大陆边缘热状态研究进展_雷晓

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北京平原区西北部大地热流与深部地温分布特征

北京平原区西北部大地热流与深部地温分布特征雷晓东;胡圣标;李娟;姜光政;杨全合;李巧灵【摘要】北京平原区蕴藏着丰富的中-低温水热型地热资源,其西北部分布着小汤山地热田和京西北地热田,两大地热田以南口—孙河断裂带为界.地热田及其外围地区基础的地热地质研究工作较少.为给地热学研究和地热资源精细勘探提供科学依据,本文基于前人23眼钻孔的温度测量数据以及近期完成的548件热导率和100件放射性生热率实测数据,研究了区域大地热流和0～4 km深部地温特征.结果表明:(1)研究区现今地温梯度为11.31～94.89℃·km-1,平均值为31.79℃·km-1;岩石热导率为0.895～5.111 W· (m·K)-1,放射性生热率为0.257～2.305μW·m-3,大地热流为48.1～99.1 mW·m-2,平均值为68.3 mW·m-2,热流的分布受基底形态和断裂构造控制.研究区东部南口—孙河断裂带两侧小汤山和郑各庄地区为高热流异常区,中部马池口地区也存在局部高热流异常区.(2)在南口—孙河断裂带的不同位置,不同深度地层温度差异明显,体现出区域现今地温场不只受控于该活动断裂,更是多期次构造事件复合叠加的结果.(3)南口—孙河断裂带南侧存在两处有意义的较高地温异常区,分别为郑各庄异常区和马池口异常区,其中马池口异常区是未来地热开发利用有一定潜力的地区.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2018(061)009【总页数】14页(P3735-3748)【关键词】热流;地温梯度;热导率;生热率;南口—孙河断裂;北京【作者】雷晓东;胡圣标;李娟;姜光政;杨全合;李巧灵【作者单位】北京市地质勘察技术院,北京 100120;中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029;北京市地热研究院,北京 102218;中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029;北京市地质勘察技术院,北京 100120;北京市地质勘察技术院,北京 100120【正文语种】中文【中图分类】P3140 引言地热资源是一种清洁环保的可再生能源，具有储量大、分布广、稳定性好、可循环利用等特点，已成为可再生能源家族中不可缺少的一员.世界能源危机的发酵，环保压力的增加，勘探技术的进步等大大促进了地热资源的开发利用(黄少鹏，2014；Boyd and Lund, 2015；Gondal et al., 2017).大地热流、地温梯度、热导率和放射性生热率是地热学研究、地热资源勘探与评价的重要参数(Shi et al，2003；饶松等，2016；唐晓音等，2016).北京平原区蕴藏着丰富的中低温水热型地热资源，经勘查圈定了小汤山、京西北、东南城区等十大地热田，总面积为2760 km2(宾德智等，2002).这些地热田与中国东部沉积盆地中的其他地热田相似，具备良好的“源、通、储、盖”条件(陈墨香等，1990；张德忠等，2012；郭世炎和李小军，2013).为缓解雾霾，北京地区对地热能的需求十分强烈，目前地热的勘探开发已延伸至传统地热田内的复杂构造地区或其外围，这些地区地热地质条件复杂，存在诸如热储层埋藏深、断裂构造错综复杂、侵入岩在热储层中穿插、火山岩覆盖层厚度变化大等问题.这些问题的探索有赖于精细的地球物理勘探和系统的地热地质构造研究工作的不断深入.北京平原区西北部处于华北地台燕山台褶带内，以NW向的南口—孙河断裂为界，断裂东北侧为小汤山地热田，西南侧为京西北地热田.小汤山地热田勘探开发始于上世纪80年代，其热储层埋藏较浅(一般小于1000 m)，地热地质条件相对简单，研究成果较多(刘瑞德，2008；何铁柱，2012；徐巍，2016).京西北地热田开发利用程度相对较低，近年来在热田东北部郑各庄地区实施的地热井井底温度可达80 ℃左右(2000～3000 m深度)，显示了较好的地热异常(刘宗明等，2014；马静晨，2016)，但造成异常的原因并不十分清楚.两大地热田的西部及其外围地区属地热地质构造复杂地区，地热开发利用及研究工作均较少.这些地区同属南口—孙河断裂带不同区段，其地热异常有无成因联系？本文基于前人的钻孔温度测量数据以及近年来作者测试完成的热导率和放射性生热率数据，研究了地温梯度、大地热流和0～4000 m深度地温分布特征，揭示了这一地区地热开发利用深度范围内的热状态，为这一地区地热学研究和地热资源勘探提供了基础数据和科学依据.1 地质背景北京市平原区西北部在大地构造位置上属于中朝准地台燕山台褶带内密怀中隆断(Ⅲ2)和西山迭坳褶(Ⅲ5)的结合部位.两个三级构造单元以南口—孙河断裂(图1，F1)为界.南口—孙河断裂是北京地区规模最大的一条NW向第四纪活动断裂带(张培震等，2013；陈长云，2016；嘉世旭等，2005)，大量研究表明，该断裂在北京平原区表现为枢纽特性，其NW段自昌平南口至北七家，断面倾向南西，控制了马池口—沙河第四纪凹陷的发育，且是小汤山地热田和京西北地热田的分界断裂(柯柏林，2009；张磊等，2016).本次研究区范围为116°03′～116°25′E，40°06′～40°15′N，覆盖了该断裂的NW段.在此区域南口—孙河断裂截切了燕山早期形成的北小营—昌平向斜和一系列NE向断裂.区域上热储层以蓟县系雾迷山组白云岩为主，在南口—孙河断裂以北，热储层埋深一般小于200 m；断裂以南埋深变化大，从几百米至2000多米不等.在影壁山逆冲断裂以东，化庄至西沙屯一带，因蓟县系推覆到侏罗系之上，热储层呈现“双层结构”.