海底碳封存监测技术体系研究及未来发展     

李姜辉  余凤玲  牛雄伟  周天  张运修  李雯菱 《地球科学进展》2023,(11):1121-1144

海底碳封存是减少全球温室气体排放的重要途径之一。为确保高效安全地封存CO₂,需要在封存前、封存期间和封存后对CO₂的潜在运移空间进行勘探、评估和监测。当前可用于海底碳封存监测的方式主要有聚焦海底井筒的内置传感监测、聚焦储层和盖层的地球物理监测以及聚焦海床和海水层的海底环境监测。这3种方式在海底碳封存监测中分别可获得注入、监测井筒附近的温度、压力和声学等数据,深部储层和盖层地震、电磁、重力等数据,以及浅部沉积层和海水层声学、化学和海洋学等数据,对这些数据进行分析有助于识别注入地层CO₂的运移特征。但欲获取海底碳封存监测的相关数据,必须首先实现针对相关监测技术和研究方法的集成应用和优质方案的设计,这也成为当前学术界和工程界亟待解决的难题。本着尽可能降本增效的原则,为实现科学有序地进行海底碳封存监测,整理了不同监测方式和相关支撑技术的工作原理、应用现状以及面临的挑战,并展望了海底碳封存监测技术的未来发展。研究结果将为我国海底碳封存作业的实施和发展提供基础指引。  相似文献   

地理学视角下“双碳”研究：主题、成效及展望     

王建事  王成新  任婉侠  赵彦志  薛冰 《地球科学进展》2023,(7):757-768

实现“双碳”战略目标的科学基础主要在于深入且系统地理解地球环境系统和人类经济系统之间的相互作用关系。作为以人地系统为主要研究对象的地理学,在“双碳”研究及成果服务中发挥了重要作用。基于“学科分支—数据方法—研究对象—成果贡献”的思路,对2000年以来中国主流地理学期刊及学者发表的“双碳”文献进行回顾和总结后发现：(1)不同地理分支学科下“双碳”研究主题呈现多样性的特点,自然地理学侧重研究人为及自然碳源碳汇变化,人文地理学侧重分析碳排放时空分异格局及形成机理,信息地理学侧重构建高时空分辨率碳数据集及开发空间分析工具;(2)碳核算方法包括排放系数法、实际测量法和遥感估算法等,其数据源主要包括社会经济统计数据、遥感卫星监测数据以及新型地理感知数据等,地学分析模型主要用于描述碳源碳汇空间分布模式,预测空间过程及结果;(3)地理学视角下“双碳”研究对象分为空间对象和活动对象,前者关注微观、中观和宏观等不同尺度碳源碳汇的空间特征及规律,后者关注能源、工业、农业、土地利用变化及林业等活动产生的碳源碳汇的地理分布;(4)地理学对“双碳”的成果贡献出口主要包括地理空间分异规律的空间差异化低碳治理、“经济...  相似文献   

碧口地块东-北缘中、新生代构造隆升及演化：来自磷灰石和锆石裂变径迹的证据     

金文正  白万奎  叶治续 《江苏地质》2023,47(3):231-241

青藏高原具有复杂的构造演化特征,该地区自中、新生代以来的构造隆升和构造演化机制一直是地质研究的热点。为精细刻画青藏高原板块、华北板块和华南板块之间的拼合关系及差异性隆升特征,对位于青藏高原东北端的碧口地块进行了磷灰石和锆石裂变径迹测试,以及热史模拟和岩石冷却速率计算。结果锆石和磷灰石裂变径迹年龄分别在（118±5～265±29）Ma和（29.0±2.7～54.0±7.0）Ma之间;碧口地块东北缘及北缘冷却速率接近,在3.125～3.448 ℃/Ma之间,东缘冷却速率相对较低,为2.041～2.273 ℃/Ma。结果表明,中、新生代以来,碧口地块及其周缘总体上经历了持续隆升过程,但不同地区隆升特征具有差异性：碧口地块北侧在早、中侏罗世（151±7）Ma经历了构造挤压和隆升过程;东部相对较晚,在晚侏罗世（143±11）Ma经历了构造隆升阶段;东北端在早白垩世才与华北板块拼接并进入持续构造隆升阶段。进入古近纪（54.0±7.0）Ma隆升阶段,即始新世早期后,碧口地块东缘在始新世中后期（44 Ma）开始发生构造隆升,北缘自渐新世中晚期（29～32 Ma）开始发生显著的构造隆升。上述区域在10 Ma（中新世晚期）共同进入快速隆升阶段。  相似文献   

