青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因     

赵文斌  郭正府  李菊景  马琳  刘嘉麒 《岩石学报》2022,38(5):1541-1556

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7～52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区...  相似文献   

雄安新区D01井岩溶热储下伏太古界中热流测定研究          下载免费PDF全文

姚亚辉  贾小丰  李胜涛  张建伟  宋健  杨涛  岳冬冬 《中国地质》2022,49(6):1723-1731

【研究目的】目前雄安新区范围内的热流数据多测自于新近系沉积盖层及白云岩地层,对岩溶热储下伏太古界的热流测定研究还鲜见报道,主要受限于以往的地热勘查开发层位主要在1800m以浅的蓟县系岩溶热储,揭露岩溶热储下伏太古界的钻孔稀少。2018年以来,在雄安新区牛驼镇地热田实施了D01深部地热参数井,揭穿了高于庄组岩溶热储,并揭露太古界厚度达1723.67m,给该地区岩溶热储下伏太古界的热流测定研究提供了条件。【研究方法】本文基于近稳态钻孔测温及岩心热导率测试,对D01井太古界进行了热流测定及分析。【研究结果】结果表明：D01井太古界呈显著的传导型地温特征,地温梯度为18.3℃/km,相比于新近系地温梯度48.6℃/km偏低。测得25块D01井太古界片麻岩岩心样品的热导率平均值为（2.41±0.40）W/(K·m)。根据钻孔测温数据及热导率测试,计算出D01井太古界2300～2700m深度的热流值为（44.1±7.0）mW/m²。同时,估算了D01井新近系400～800m深度段的热流值为84.6mW/m²,较太古界高出40.5mW/m²。【结论】分析认为D01井新近系较太古界高出热流主要为高孔渗岩溶白云岩层中地下水侧向热对流作用以及牛东断裂地下水垂向热对流作用共同所致。研究结果对前人提出的地下水运移聚热模式及导热断裂聚热模式提供了数据支撑,对雄安新区深部地热资源成因机制和太古界地温场研究具有重要意义。  相似文献   

Differential Thermal Regimes of the Tarim and Sichuan Basins in China: Implications for Hydrocarbon Generation and Conservation     

CHANG Jian  LI Dan  QIU Nansheng  ZHU Chuanqing  ZHONG Ningning  FENG Qianqian  ZHANG Haizu  WANG Xiang 《《地质学报》英文版》2022,96(4):1308-1322

The uncertainty surrounding the thermal regimes of the ultra-deep strata in the Tarim and Sichuan basins, China, is unfavorable for further hydrocarbon exploration. This study summarizes and contrasts the present-day and paleo heat flow, geothermal gradient and deep formation temperatures of the Tarim and Sichuan basins. The average heat flow of the Tarim and Sichuan basins are 42.5 ± 7.6 mW/m2 and 53.8 ± 7.6 mW/m2, respectively, reflecting the characteristics of ‘cold’ and ‘warm’ basins. The geothermal gradient with unified depths of 0–5,000 m, 0–6,000 m and 0–7,000 m in the Tarim Basin are 21.6 ± 2.9 °C/km, 20.5 ± 2.8 °C/km and 19.6 ± 2.8 °C/km, respectively, while the geothermal gradient with unified depths of 0–5,000 m, 0–6,000m and 0–7,000 m in the Sichuan Basin are 21.9 ± 2.3 °C/km, 22.1 ± 2.5 °C/km and 23.3 ± 2.4 °C/km, respectively. The differential change of the geothermal gradient between the Tarim and Sichuan basins with depth probably results from the rock thermal conductivity and heat production rate. The formation temperatures at depths of 6,000 m, 7,000 m, 8,000 m, 9,000 m and 10,000 m in the Tarim Basin are 80°C–190°C, 90°C–220°C, 100°C–230°C, 110°C–240°C and 120°C–250°C, respectively, while the formation temperatures at depths of 6,000 m, 7,000 m, 8,000 m and 9,000 m in the Sichuan Basin are 120°C–200°C, 140°C–210°C, 160°C–260°C and 180°C–280°C, respectively. The horizontal distribution pattern of the ultra-deep formation temperatures in the Tarim and Sichuan basins is mainly affected by the basement relief, fault activity and hydrothermal upwelling. The thermal modeling revealed that the paleo-heat flow in the interior of the Tarim Basin decreased since the early Cambrian with an early Permian abrupt peak, while that in the Sichuan Basin experienced three stages of steady state from Cambrian to early Permian, rapidly rising at the end of the early Permian and declining since the late Permian. The thermal regime of the Sichuan Basin was always higher than that of the Tarim Basin, which results in differential oil and gas generation and conservation in the ultra-deep ancient strata. This study not only promotes theoretical development in the exploration of ultra-deep geothermal fields, but also plays an important role in determining the maturation phase of the ultra-deep source rocks and the occurrence state of hydrocarbons in the Tarim and Sichuan basins.  相似文献   