盖层为第四系松散层、白垩系和侏罗系火山岩、石炭—二叠系砂页岩和青白口系砂页岩等，不同区域盖层组合型式差异较大；研究区西部南口至马池口一带形成的第四纪断陷盆地沉降中心第四系厚度大于800 m，加上北小营—昌平向斜核部分布有几百米至数千米厚的火山岩地层，构成了良好的隔热盖层.马池口以东至沙河、郑各庄一带，第四系盖层厚度略变薄，同时也缺失中生代地层.研究区南部和西南部燕山期侵入岩如阳坊花岗岩、花塔石英二长岩、葛村闪长岩等岩体形成了热储层的隔水边界(雷晓东等，2016).区内地热孔平均孔深2800 m，平均出水温度54 ℃，热水主要来源于西山高崖口—南口和北山十三陵—桃峪口两大岩溶水系统大气降水补给(郭高轩等，2011).图1 研究区基岩地质构造及测温钻孔分布图红色线表示断裂；F1：南口—孙河断裂；F2：南口山前断裂；F3影壁山断裂；F4西沙屯断裂；F5：沙河断裂；F6：郑各庄断裂；F7：小汤山断裂；黑色方框表示研究区；蓝色点表示测温钻孔.Fig.1 Tectonic background of survey area and locations of temperature-loggingboleholesThe red lines are faults; F1: Nankou-Sunhe fault; F2: fault in front of Nankou; F3: Yingbishan fault; F4: Xishatun fault; F5: Shahe fault; F6: Zhenggezhuang fault; F7: Xiaotangshan fault; The black box outlines the study area; blue dots represent temperature-logging boreholes.2 岩石热物性参数2.1 热导率岩石的热导率是进行热流和深部温度计算的重要参数.本次收集到研究区4眼钻孔(ZK2、ZK3、ZK6和ZK7)共16块岩心进行了热导率测试，样品深度范围为99～1215 m.因钻孔岩心资料过少，采集了548块周边山区标准地层剖面上前新生界全系列露头样品，开展了系统的热导率测试工作.测试工作是在北京市地热研究院完成的，使用的仪器是瑞典Hot Disk 热常数分析仪.热导率值按照不同时代和不同岩性进行了分类整理，并计算得到了地层厚度加权平均热导率，建立了前新生界地层热导率柱(表1).本区岩石平均热导率为1.853～5.111 W·(m·K)-1，白云岩热导率最高，火山岩最低，不同岩性岩石的热导率直方图和箱线图分别见图2和图3.地层平均热导率方面，蓟县系最高，平均值大于5.0 W·(m·K)-1，侏罗系、二叠系、石炭系、奥陶系、青白口系和长城系热导率为3.0～4.0 W·(m·K)-1，白垩系、寒武系、太古界片麻岩和燕山期侵入岩地层热导率为2.0～3.0 W·(m·K)-1.根据统计，作为热储层的蓟县系雾迷山组白云岩是全区热导率最高的地层，平均值达5.111 W·(m·K)-1，而作为盖层的页岩、砂岩、泥岩和火山岩等地层以及侵入岩、结晶基底的热导率值均较低.表1 研究区前新生界岩石地层热导率柱Table 1 Thermal conductivities of lithostratigraphy in the study area地层岩性样品数(块)范围/(W·(m·K)-1)均值±标准偏差/(W·(m·K)-1)平均热导率/(W·(m·K)-1)白垩系流纹岩、粗安岩、凝灰岩161.232～2.3612.054±0.2482.054侏罗系粗安岩、凝灰岩101.873～3.4942.625±0.562火山角砾岩101.563～3.6542.318±0.663砾岩212.685～5.7494.254±0.951凝灰质砂岩、砂岩241.871～3.4212.798±0.450玄武岩122.251～2.7932.572±0.1833.111二叠系粗砂岩43.766～4.5064.069±0.312砂岩82.612～3.3972.945±0.2993.319石炭系粉砂岩42.665～3.3143.039±0.275砂岩102.130～3.6933.135±0.523页岩61.195～3.3692.649±0.7943.215奥陶系灰岩302.865～5.2734.084±0.8083.855寒武系灰岩272.648～4.7083.324±0.000泥岩131.836～3.5902.869±0.4272.968青白口系粉砂岩51.934～3.1892.465±0.524泥灰岩102.449～3.7923.309±0.500砂砾岩43.901～5.0074.241±0.515砂岩63.188～5.8374.797±0.939页岩52.606～3.8323.355±0.4663.339蓟县系白云岩483.833～6.3275.111±0.628页岩141.532～2.8542.395±0.3725.058长城系白云岩171.664～5.9093.922±1.093粗安岩、凝灰岩、玄武岩51.548～2.3411.871±0.327粉砂岩101.302～5.2593.457±1.384灰岩53.348～4.4763.946±0.491砂岩102.406～4.8303.269±0.825石英砂岩182.157～5.9294.455±1.391石英岩52.980～5.5173.945±1.292页岩41.514～2.1371.853±0.2573.929太古界片麻岩、斜长角闪岩191.769～3.0802.526±0.3562.526侵入岩白岗岩152.461～3.1322.845±0.359黑云母花岗岩301.813～2.3442.122±0.140中粒二长花岗岩151.781～2.6272.323±0.214似斑状二长花岗岩152.403～2.7622.582±0.102角闪花岗岩152.058～2.1592.108±0.031细粒花岗岩92.677～3.3082.964±0.172中粒花岗岩72.142～3.1252.718±0.3422.427岩石热导率测试时与其深埋在地下时的环境条件是不同的，从而导致实际岩石热导率值与实验测定值之间存在差异，故而在热流计算时应考虑是否需要对实测数据进行校正.