平流层准零风层的研究进展     

史小康  胡艳冰  王攀峰  张文军  刘博 《地球科学进展》2023,(9):916-930

平流层下部20 km高度附近的大气层在特定季节存在下层西风（东风）折转为上层东风（西风）,且南北风分量很小的自然现象,这种纬向风的转换层称为平流层准零风层。平流层准零风层的低风速和风向变化的特点使其成为部署平流层飞艇和高空气球等弱动力或无动力临近空间飞行器的理想环境。针对国内外平流层准零风层的研究成果,归纳总结了平流层准零风层在北半球、中国及重点区域随时间变化的特征;系统分析了热成风原理、平流层准两年振荡、平流层爆发性增温、行星波涡动通量输送、南亚高压和副热带西风急流等因素对平流层准零风层形成的影响机理和特征;对比分析了MST雷达、激光雷达、探空火箭及高空气球等探测方法在平流层准零风层探测中的优缺点和部分探测事实;归纳总结了中层大气模式和数值天气模式在平流层准零风层预报中的优缺点,明确利用数值天气模式是当前开展平流层准零风层预报与气象保障的主要途径,平流层准零风层底高、厚度等诊断方案是定量化研究平流层准零风层精细结构及演变的基础;总结了基于平流层准零风层利用的飞行器工作原理;最后对未来科学研究的重点方向进行了展望。开展平流层准零风层研究进展回顾,对今后深入研究平流层准零风层以及平流层低...  相似文献   

兰州—白银地区1987年与2014年表层土壤有机碳储量和碳密度变化趋势及影响因素探讨          下载免费PDF全文

刘文辉  董林泉 《甘肃地质》2023,(2):48-55

土壤碳库研究及碳汇问题是近年来土壤碳循环与全球变化研究的热点领域,土壤是陆地生态系统的核心,研究土壤有机碳储量和碳密度的影响因素对正确评价本区碳循环有重要意义,本文利用土壤类型、土地利用类型、地貌类型、生态系统等影响因素对研究区表层土壤有机碳密度和碳储量进行了评价,分析了兰州—白银地区1987年和2014年土壤有机碳储量、碳密度的变化,其中2014年土壤有机碳储量增加了3.58×106 t,说明这些年土壤固碳效果明显,土地利用方式更合理。认为研究区有机碳碳密度、碳储量在空间上的分布极不均匀,与成土母质、土壤自身理化特性、土地利用方式及自然景观条件、人类活动等因素密切相关,是多因素综合影响的结果。  相似文献   

内蒙古白乃庙铜金矿区侵入岩锆石和磷灰石裂变径迹年代学及其地质意义     

吕钊  许展  庞建章  王继春  王建平  袁硕浦 《地学前缘》2023,(3):386-398

斑岩铜矿形成后常常遭受后期抬升剥蚀和破坏改造,内蒙古白乃庙铜金矿床是中国北方造山带中少有的几个早古生代斑岩铜矿床之一,其变化保存过程研究具有理论和找矿双重意义。锆石裂变径迹和磷灰石裂变径迹热年代学研究表明,自150 Ma以来白乃庙铜金矿区总体剥蚀量为3.11～3.25 km。矿区内岩体隆升冷却呈快速—缓慢—快速阶梯状3个阶段：150～<90 Ma快速剥露阶段,构造应力以挤压作用为主,平均剥蚀速率0.045 7 mm/a; 90～<20 Ma稳定剥蚀阶段,矿区构造应力由挤压转变为伸展,平均剥蚀速率0.003 3 mm/a; 20 Ma至今快速剥露阶段,矿区构造应力为挤压作用,平均剥蚀速率0.038 8 mm/a。加里东期到燕山期,矿区受古亚洲洋俯冲、碰撞以及陆内造山活动的影响,白乃庙铜金矿成矿后处于挤压和伸展交替的环境,为白乃庙铜金矿的变化保存提供了有利的地质条件。  相似文献   

广东惠州黄沙洞地区地热资源地球化学勘探方法研究     

蒋涛  李广之  王国建  胡斌  荣发准 《安徽地质》2023,(2):147-152

地热地球化学探查技术是地热探测技术的一种,其勘探方法包括各种土壤化学元素(Hg、As等)测量法、气体(Rn、H₂、CH4等)测量法、地温测量法等。利用热释汞、地温、氢(H₂)、氡(Rn)等方法和指标对广东惠州黄沙洞地区进行地热资源勘探,结果表明：研究区内热释汞、地温等指标的高值点具有很好叠合性,呈北西、北东向近似交叉“十”字型展布特征,它们与区域内北东向潼湖大断裂带(地热通道)中北北西向隐伏花岗闪长岩岩株(地热源)分布走势相一致,它们有效地指示了地热水沿断裂通道(断裂破碎带、大的裂缝及裂隙)向上迁移泄漏特征,地热水(地热载体)沿北东向主断裂带及大的北西向裂缝、裂隙泄漏是上述指标高值异常成因。lgH₂指标局部高值呈北西向分布于中部,它与热释汞、地温在此处有高度重叠;lgRn指标值与地热源(岩浆岩体是Rn物质源)、垂向渗漏方式、地热水携带迁移散失作用等因素相关,lgRn指标与lgH₂指标相关分析值为负值。热释汞、地温、Rn、H₂等地化指标为黄沙洞地区地热资源勘探提供了良好的地球化学...  相似文献   

