜坡与饶阳凹陷交界处为温度最高区域,可达120℃左右,地热田南部、中东部属蠡县斜坡区域温度低于100℃。潜山热储温度等值线整体呈椭圆形态,长轴为NNE向。蓟县系雾迷山组地热水在博野地区水化学类型为Cl-Na型,溶解性总固体约5 000 mg·L^(-1),Cl^(-)(约2 300 mg·L^(-1))含量明显高于雄县、容城等其它地区,SO24-含量(123~133 mg·L^(-1))高于同属冀中坳陷的雄县、容城、霸州地区,但低于天津地热田和良乡地热田,表明冀中坳陷与天津、良乡地区分属不同的地热系统。高阳地热田形成的概念模式为来自西部太行山地区的大气降水作为地下水的补给水源,太行山前断裂沟通了地表水与深部基岩地层,大气降水在基岩内经衡水断裂、安国断裂、百尺断裂、出岸断裂及不整合面向东侧渤海湾盆内运移,经断层与基岩发生热对流被加热,随着水动力条件减弱,在高阳低凸起、蠡县斜坡、深泽低凸起等区域聚集形成具有勘探开发价值的高阳地热田。

环北极沉积盆地结构与构造演化特征——来自环北极地质长剖面的证据

通过对北极地区不同盆地结构的系统研究与对比分析,绘制了环北极沉积盆地群长剖面,该剖面全长约1.3×104km,涉及季曼-伯朝拉盆地等15个盆地和微陆。由于整个剖面尺度巨大,在若干缺乏详细资料的地区采用将邻近地区的其他剖面平移到本剖面中,或由其两侧的剖面地层和构造形式推测。剖面涉及的盆地多属叠合性质,涵盖克拉通盆地、裂谷盆地、前陆盆地、被动大陆边缘盆地等多种盆地类型;各区域沉积厚度差异显著,最厚的东巴伦支海等盆地沉积了自古生界至新生界的地层,沉积厚度可达近15 km,而沉积最薄处的拉普捷夫海等盆地则只发育了从中生界上白垩统至新生界的沉积,厚度不超过4 km。以北大西洋-北冰洋洋中脊为界,北极地区分属欧亚板块和北美板块,很多盆地为大陆的一部分或大陆向北冰洋的延伸部分(大陆架)。各盆地的发育主要受波罗的板块、西伯利亚板块与劳伦古陆显生宙以来的构造演化控制;加里东运动、埃尔斯米尔运动、海西运动(乌拉尔运动)及大西洋洋脊自南向北的扩张对环北极盆地均有显著影响,具体表现为造成盆地类型的改变、改变盆地沉降速率等。

艾灸对多因素致慢性疲劳大鼠海马5-HT1A受体mRNA表达干预的实验研究

目的:观察艾灸方法治疗慢性疲劳综合征模型大鼠的效果,并从对大鼠单胺类神经递质含量的影响探讨其机理。方法:通过联合捆绑束缚、昼夜颠倒、疲劳游泳、空瓶刺激等方式建立慢性疲劳综合征模型,设立正常对照组、模型组和艾灸组,艾灸组每日予艾灸治疗,其余两组只作常规抓取捆绑,治疗28天。分别采用行为学指标检测大鼠慢性疲劳指征,并检测大鼠海马组织5-羟色胺含量及其受体1A亚型mRNA表达的情况。结果:艾灸组在行为学各项指标观察成绩都明显好于模型组,差异有统计学意义(P<0.05),而5-羟色胺含量以其受体mRNA的表达都比模型组有明显地提高(P<0.05)。结论:艾灸可以有效地改善模型大鼠慢性疲劳症状,并且很可能是通过提高海马中5-羟色胺含量的途径来达到治疗效果。

渤海湾盆地新生代火山岩分布特征及其地热勘探潜力

渤海湾盆地所在的京津冀地区是我国最主要的中深层水热型地热开发区域之一。按照盆地类型划分,渤海湾盆地属于以新生代为主的中—新生代叠合断陷盆地。岩石圈伸展作用控制了盆地凹陷区的分布,同时导致了火山作用进而影响了火成岩分布。渤海湾盆地新生代火山活动与不同区域裂陷、坳陷作用密切相关。古近纪盆地进入裂陷初期,构造火山活动强烈,火山岩沿盆内大断裂呈裂隙式喷发并广泛分布;新近纪,盆地进入坳陷期,构造火山活动强度明显减弱;第四纪以来,渤海湾盆地火山活动微弱,火山岩零星分布。盆地古近纪至前第四纪火山活动可划分5期,其中第四纪火山活动形成的火山机构及火山岩主要分布于河北省沧州市周边及渤海滨海地区。大山、小山两座(目前渤海湾盆地内发现最新的)火山机构玄武岩样品的放射性生热率分别为1.62~2.07μW/m^3和1.87μW/m^3,远高于渤海湾盆地新生界平均生热率0.80μW/m^3的数值,也高于我国其他地区新生代玄武岩类火山岩的放射性生热率,显示这两座火山机构所属的第四纪火山活动期形成的火山岩可能是额外热源,构成地热异常区甚至是近现代火山型干热岩资源勘探潜力区的条件。

世界干热岩地热资源开发进展与地质背景分析

干热岩资源指内部不存在或仅存在少量流体,温度高于180℃的异常高温岩体,是一种极具潜力的地热资源类型.自20世纪70年代美国Fenton Hill项目实施以来,已在全球14个国家实施了41个干热岩开发项目,以干热岩储层建造和连通的目标地层周围或上部是否存在水热型储层为标准,25个属于传统意义的干热岩开发项目,16个属于增强型地热系统(Enhanced Geothermal System或Engineered Geothermal System,缩写为EGS).从板块构造角度分析,这些干热岩开发项目主要分布在欧亚板块板内地热域、印澳板块板内地热域、东太平洋离散—汇聚板缘型地热域、西太平洋汇聚板缘型地热域和加勒比海火山活动岛弧区.按照盆地类型划分,全球干热岩开发项目所处的大地构造背景包括克拉通盆地、前陆盆地、裂谷盆地、弧前盆地、弧后盆地、近现代火山(火山带)和褶皱带地区,其中以欧洲阿尔卑斯褶皱带磨拉石盆地为代表的前陆盆地,和以欧洲阿尔卑斯褶皱带上莱茵地堑、北美新生代科迪勒拉造山带内华达盆地为代表的裂谷盆地是全球干热岩开发项目最为集中的两种盆地类型.考虑我国干热岩资源分布情况,上莱茵地堑、内华达盆地的干热岩开发历程对我国干热岩资源的勘探和开发具有一定的借鉴作用.