影响岩石热导率的主要因素有：矿物成分、孔隙度、温度、压力、孔隙饱水度等.岩石热导率随压力增加而升高，随温度增加而下降；在一定程度上，两者可以互相抵消(胡圣标和黄少鹏，2015)，故可暂不考虑热导率的温压校正，而只考虑孔隙度对热导率的影响.岩石都具有孔隙，地下热传导是在饱水情况下发生的，而岩石热导率是干燥的情况下进行测量，孔隙中所赋存的主要是空气而不是水，空气和水的热导率有很大差异，通常需要对岩石热导率进行饱水校正，校正系数一般取1.1～1.4(徐明等，2011).本区侏罗-白垩系火山岩之上覆盖较厚的新生界，岩性较致密，压实程度较高，孔隙度小，校正系数取1.1.石炭-二叠系和青白口系页岩以及奥陶-寒武系灰岩、蓟县系和长城系白云岩均坚硬致密，故不作校正.图2 岩石热导率直方图(a) 全部样品； (b) 灰岩； (c) 白云岩； (d) 火山岩； (e)砂岩； (f) 砾岩； (g) 泥岩； (h) 页岩； (i) 片麻岩； (j) 侵入岩.Fig.2 Histograms of thermal conductivities in Beijing area(a) All samples； (b) Limestone； (c) Dolomite； (d) Volcanics； (e) Sandstone； (f) Conglomerate； (g) Mudstone； (h) Shale； (i) Gneiss； (j) Intrusive rock.图3 不同岩性热导率参数箱线图(分位符代表：最大值、75%、中位数、25%、最小值)Fig.3 The boxplot of Thermal conductivity (Division character means: Maximum, 75%, the median, 25% and the minimum value)2.2 生热率本次工作收集了100件岩石样品(包括17件岩心、66件岩屑和17件露头样)，在核工业北京地质研究院进行了U、Th和K2O测试，利用下式(Rybach，1976)计算了地层的放射性生热率(A)，结果见表2.A=10-5ρ(9.52Cu+2.56CTh+3.48Ck)(1)式中，ρ是岩石密度(单位:kg·m-3)；Cu、CTh、Ck分别为放射性元素U、Th和K的含量，单位分别为(×106)、(×106)、%.表2 放射性生热率Table 2 Radiogenic heat production rate序号地层岩性样品数(块)均值±标准偏差/(μW·m-3)1K凝灰岩、流纹岩111.022±0.2522J凝灰岩、砂岩181.483±0.5803C-P砂岩、页岩42.305±0.6774O灰岩50.257±0.0605∈灰岩、泥灰岩70.799±0.5956Qn砂岩、页岩42.008±0.0957Jx白云岩230.534±0.3328Ch砂岩、页岩、白云岩50.888±0.7799Ar片麻岩30.558±0.09510r侵入岩171.342±0.1953 钻孔测温与地温梯度钻孔温度测量是了解地下温度场的最直接方法，是地热研究的基本方法之一；温度数据一般包括稳态连续温度、井底温度(bottom hole temperature， BHT)、试油温度(drill stem temperature, DST)等(Beardsmore and Cull, 2001).稳态连续温度是指在钻孔热平衡时间以后进行系统测温而获得的温度数据，代表了研究区真实的地温状况，这种测温资料最可靠、精度最高，是地温场研究最关键的资料，但获取困难，资料相对较少(余恒昌，1991)；井底温度是在钻井过程中，泥浆停钻循环相对短的时间内测得的，该温度受到泥浆循环扰动，但井底温度扰动时间短，恢复快，是稳态连续温度的重要补充.本次地温梯度的计算主要依据区内22眼地热孔和岩溶水勘探孔的稳态连续温度和孔底温度测量数据，部分数据来源于吕金波(2004).对于有稳态连续温度数据的钻孔来说，不同地层的地温梯度可以由钻孔测温特定深度段内温度-深度数据的线性回归来求取，如ZK2(见图4).而对于无稳态测温数据但有孔底温度数据的钻孔，使用孔底温度数据估算.取北京地区恒温带平均深度25 m，温度12.5℃(卫万顺等，2010)，推算出各测井段的地温梯度(表3).经计算，研究区钻孔测温井段内的地温梯度(表3，ZK1～ZK30，G)为11.31～94.89 ℃·km-1，平均值为31.79 ℃·km-1，从测温曲线看，本区地层呈现明显的传导增温特征，浅部则受不同程度的对流影响(图4).ZK31～ZK39位于小汤山地热田，距离F7断裂带较近，地温梯度为48.79～94.89 ℃·km-1，异常值较高，孔深均小于1000 m，呈现出明显的浅部对流传热特征.其他钻孔地温梯度为11.31～34.90 ℃·km-1，平均值为18.70 ℃·km-1，这一值明显低于地壳表层正常地温梯度，分析原因是钻孔揭露蓟县系雾迷山组热储层段厚度大(统计井平均热储层厚度1120 m)，热导率高(平均值达5.11 W·(m·K)-1，且距离补给区较近，层内对流活动强烈.不考虑热储层段对流影响，计算得到盖层段的平均地温梯度为24.20 ℃·km-1(表3，G′).