青海省贵德盆地大地热流研究

贵德盆地位于青藏高原东北缘,地热资源丰富,勘查发现其西部山区的扎仓寺热田赋存可供发电的干热岩地热能,但是整个盆地内的大地热流研究仍为空白,制约该区域地热资源的研究评价及开发利用。采集扎仓寺热田16块岩心样品进行了热导率测试,通过温度的校正,获得了扎仓寺热田的原地热导率值。利用钻孔(ZR1)的测温资料和热导率数据,根据热传导定理采用2种方法分别计算传导层段及有对流影响层段的热流值,获得厚度加权平均热流值为79.5mW/m2,高于全球大陆地区平均热流值[(65±1.6)mW/m2]和中国大陆地区平均热流值[(61±15.5)mW/m2],为高热流值,反映了该区域新生代构造活动较为强烈。本研究工作为继续探索该热田的形成演化和地球动力学过程及地热资源评价提供了地热参数。

贵德盆地热结构及地热成因机制

贵德盆地位于青藏高原东北缘黄河谷地之中,四周环山,为新生代断陷盆地,地貌单元位于青藏块体,地处祁连、昆仑和秦岭三大褶皱系交汇地带;新构造活动强烈,发育一系列NWW向、NW向及NNW向断裂,为区内高温地热系统提供了较好的地热地质条件。区内地热显示类型多样,水热活动剧烈,尤其是盆地西部的扎仓寺热田,水温高达93℃,蕴藏着丰富的地热资源。

我国干热岩资源潜力区深部热结构

干热岩是潜力巨大的可再生能源,通过建立EGS试验场地开展干热岩资源开发示范工程是我国开发深部地热的前沿性、基础性工作。地壳深部温度是干热岩开发选址中首先考虑的因素,在重新编制中国大地热流图、居里面深度图的基础上,建立了东南沿海地区和青藏铁路沿线地区2个典型干热岩资源潜力区三维温度场模型,在不考虑热对流的情况下,模拟结果显示东南沿海4km深处的最高温度能达到165℃,青藏铁路沿线地区4km深处最高温度可达到380℃。同时,对比模拟结果和前人实测数据,分析了2个研究区不同的热成因机制,东南沿海地区以壳源产热为主,漳州地热田放射性集中层厚度10km,幔源热流所占比例为39.6%,青藏铁路沿线地区以幔源传导热为主,羊八井地热田放射性集中层厚度为6km,幔源热流所占比例为53.7%。通过与文献结果对比分析了模拟结果的合理性,模拟结果能够为我国干热岩靶区选址提供参考。

济阳坳陷车镇凹陷沙河街组旋回地层学研究

选定车镇凹陷沙河街组车古29等7口井测井资料依次从西南向东北方向进行旋回地层学研究。借助Matlab软件平台及其小波变换工具箱,基于前期建立的米氏周期识别方法——米氏周期最佳匹配分析方法,对7口井测井资料中识别出来的周期进行剔除和选择,进而确定地层中记录的优势米氏周期。通过沉积速率计算及沉积厚度变化的分析,揭示了该区地层中米氏旋回发育规律及三角洲、湖盆发育特征,标定了不同层段年龄。研究发现:车镇凹陷沙河街组地层中广泛发育米氏旋回层,高频信息比较多;该区三角洲、湖盆从西南向东北大体上呈推进(扩张)—萎缩—推进(扩张)的差异性;周期比较长的米氏旋回(偏心率长周期)易于在沉积速率小的层段保存,周期比较短的米氏旋回(岁差、黄赤交角)易于在沉积速率大的层段保存;根据计算结果,推断车镇凹陷沙一段顶界年龄在31.5～32.5 Ma,沙二段顶界年龄在32.7～33.2 Ma,其中车古29、车35、车古203、大古63井的沙一段顶界年龄分别为32.4,32.4,32.1,32.5 Ma。

测井数据Matlab插值与地质旋回性分析应用

依据插值运算原理,基于Matlab软件平台提供的一维插值函数Interp1编程实现了测井数据的自动插值处理。在给定插值间隔和给定插值总数两种条件下,对济阳坳陷G1井二叠系地层井段录井图自然伽马(GR)曲线进行插值处理,并进行了小波分析解释。结果表明,测井数据插值处理后不仅具有高保真性,而且更便于多尺度地质解释。实例钻井剖面中共划分出8个小尺度旋回、4个中尺度旋回和2个大尺度旋回,验证了Matlab插值运算程序的有效性和实用性。