渭河盆地岩石圈热结构模拟及其对地热系统热源机理的启示     

芦佳飞  饶松  黄顺德  施亦做  胡圣标 《地球学报》2023,44(1):33-44

深部温度场与岩石圈热结构特征是认识地热系统深部热源机理的重要途径。本文在系统分析渭河盆地及其邻区现今大地热流特征基础上,基于旬邑—西峡宽角反射/折射地震测深剖面揭示的地壳分层结构,采用二维有限元方法,对渭北隆起、渭河盆地以及北秦岭构造带的深部温度场和岩石圈热结构开展数值模拟研究,在此基础上分析渭河盆地地热系统深部热源机理。结果表明,旬邑—西峡剖面上大地热流介于57.6～75.7mW/m²之间,平均为(70.4±4.7)mW/m²;地幔热流在29.5～38.6mW/m²之间,平均值为34.1mW/m²;莫霍面温度变化范围约在600～740℃之间;“热”岩石圈厚度约为95～110km。从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,大地热流、莫霍面温度和地幔热流值表现出低→高→低的变化规律,相应地“热”岩石圈厚度则表现出厚→薄→厚的变化趋势。渭河盆地地壳厚度减薄明显,莫霍面温度显著高于渭北隆起和秦岭造山带,暗示着渭河盆地地壳活动性显著。然而,从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,“热”岩石圈厚度变化范围不大,且渭河盆地内...  相似文献   

渤海湾周缘高温地热异常特征及深部热结构分析     

张健  何雨蓓  姜程浩  褚伟  方桂 《地球学报》2023,44(1):57-69

渤海湾周缘高温地热异常区是华北重要的地热资源区,研究其浅层高温地热异常及深层高温地热结构,是解决中国东部高温地热勘查开发瓶颈的重要基础,对加快构建东部现代能源体系、推进“双碳”目标进程具有重要的科学意义。利用最新的中国大陆岩石圈速度模型USTClitho2.0和航磁资料,在大地热流资料约束下,本文计算了渤海湾周缘浅层与深层高温热结构,结果表明:该区居里面平均深度20.8km,居里温度420℃,中、上地壳高温热结构与居里面起伏形态密切相关。上地壳生热率随深度增大而递减,反映了放射性生热元素向上迁移、在浅层富集的垂向分异特征。Moho面温度在600～800℃之间,岩石圈底界面1300℃等温面深度在66.3～97.5 km之间,平均值为76.8 km。依据USTClitho2.0模型Vp、Vs速度结构,本文修正了前人的地壳分层结构及上地壳生热率,计算了研究区内全部91个大地热流点的壳幔热流比,结果表明:Qc/Q=56.4%、Qm/Q=43.6%, Qc/Q>Qm/Q,显示该区为“热壳”结构。前人认为此区是“冷壳热幔”型热结构,本文的计算结果修正了前人的认识,指出上地壳层热流在地表总热流...  相似文献   

岩浆-热液成矿系统中铁同位素地球化学研究现状     

王续文  李宇轩  安芳 《矿床地质》2023,42(6):1214-1228

铁元素是岩浆-热液成矿系统中参与成矿的重要金属元素之一,岩浆-热液矿床中富铁矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、毒砂、菱铁矿)的δ⁵⁶Fe值变化较大(-2.07‰～+1.58‰),指示铁同位素在岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中均存在明显的分馏,因此,在约束岩浆-热液成矿系统中成矿金属的迁移-富集-沉淀过程和示踪成矿物质来源方面具有巨大的应用潜力。通过整理和分析前人研究资料,文章总结了岩浆-热液成矿系统岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素地球化学行为的研究现状。岩浆演化过程中铁同位素会发生显著分馏,如部分熔融过程中,熔体相比残余固相富集重铁同位素;矿物分离结晶会引起残余熔体铁同位素组成的变化,主要受含Fe²⁺或Fe³⁺矿物结晶的影响,如磁铁矿分离结晶会导致残余熔体铁同位素组成变轻,总体反映岩浆氧化还原状态对铁同位素分馏的主要控制作用,因此,含矿岩体铁同位素组成及其变化可用于确定岩浆的氧化还原状态。流体出溶是含矿岩浆演化成为岩浆热液矿床的关键过程,出溶流体相对于母岩富集轻铁同位素,但实验研究表明出溶流体铁...  相似文献