图5为除去对流影响较大的钻孔绘制的测温井段内的地温梯度异常图，由图可见，研究区地温梯度整体呈现“南高北低、东高西低”特征，沿南口—孙河断裂带(F1)自北西向南东呈现“低-高-低-高”的特征.小汤山一带形成高地温梯度异常圈闭，异常的长轴方向与F7断裂走向相近，地温梯度一般大于30 ℃·km-1.雪山村至马池口一带、郑各庄一带也形成明显的梯度异常，异常值在20～30 ℃·km-1.其他地区一般低于20 ℃·km-1.图4 测温钻孔温度-深度曲线图(储层：Jx)(a) ZK1； (b) ZK2； (c) ZK4，ZK5； (d) ZK8； (e) ZK9，ZK11； (f) ZK14； (g) ZK15； (h)ZK18； (i) ZK20； (j)ZK23.Fig.4 Temperature-Depth curve of temperature-logging boreholes表3 测温钻孔地温梯度和大地热流计算结果表Table 3 Geothermal gradients and heat flow values of temperature-logging boreholes孔号东经北纬测温井段/mT/(℃)G/(℃·km-1)G'/(℃·km-1)Kt/(W·(m·K)-1)qs/(mW·m-2)ZK1(京昌-3)116°07'12″40°12'26″25～2204.848.5012.2027.315.1155.70ZK2(CG-K-2)116°09'34″40°13'09″0～1503.6835.4015.5027.501.9353.1ZK3(CG-K-1)116°10'15″40°13'24″0～1503.732.8013.74-5.0871.3ZK4(昌热-3)116°10'57″40°13'39″0～3315.049.7011.31- 4.7454.3ZK5(昌热-1)116°10'30″40°13'05″100～1916.8644.8017.0748.734.5077.0ZK6(CG-T-1)116°07'11″40°10'58″0～1353.8935.2617.0719.281.9360.6ZK7(CG-K-3)116°03'43″40°12'27″0～1009.9831.2919.0811.382.5858.1ZK8(昌热-4)116°15'15″40°12'40″100～370064.4014.1213.393.8254.4ZK9(昌热-2)116°16'31″40°14'58″100～380054.5011.1911.744.9555.4ZK11(昌热-8)116°15'48″40°14'19″100～3616.0856.0012.248.923.9348.1ZK12(沙热-8)116°15'40″40°09'35″1515～250046.0013.54-4.0755.8ZK13(沙热-4)116°16'05″40°08'19″100～285058.0016.1118.773.7761.3ZK14(沙热-11)116°17'07″40°08'32″550～3001.5663.3017.0719.753.8566.3ZK15(沙热-15)116°17'12″40°07'21″100～2839.861.6017.4416.533.7065.1ZK16(沙热-12)116°19'55″40°07'35″100～260072.1023.1531.943.8488.8ZK17(沙热灌-2)116°20'44″40°06'36″40～254074.4224.7727.673.5888.2ZK18(沙热-17)116°21'21″40°06'35″500～2495.1271.0023.8931.103.5584.9ZK19(沙热-3)116°21'21″40°08'38″100～2480.260.0019.3524.193.9577.1ZK20(汤热-60)116°21'16″40°09'32″100～1618.8845.5020.7030.064.4091.2ZK22(CS-K-1)116°24'41″40°12'50″50～1603.825.0013.2438.943.9251.9ZK23(沙热-21)116°20'47″40°06'41″0～1002.073.7824.7528.443.5989.4ZK25(汤热-9)116°24'17″40°08'10″0～1186.548.00 30.56-2.5079.7ZK26(汤热-33)116°23'19″40°10'09″50～2500.547.5026.02-3.8199.1ZK30(汤热-15)116°22'54″40°09'01″0～812.940.0034.90-2.6391.8ZK31(汤热-3)116°23'25″40°10'22″470.1248.5080.88---ZK32(汤热-4)116°23'36″40°10'22″541.0548.5069.76---ZK33(汤热5-1)116°22'18″40°10'14″496.4135.5048.79---ZK34(汤热-6)116°22'55″40°10'41″360.1344.3094.89---ZK35(汤热-8)116°25'04″40°09'04″752.7154.2057.30---ZK36(汤热-11)116°25'03″40°09'33″824.5061.5061.29---ZK37(汤热-13)116°24'14″40°10'09″600.4348.8063.08---ZK38(汤热-17)116°24'16″40°08'43″652.7452.3063.40---ZK39(汤热-18)116°23'42″40°10'13″616.9848.5060.81---注：T表示井底温度；G、G′分别表示测温井段内、盖层的地温梯度；Kt表示加权平均热导率，根据实测热导率计算得到；qs表示大地热流.4 大地热流及深部地温分布4.1 大地热流大地热流(Heat flow)，是指单位面积、单位时间内由地球内部传输至地表，而后散发到太空中的热量.