浅析虚拟现实技术在地热地质教学科研中的应用

目前,地热地质相关学科专业建设进入快速发展期,而传统实体实验室的更替速度已落后于技术的发展,其初期投资成本、后期运行及维护费用高等问题,并且受到场地和时间等因素的限制,给教学和科研活动带来了极大的不便。利用先进的虚拟仪器和虚拟现实技术,构建地热地质虚拟实验环境成为比较经济的方案,虚拟实验室可以提供内容丰富、不受时域限制的开放性实验;而虚拟实验往往把条件理想化,实现复杂的实验较困难,同时使用虚拟实验过程中可能导致学生对实际仪器缺乏了解,导致学生脱离实际动手能力降低。因此,在地热地质虚拟实验开发过程中应尽可能跟实际仪器对应,做好虚实结合;并且紧密与地热地质科研过程有效衔接,使学生能从虚拟的实验和科研过程中更有效地学习,相关教学成果也可向社会公众进行科学普及。

西藏工布江达地热水水化学特征及农业利用潜力研究

研究区地热资源丰富,但是开发利用程度较低。地热水的水化学特征、热储温度估算等研究对于地热资源的综合开发利用具有重要意义。本研究采集区内典型地热水样品进行水质全分析,进而研究该区地热水的水化学特征、热储温度及热循环深度。该区地热水中主要的阴阳离子分别为HCO_(3)^(-)、Na^(+);适合用来研究该区热储温度的地热温标为石英地热温标,估算结果均值为107℃;该区地热水的热循环深度约为2850m;研究区地热水中F^(-)、Sr等微量组分较高,水温较高,医疗利用潜力较大,但是不宜直接用作农业用水。

层状非均质包气带渗透性特征及其对降水入渗的影响

不同的岩性界面影响了降水在包气带中的入渗、运移与再分布过程,其影响机制仍是有待研究的学科前沿问题。针对上述问题,基于层状非均质包气带6 m×4 m×5 m样方,开展了多场次自然降水入渗过程的原位试验监测,研究结果表明层状非均质结构对降水入渗过程和速率影响明显:(1)地层分界面处土壤含水率呈现陡降变化特征;(2)220 cm深度以上包气带中土壤含水率对降水入渗响应变化敏感,呈含水率陡变的多峰谷式脉冲响应变化特征,其中20~100 cm地层土壤含水率变化幅度为22.58%~29.76%,120~200 cm地层土壤含水率变化幅度为13.74%~20.74%;220 cm深度以下包气带中土壤含水率对降水入渗响应滞缓,年内呈现平缓单峰响应变化特征,反映了多场次降雨的累积效应,其中220~400 cm地层土壤含水率变化幅度为2.3%~12.15%,430~460 cm地层土壤含水率变化幅度为2.5%~3.41%;(3)层状非均质结构阻滞了水分的运移(湿润锋通过亚砂土-粉砂界面时,平均运移速度由10.53 cm·d^-1下降为0.77 cm·d^-1;湿润锋通过亚砂土-亚粘土界面时,平均运移速度由12 cm·d^-1下降为1.86 cm·d^-1),当岩性界面处水分不断蓄积克服阻力后才能向下运移;受上部界面水分蓄积的影响,下部层状非均质结构的阻滞作用将被减弱甚至不明显。

以学生为中心的“QEA”教学模式下流体力学课程体系构建研究

根据我校矿物加工工程专业学生的教育基础、阶段、学科等特点,在流体力学教学过程中,立足课堂教育目标,构建“以学生为中心”的流体力学课程体系。从工程教育认证的角度强化与矿物加工工程专业实际相关的教学内容;采用“Question-explanation-application (QEA)”和小组自主合作探究式为主的教学模式,将晦涩难懂的理论知识与专业需求及生产生活中的现象、案例结合起来,提高知识讲授的生动性;基于线上线下相结合的方式,综合“预习+讲授+虚拟仿真+作业+小组展示汇报+教学反思”等多元途径,丰富了教学过程,完善了过程性考核机制;同时将课程思政合理地融入到不同的教学环节,将教书育人与立德树人有机结合。激发了学生学习兴趣,提升了学生合作沟通能力,锻炼了学生的应用能力和主动探究的能力。

地下水水化学特征及演变研究综述

地下水化学演变研究是地下水研究非常重要的分支。本文针对地下水化学特征及演变研究的方法和手段进行了总结。地下水化学研究应用比较广泛的方法主要有水化学法、同位素技术、水化学模拟、数理统计法等。其中同位素手段在较为复杂的水文地质单元中效果较好,对于刻画地下水化学演变研究时水化学法效果较好。未来地下水化学演变研究过程中要重视气候变化和人类活动耦合作用的影响。

工科专业课中启发式教学模式的认识与实践

启发式教学是培养"智能型"人才的有效教学模式。为提高工科学生的学习主动性和积极性,锻炼学生独立思考能力、解决实际问题的能力和创新能力,应在课堂教学中广泛应用启发式教学模式。在工科专业课程中灵活应用启发式教学,应从教学设计、教学过程及教学评价三个方面进行改革和实践。教学设计是一堂课的"灵魂",教学过程是核心,多元化的教学评价系统可以促进师生共同提高。