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析     

张玉婷  段丽琴  宋金明  张乃星  尹美玲  李学刚  袁华茂 《地学前缘》2022,29(4):144-155

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。  相似文献   

江西印支期蔡江岩体中暗色微粒包体的发现及其地质意义     

刘运超  姜耀辉  青龙  杜佛光 《高校地质学报》2022,28(4):473-483

文章报道了江西蔡江花岗质岩体中发现暗色微粒包体,以及这些包体的地质、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征。包体多呈椭圆状,显示淬冷边和反向脉,具有典型的岩浆结构并含有针状磷灰石,有的包体含有长石捕虏晶。包体具有相对较低的SiO₂（低至57.05 wt%）和较高的MgO+Fe₂O₃（高达14.21 wt%）含量。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据表明,包体形成于晚三叠世（224 Ma）,与寄主花岗岩（230~228 Ma）在误差范围内基本一致。上述特征表明,包体是离散的幔源偏基性岩浆团或者是幔源与寄主岩浆混合的产物。原始包体岩浆属于超钾质岩浆,可能是通过岩石圈地幔中交代成因的金云母辉石岩脉发生部分熔融而形成的。暗色微粒包体的发现为幔源岩浆底侵提供了直接证据,从而为蔡江花岗质岩石形成于较高温度提供佐证。该研究对于进一步探讨华南印支期花岗岩形成的热源机制具有意义。  相似文献   

Surface air temperature changes over the Tibetan Plateau: Historical evaluation and future projection based on CMIP6 models     

《地学前缘(英文版)》2022,13(6):101452

With its amplification simultaneously emerging in cryospheric regions, especially in the Tibetan Plateau, global warming is undoubtedly occurring. In this study, we utilized 28 global climate models to assess model performance regarding surface air temperature over the Tibetan Plateau from 1961 to 2014, reported spatiotemporal variability in surface air temperature in the future under four scenarios (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0, and SSP5-8.5), and further quantified the timing of warming levels (1.5, 2, and 3 °C) in the region. The results show that the multimodel ensemble means depicted the spatiotemporal patterns of surface air temperature for the past decades well, although with differences across individual models. The projected surface air temperature, by 2099, would warm by 1.9, 3.2, 5.2, and 6.3 °C relative to the reference period (1981–2010), with increasing rates of 0.11, 0.31, 0.53, and 0.70 °C/decade under the SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0, and SSP5-8.5 scenarios for the period 2015–2099, respectively. Compared with the preindustrial periods (1850–1900), the mean annual surface air temperature over the Tibetan Plateau has hit the 1.5 °C threshold and will break 2 °C in the next decade, but there is still a chance to limit the temperature below 3 °C in this century. Our study provides a new understanding of climate warming in high mountain areas and implies the urgent need to achieve carbon neutrality.  相似文献   