大地热流的测量是间接测量，即通过测定地温梯度和岩石热导率两个参数来确定.本文大地热流的计算采用分段法(胡圣标和黄少鹏，2015)，首先选择不受地下水活动影响或影响较微弱的钻孔深度段(判断的标准是温度曲线线性回归直线与温度坐标的截距接近恒温带的温度)，然后选取岩性比较均一的一个或多个井段作为热流计算段，地温梯度根据实测钻孔温度数据求取，热导率采用钻孔岩心或露头实测值按地层厚度取加权平均值，由此得到了全区大地热流计算(估算)成果(表3)，并绘制了大地热流图(图6).研究区现今大地热流为48.1～99.1 mW·m-2，平均值为68.3 mW·m-2，区域分异特征明显.研究区东部南口—孙河断裂两侧，小汤山地区和郑各庄地区均为高热流异常区，热流值一般大于70 mW·m-2.中部马池口地区在南口—孙河断裂两侧也存在局部高热流异常区，热流值一般大于60 mW·m-2.中部沙河、南邵一带，热流值不高，一般在45～65 mW·m-2.西部、北部山前为低热流区，热流值一般小于50 mW·m-2.图5 研究区地温梯度(G)等值线图Fig. 5 Geothermal gradient contour map of survey area图6 研究区大地热流图Fig.6 Heat flow contour map of survey area图7 研究区不同深度地层温度图(a) -1 km； (b) -2 km； (c) -3 km； (d) -4km.Fig.7 Temperature in different depth of survey area4.2 深部地温特征目前北京平原区水热型地热资源勘探开发深度一般在4000 m以浅，研究4000 m 以浅不同深度的地温分布有现实意义.经过几十年的勘探，研究区积累了较多钻孔温度数据，但分布较不均匀，在东部小汤山一带较为集中，其次是沙河至郑各庄一带，其他地区仅为零星分布.而且钻孔深度相差较大，小汤山一带一般在1500 m以浅；沙河至郑各庄一带以及西部地区则在3000 m左右.为有效研究区域深部地温分布状况，对于相对浅部的地层温度，有钻孔控制时，用地温梯度乘以地层厚度就可以得到某一深度的温度值.而对于无测温数据的深部层位，其温度值可以采用热传导理论进行计算得到，所采用的一维稳态热传导方程为(汪集旸等，2012)：T(z)=T0+q0z/K-Az2/2K,(2)式中，T(z)为计算深度z处的温度值；T0为恒温带温度，取12.5 ℃(卫万顺等，2010)；q0为计算点的地表热流值，无实测值时根据热流图提取；z为计算点深度；K为0～z段内地层的热导率加权平均值；A为0～z段内岩石的放射性生热率的平均值.利用钻孔数据和2015年该区高精度地球物理探测资料建立的三维地质结构模型(作者另文发表)，将不足4000 m深度的钻孔地层(包括部分虚拟孔)进行了外推.热流值利用图6提取，热导率和放射性生热率均利用本次实测值，根据式(2)计算得到了研究区4000 m以浅不同深度地温异常等值线图(图7).在-1000 m深度地温图(图7a)上可以看出存在以下几处明显的相对高温异常区，分别位于小汤山—郑各庄一带、阳坊地区、雪山村—马池口一带、南邵东部地区，1000 m深度地层温度在30 ℃以上；低温区位于北部山前及南口—流村一带、南邵—沙河一带.2000m深度的地温异常区范围变化不大(图7b)，曹庄至南口一带的温度相对变高，而南邵一带相对变低.高异常区地温普遍在60 ℃以上.在3000 m深度(图7c)，阳坊东部一带地温达100 ℃左右，小汤山—郑各庄一带地温80 ℃左右，曹庄—南口一带的地温也达到60～80 ℃.在4000 m深度(图7d)，阳坊东部一带地温普遍在120～130 ℃之间，小汤山—郑各庄一带地温100 ℃左右，异常范围有所扩大，曹庄—南口一带的地温也达80～100 ℃.地层从浅至深南口—孙河断裂带南侧大部分地区地层温度大于北侧，北部仅小汤山地区存在较为明显的异常.5 讨论北京平原区西北部处于山前平原地带，地热异常与这一地区所处的构造和水文地质条件有关.因近靠西山、北山补给区及一系列断裂构造与山区连通性好等因素，相比于华北平原其他地区或地热田，本区地温梯度背景呈现正常略偏低状态(常健等，2016).在区域低背景下存在若干正常偏高地温梯度异常区，如南口—孙河断裂带东北侧的小汤山地区和西南侧的郑各庄地区，地温梯度异常形态与前人在此区域的研究成果一致(袁利娟和杨峰田，2017).小汤山地热田正常钻孔地温梯度为26～35 ℃·km-1，此区域对应的基底构造为小汤山背斜(图8)，反映传导增温背景高于邻区；盖层厚度一般小于200 m，部分钻孔地温梯度却大于45 ℃·km-1(表3，ZK31～ZK39)，推断与F7断裂(及其次级断裂)的水热活动有关，也有人认为与近东西向的小汤山—阿苏卫断裂有关(吕金波，2004).可见小汤山地热田的地温梯度异常由基底褶皱和断裂构造联合控制，是典型的传导-对流复合型地热田.研究区东南部，呈现比较宽缓的异常，F5断裂以东地温梯度逐渐升高至25 ℃·km-1左右，略高于全区背景，推测与郑各庄附近的局部基底凸起有关(图8)(刘宗明等，2014)，且异常形态明显受F1和F6断裂影响.F1断裂带附近的地温梯度异常并没有其两侧高，说明断裂两侧局部基底隆起对区域地温场的改造更为显著.研究区西部，F2、F3断裂之间地温梯度存在局部异常高值区，异常中心位于南口—孙河断裂带附近，梯度最大值接近20 ℃·km-1.断裂带南侧高梯度异常与北小营—昌平向斜核部第四系及侏罗系火山岩厚度大有关，而北侧则与局部基底抬升有关.