西藏萨迦冲曲流域地下热水成因及工程效应分析

拟建中尼铁路途经西藏萨迦县和拉孜县,地热灾害是拟建中尼铁路工程建设过程中可能遇到的地质工程问题之一。通过计算离子比例系数,绘制Gibbs图、Na-K-Mg三角图和SiO_(2)溶解度曲线,分析了研究区地下热水的水化学特征及其水文地球化学演化过程的主要控制因素,并根据氢氧同位素数据分析了研究区地下热水的补给来源,基于此对拟建中尼铁路工程建设提出了合理的热害防治措施。结果表明:卡乌地下热水的水化学类型为Cl-Na型,曲参岗地下热水为Cl·HCO_(3)-Na型,锡钦地下热水为HCO_(3)-Na·Ca型;研究区地下热水水化学组分的形成普遍受到硅酸盐矿物溶解的影响,其中卡乌、曲参岗地下热水的水化学组成主要受蒸发/沉淀作用的影响,锡钦地下热水的优势离子受蒸发/沉淀作用和水-岩相互作用共同的影响;卡乌地下热水为40年以前的"古水"占优势的水,锡钦地下热水为新近入渗水和古水的混合水;萨迦县卡乌地热水具有腐蚀性,且卡乌泉口出露温度达到当地沸点,为高温地热资源,隧道工程必须绕避卡乌温泉区。

鲁东招远地热田地热通量及地热成因研究

鲁东地热区在地质构造单元上位于沂沭断裂带昌邑—大店断裂以东,地热资源丰富。本文采集了鲁东地热区招远地热田内一眼2000 m深地热井(DRZK01)中的40块岩芯样品进行岩石热导率、岩石生热率测试及分析,结合测温资料及收集资料对该区地热通量构成及分层热流进行了分析研究;采集区内典型地热流体样品进行水化学分析并采用合适的地热温标估算了该区热储温度;综合研究成果建立了该区地热成因概念模型。研究结果显示,该区岩石热导率数值较高,测量值在2.8~5.7 W/(m·K)之间,普遍高于上地壳平均热导率,地温梯度较高,为31.8℃/km;利用热导率和地温梯度计算的地热通量102 mW/m^(2)中热传导分量为(73.2±6.18)mW/m^(2),对流分量为(28.76±6.18)mW/m^(2),其中热传导分量中地壳热流为22.5 mW/m^(2),地幔热流为(50.74±6.18)mW/m^(2),二者比值为1∶1.98~1∶2.52,为"热幔冷壳"型热结构。石英温标计算热储平均温度为128.6℃,热循环深度约3634 m。研究结果丰富了该区地热系统理论并为该区地热资源开发利用提供一定的理论支撑。

略论地球科学知识在幼儿园科普中的运用

该文通过分析总结国内外幼儿园教学中的地球科学教育的现状及发展趋势,指出了地球科学知识在幼儿园教学的重要性。结合亲身参加幼儿园组织的开放日活动,探索地球科学知识在幼儿园教学中的运用,活动中以小水滴旅程体验的方式向幼儿讲解水循环的过程,让幼儿同小水滴作好朋友,增强幼儿节水的意识。最后,建议将幼儿园开放日活动与世界地球日、世界水日、全国科普日、全国防灾减灾日等科普活动相结合,提升幼儿的地球科学素养。

贵德盆地地下热水水文地球化学特征

研究工作对完善区内高温地热系统成因机理和后期勘探及钻探工作提供一定的参考意义.为进一步研究贵德盆地地热资源赋存状态及热源来源,在充分了解贵德盆地地热地质条件的基础上,采集区内地热流体样品,进行水化学全分析和氢氧同位素分析,得到该区地热流体化学特征和氢氧同位素特征,估算了区内高温热田-扎仓寺热田的热储温度.分析结果表明:该区高温地下热水的水化学类型主要为SO4·Cl-Na型,低温水水化学类型较为复杂,主要为SO4-Na、SO4·HCO3-Na型;扎仓寺热田地下热水中Li+、F-、Sr2+、As3+与Cl-存在很好的正相关性,显示了相同的物质来源,SiO22-与Cl-极高的正相关性进一步验证了扎仓寺地热为深部热源;氢氧同位素数据都集中在当地大气降水线附近,说明地下热水主要为大气降水补给.选用合理的水文地球化学温标计算了扎仓寺热田的热储温度,并利用硅-焓模型分析了该热田地热流体中冷水混入比例及冷水混入前的热储温度,分析认为扎仓寺热田4 000m以内存在两个热储层,第一热储层热储温度约为133℃,热循环深度为1 800m;第二热储层热储温度约为222℃,热循环深度约为3 200m.