泉州官桥地区地热勘探靶区及成因模式探讨     

陆晨明  刘春雷  李亚松  郝奇琛  曹胜伟  董岩 《地质论评》2021,67(5):1345-1356

福建省地热资源主要以中低温水热系统为主,对于其中深部的控热过程及条件目前还存在认识上的不足。本次研究综合重力及广域电磁法对研究区的断层及凹陷进行了详细的勘测和解译,推测出5条主断裂和10条次级断裂,并划定出凹陷区的分布范围。泉州官桥地区的对流型地热资源是储热岩体、导热断层和保热盖层的“三元”聚热模式。根据该聚热模式,一级断裂F31与F8的交汇部位可圈定为一级地热勘探靶区,GQ-F2与GQ-F3和GQ-F4、GQ-F7与F29、F1与F30、GQ-F10与GQ-F11的交汇部位可圈定为二级地热勘探靶区。在一级地热勘探靶区内布设的DR02孔显示,0~300m深度水温增速由快至慢,300m深度以下温度稳定在48℃。利用地热验证钻孔检验了聚热模式及圈定靶区的可靠性,这对于泉州官桥地区的地热资源开发利用具有重要意义。  相似文献   

热屏障井对地下水源热泵换热影响模拟          下载免费PDF全文

肖锐  黄坚  王小清 《水文地质工程地质》2021,48(2):190-198

对于场地受限的地下水源热泵项目,随着系统运行时间的增加易引发热贯通现象进而降低机组运行效率。地下水源热泵设计中,在抽灌水井连线间布设热屏障井可改变地下水流场,降低热量在抽灌井间的运移速度,有利于延长热贯通发生时间并缓解热贯通程度。通过构建地下水换热模型,模拟计算夏季制冷工况条件下36组热泵运行场景,分析了热屏障井的位置,过滤管长度及回灌量对热贯通和含水层温度场的影响规律。结果表明:热屏障井回灌量的增加有利于提升热屏障效果,但提升幅度随回灌量的增加逐渐减弱;最大水位降深值随着热屏障井回灌量的增加呈线性增长;增加热屏障井滤管长度可提升热屏障效果,提升效果随屏障井回灌量的增加逐渐增强。通过模型多周期、长时间模拟计算发现,热屏障井的运行可促使回灌的冷热量集中在回灌井一侧,对于采用冬夏季抽灌井交换运行模式的热泵系统,可充分利用含水层储能,提升机组运行效率。  相似文献   

桂北豆乍山岩体放射性地球化学特征及其干热岩资源潜力研究     

谭双  陈琪  王安东  万建军  黄剑  高翔 《岩石矿物学杂志》2021,40(3):501-512

对桂北豆乍山岩体钻孔样品进行了放射性生热元素含量、岩石密度和岩石热导率测试。结果显示该岩体花岗岩U平均含量为17.49×10~(-6),Th平均含量为27.54×10~(-6),K_2O平均含量为4.64%,放射性生热率平均值6.46μW/m~3,高于地壳平均值及大部分华南其他岩体的放射性生热率值;岩石密度平均在2.57 g/cm~3左右,与世界范围内花岗岩密度的平均值大致相同;岩石热贡献率主要来自Th和U的放射性衰变热,而U的贡献率相对更高。研究区岩石热导率平均为3.389 W/mK,与目前已知的花岗岩热导率平均值相近。通过本文及周边其他岩体的研究结果,结合前人资料,推断豆乍山岩体所在的苗儿山地区,乃至桂北地区的地幔热流值低于地壳热流值贡献,属于"热壳冷幔"型岩石圈热结构。根据豆乍山岩体放射性生热元素和生热率的优势,认为其干热岩开发潜力较大,可对其进行进一步干热岩评价工作。  相似文献   

生态地质研究进展与展望     

聂洪峰  肖春蕾  任伟祥  刘建宇  戴蒙 《中国地质调查》2021,7(6):1-8

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。  相似文献