断裂带西北部为低地温异常区，梯度平均值在15 ℃·km-1左右，应与靠近西山和北山补给区浅部冷水循环强烈有关；F3～F5断裂之间梯度也存在明显的低异常，推测与影壁山断裂逆冲推覆作用导致蓟县系白云岩地层抬升浅埋，造成覆盖层较薄热量散失较快有关.可以看出研究区几处高地温梯度异常与重力异常揭示的基底凸起构造表现出良好的对应关系(图8)(雷晓东，2017).南口—孙河断裂带作为区域性活动构造，对本区地温场有一定分割作用，体现在断裂南西侧地温梯度普遍大于北东侧，同时该断裂也是水热活动的重要通道，断裂带北西段附近ZK2孔蓟县系储层地温梯度明显低于远离断裂带的钻孔(图4b)，特别是在储层浅部存在明显对流；向深部储层富水性变差，地温梯度变大，呈现传导增温特点，如ZK5(图4c).由于对流传热的加入，利用稳态热传导方法计算的地层温度与实际温度有偏差，距离导水断裂越近的钻孔偏差将越大，随着深度增加，计算值与实际值的偏差将缩小.如ZK2终孔深度1503.68 m，1000 m深度计算温度为36.28 ℃，实际稳态测温的温度为34.63 ℃，相差1.65 ℃；1500 m深度温度为36.31 ℃，实际为35.23 ℃，相差1.08 ℃.南口—孙河断裂南东段切割深度远小于北西段，断裂对区域地温场的控制作用减弱，从其影响程度看在断裂北东侧要小于F7断裂，在南西侧要小于F6断裂.图8 研究区基岩埋深等值线图图中：XTSA：小汤山背斜；ZGZU：郑各庄凸起.Fig.8 Bedrock depth contour map of survey area研究区大地热流平均值为68.3 mW·m-2，明显高于中国中西部的多数低温冷盆或温盆如四川盆地、柴达木盆地、塔里木盆地等，高于中国东部平均值61.9±14.8mW·m-2，与渤海湾盆地的平均值69 mW·m-2相近(姜光政等，2016).本区热流异常受控于所处的大地构造背景，并与局部基底构造形态，岩浆侵入活动和断裂发育特征紧密相关.中生代以来，华北地区经历了大规模克拉通破坏和岩石圈减薄事件，“热岩石圈”厚度变薄，莫霍面温度达650～800 ℃，使本区具备了相对较高的热流背景(Qiu et al., 2014, 2016；He，2015).基底形态和岩石热物理性质对地温场分布影响较大.本区隆起区的基岩以蓟县系碳酸盐岩为主，热导率相对较大，而凹陷区沉积了相对较厚的沉积物，以火山岩、泥页岩为主，热导率相对较小，热导率的差异促使热流再分配，即热流向隆起区聚集而形成高温异常，在凹陷区则形成低温异常(冯昌格等，2009).本区东部与南部的高热流区以及高地温梯度分布区均与基底隆起有关，东部为小汤山背斜隆起区，南部为郑各庄古潜山构造.西部马池口一带的高热流异常区可能与南口—孙河断裂北侧局部基底断块隆起有关，距离该断裂较近的ZK4更早揭露长城系(图4c)，这些地区高热流区形态与重力资料显示的基底隆起形态非常相似(图8).小汤山背斜为印支期构造，后期形成的南口—孙河断裂持续活动造成其北侧高热导率的中上元古界基底凸起埋藏变浅，改变了区域温度场，异常规模相对较大，而断裂南侧形成郑各庄一带的古潜山从规模和异常强度上看均相对北侧小汤山异常区小，这与高热导率的碳酸盐岩地层埋藏深度大有一定关系(图内钻孔储层平均埋深1473 m).沙河至南邵一带形成的低热流异常区与影壁山推覆构造(F3)造成碳酸盐岩地层埋藏浅散热较快有关.在1000 m深度(图7a)，雪山村—马池口一带和郑各庄一带形成了局部高温异常区，应与热导率较低的第四系厚度大有关；南邵—百善一带也形成了局部高温异常则可能与热导率同样比较低的白垩系火山岩有一定厚度有关；阳坊东部也呈现局部高温异常圈闭，主要与第四系和隐伏岩体的热导率均较低有关.2000～4000 m 深度(图7b、c、d)，阳坊岩体的增温明显，形成范围较大的温度异常区，但岩体。

2010年度NSFCRGC联合科研基金有效申请清单

英方合作人 Jianxin Pan Zhenjun Yang
高敏锐度超声分子成像中的关键章东声学理论及技术研究 DBD 等离子体改性有机材料表面陈强北京印刷学院 George Chen 电势和空间电荷测量可调谐光子晶体微腔量子点自旋中国科学院半导体研 Maurice 牛智川控制究所 Skolnick 检测糖类分子的模块化手性荧光赵建章大连理工大学 Tony James 分子探针的研究作为抗癌试剂的c-myc G-四链体黄志纾中山大学 Shudong Wang 小分子配体的发现与评价 pH值响应核酸分子马达/金纳米刘冬生清华大学 Dejian Zhou 颗粒复合体系的制备与性能研究气溶胶颗粒物碰撞、复合动态过 Jonathan 张韫宏北京理工大学程和平衡状态研究 Reid 微孔板法设计制备高效分子印迹吐尔洪·买 Sergey 新疆大学聚合物买提 Piletsky 非线性动态算法用于活细胞单分中国科学院化学研究方晓红 Weiping Lu 子追踪所用于纯氧制备及低成本二氧化碳金万勤南京工业大学 Kang Li 捕集的陶瓷透氧膜开发研究基于微流控芯片化学发光检测环宋启军江南大学 Xunli Zhang 境中持久性有机污染物的研究镉菲复合污染所致hormesis效应沈国清上海交通大学 Yaozhong Xu 中的DNA损伤与修复机理 Richard 中国西部植物物种形成机制研究刘建全兰州大学 Abbott 基于APG系统的被子植物花粉形中国科学院昆明植物 Alexandra 王红态学研究研究所 Wortley 外泵型金葡菌天然抑制剂的作用 Simon 穆青复旦大学机制研究 Gibbons 内蒙古高原禾草植物气候关系的中国科学院植物研究 Colin 刘美珍进化所 Osborne 增强的UV-B 辐射对矮嵩草草甸冯虎元兰州大学 Peter Young 生态系统中丛枝菌根的影响 C-反应蛋白异构体促进新血管形吉尚戎兰州大学 Mark Slevin 成的分子机制应用自动化控制方法进行共培养 Visakan 青岛生物能源与过程杨静的生物质乙醇生产系统的关键控 Kadirkamanat 研究所制机理研究 han 用新型电化学记录研究转基因动周专北京大学 Ming Lei 物心脏的神经肌肉偶联

大陆边缘热状态研究进展

学和生物过程提供地热约束，而且还能为深水油气资源评价和勘探提供依据．近年来，随着对海底过程研究的深入
和对能源资源问题的关注，大陆边缘热状态研究取得了新认识，特别是，主动大陆边缘弧后地区高热流的认识及成
因机制以及被动大陆边缘洋陆过渡带可能存在的高热流异常等这些重要发现，进一步丰富和完善了大陆边缘热状态的认识．本文总结了近年来大陆边缘热流研究进展，重点讨论了主动大陆边缘岛弧一弧后地区热状态和部分被动大陆边缘发现的高热流异常，前者一般被认为是与弧后地区岩石圈之下的浅地幔对流有关；而后者既包括来自浅层地壳生热贡献，也有深部地幔热流所致，一些学者将此归因于小尺度地幔对流或岩石圈厚度差异引发的边界效应，仍存争议．我们还分析了探针热流、钻孔热流和ＢＳＲ热流等不同类型数据的优缺点，指出钻孔热流和ＢＳＲ热流
Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１３，２８（２）：０９９８ — １０１２，ｄｏｉ：１０．６Ｏ３８／ｐｇ２Ｏ１３Ｏ２５４．
大陆边缘热状态研究进展
ＬＥＩＸｉａｏ，ＬＩＵＳｈａｏ－ｗｅｎ，ＪＩＡＮＧＸｕ￣ｈｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｒｍａｌｒｅｇｉｍｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｍａｒｇｉｎｓ：Ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ

地质流体自然类型与成矿流体类型

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地质流体自然类型与成矿流体类型
肖荣阁，张宗恒，陈卉泉，张汉城
（中国地质大学地球科学与资源学院，北京 !"""#$）
摘
要：水是地球上特征的地质流体，大部分矿床是在水热流体参与下形成的，但并不是所有流体都
参与成矿。根据水的主要存在环境把水分为地质流体和成矿流体类型。各种环境广泛存在的水所构成的地质流体，又可细分为大气降水、盆地建造水、海水、岩浆水和变质水各种类型。研究认为成矿流体的形成主要与地质作用有关，是地质流体在特定环境特定演化阶段形成的特征产物。成矿流体则可划分为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐卤水。高温硅钾卤水中硅钾组分含量与温度、盐度成正相关关系，并且其中富含 % & 、硅化、萤石化 ’( )$ 组分。这些特征与成矿作用中的高温钾化、及电气石化蚀变及热水沉积特征是一致的，高温成矿流体在演化过程中依次可以演变为中温或低温成矿流体。中温成矿流体以碳酸盐型流体为主，以富含 *+( , ， %-( , ， *.( , 的碳酸盐化合物为特征。低温成矿流体一般为硫酸盐型卤水，主要是 ’/( , ，在海陆相各环境中广泛存 01( , ， 2/( , 的硫酸盐化合物，在。大洋底部成矿流体是特殊环境下的地质流体类型，具有更广泛的温度区间，可以是从高温到中低温的系列流体类型，并且具有特殊地球化学组成。一般形成高温硅钾卤水与岩浆作用或变质作用有关，由于充分的水岩交代作用，可以获得较高的温度及足够的溶质组分；而形成中低温成矿流体的条件可以更广泛，一般地热增温、构造热都可以为中低温成矿流体的形成提供热能。关键词：地质流体；成矿流体；高温硅钾卤水；碳酸盐卤水；硫酸盐卤水中图分类号： 34!!； 3$!56! 文献标识码：（(""!） 7 文章编号： !""8 ($(! "5 "(58 "9

重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析__

第38卷第9期西南师范大学学报(自然科学版)2013年9月V o l.38N o.9J o u r n a l o f S o u t h w e s t C h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)S e p.2013文章编号:10005471(2013)09012806重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析①王中,林娜重庆市人工影响天气办公室,重庆401147摘要:利用L波段探空雷达数据和地面气象观测资料,统计分析了重庆市主城区大气层结特征及其与空气质量的关系,结果表明重庆主城逆温比例很高,各月均有逆温存在,而且有明显的日㊁月和季节变化;近地层的相对湿度较大,冬季高于夏季,在近地层到2000m间存在有逆湿现象;近地层盛行偏东风,风速较小;大气以中性层结占主导地位,而且冬季的混合层厚度较薄;高逆温逆湿频率㊁低风速㊁多中性层结和较薄的混合层是造成重庆主城冬季空气质量较差的主要气象因素.关键词:城市;大气边界层;层结;空气污染中图分类号:P49;X51文献标志码:A离地面1~2k m左右的大气边界层是人类生活和生产活动的主要空问,地气之间相互作用主要是发生在这里,人类活动引起的生态失衡㊁环境恶化以及气候变化和天气㊁气候异常等无一不是与大气边界层中发生的物理过程㊁化学过程和生态过程等密切相关[1].在城市地区,边界层特性在两个方面的问题中备受关注,一是大气环境或空气污染问题,二是城市热岛问题[2].在国内迅速发展的大城市中,对大气边界层结构和特性的研究日益受到重视.北京自建立325m气象塔等大气边界层综合观测系统后,以中国科学院大气物理研究所为代表的研究者们在大气边界层和大气环境领域做了大量的工作,取得丰硕的成果并发表了大量的论著[1].他们主要从大气边界层的结构特征㊁动力和热力交换㊁空气污染关系等诸多方面进行了研究和数值模拟[3-15],城市空气质量日益受到人们关注[16],这些研究成果为现代城市健康㊁科学地发展等提供了科学依据.上述研究大部分是基于大的科研项目,拥有较为完备的专用观测设备,而由于观测资料等的局限,我国其它大部分城市对大气边界层的研究较少,特别是西南地区.气象部门过去所使用的59-701雷达探空技术在边界层探测方面较欠缺,而目前所使用的L波段探空雷达技术,正好弥补了上述缺陷[17].L波段探空系统是我国自主研制的新一代探空系统,它由二次测风雷达和G T S I型数字电子探空仪配合探测,能够对从地面至30k m大气层的气压㊁温度㊁湿度㊁风向㊁风速5个气象要素进行综合探测.它具有探测精度高㊁采样速率快㊁使用方便等特点,实现了高空气象探测仪器的数字化和自动化[18].重庆市位于四川盆地东部,是我国西南地区的大都市,主城区地形地貌复杂,重庆市作为老工业基地,工业对重庆经济的发展起着举足轻重的作用.工业污染是导致重庆环境污染损失的重要原因[19-20],其大气边界层对城市的影响使其在创建国家环境保护模范城市目标中具有特殊的难度.本文拟对重庆主城区大气边界层的特征及其与空气质量指数关系进行分析,从而为重庆创模提供参考依据,具有重要的意义. 1资料说明重庆L波段探空雷达探空业务系统于2004年建成,位于主城范围的沙坪坝区气象局,每日02时㊁08①收稿日期:20120712Copyright©博看网. All Rights Reserved.基金项目:重庆市气象局业务攻关资助项目(y w g g-201207).作者简介:王中(1968),男,重庆人,高级工程师,主要从事气象灾害研究.时和20时三次观测,垂直分层最密可以每升高7m 获取一套数据.但由于02时的观测仅有风的资料,因此下面的分析主要基于08时和20时㊁垂直分层为从地面开始每50m 间隔的数据.地面气象观测数据同样为沙坪坝区气象局每日02时㊁08时㊁14时和20时四次观测的气象资料.二者资料年代均为2005-2010年.2 温度的垂直结构特征2.1 逆温在低层大气中,通常情况下气温随高度的增加而降低.但有时在某些层次可能出现相反的情况,气温随高度的增加而升高,这种现象称为逆温.出现逆温现象的大气层称为逆温层.当出现逆温时,下面的空气冷而重,而上面的空气热而轻,下重上轻,是一种很稳定的状态,因此下面的空气不容易上升,上面的空气也不容易下沉,从而不利于气流的垂直运动.由于逆温而造成的天气异常变化,对人们生产㊁生活影响很大,甚至给人们的生命财产带来极大危害,例如空气污染㊁强对流天气等[21-22].图1是重庆主城逆温月平均出现频率情况,从图中可以看出重庆主城:(1)逆温比例很高,各月均有逆温存在,最低频率在30%以上(7月),最高可达95%(1月);(2)逆温比例有明显的日变化,4-9月夜间出现逆温的频率明显高于白天,就其原因主要是白天地面在阳光的照耀下,地面将部分热量辐射出来加热了低层大气,这样离地面愈近的大气获得地面的热量愈多,温度也愈高,离地面愈远则温度愈低,而在晴朗无云或少云的夜间,地面不断向外放出辐射能量而冷却,贴近地面的空气层也随之降温.由于愈靠近地面的空气受到地表的影响愈大,所以离地面愈近降温愈多,离地面愈远降温愈少,其余月份白天与夜间基本相当,仅在1月和11月的夜间略高;(3)逆温比例有明显的季节变化,冬半年逆温比例大于夏半年逆温比例,主要原因是夏季重庆受太阳照射时间长㊁强度大,地面接收的热量多,辐射到近地层的热量就多,从而造成大气边界层的气温高,不易出现逆温现象,而冬半年刚好相反.图1 重庆主城逆温月平均出现频率图2 重庆主城月平均逆温强度统计表明,重庆主城有多层逆温出现的现象.如果将逆温层底小于100m 的逆温统计为接地逆温,则重庆主城逆温中有40%左右为接地逆温,除11㊁12月外,其余月份08时出现接地逆温的概率较20时大,特别是春夏季.将有逆温存在日的最强逆温层的温度差除以逆温层厚度可以得到逆温强度值(图3).结果表明重庆主城逆温强度平均在0.85ħ/100m 左右,其中冬季超过1.0ħ/100m ,1月夜间可达1.3ħ/100m 以上.单日最大逆温强度值曾达到7.9ħ/100m.将单日最强逆温层的厚度平均计算得到重庆主城逆温厚度月平均(图4).重庆冬季逆温层的厚度明显最大,可达1000m 以上,其中1月份的厚度超过1300m ,夏季最薄,夜间与白天差别不大.2.2 零度层高度零度层是指温度为0ħ时的气层,在天气预报㊁气候分析㊁人工影响天气㊁航空等领域得到广泛关注,是一个非常重要的参考指标,-5ħ~-10ħ左右是人工增雨时播撒催化剂的最佳温度,而对航空飞行,在水汽条件较好时,此温度下飞行器易出现结冰现象而影响安全.图4是0~-5ħ高度月平均变化图.其变化为单峰型,即冬季低,夏季高,夏季在4000m 以上,7月份最高,可达到5000m 以上,而冬季的1031西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.月最低,仅在1500m 左右.由于白天的增温作用,20时的高度明显较08时高,特别是冬季.图3 重庆主城逆温厚度月平均图4 重庆主城零度层高度月平均变化3 相对湿度的垂直结构特征相对湿度表征的是空气的潮湿程度.从重庆主城相对湿度(%)的月平均垂直变化统计结果看(图5),(1)重庆主城近地层的相对湿度较大,1000m 高度附近仍然在80%左右,相对湿度小于50%的高度冬半年在4000m 以上,夏半年在5000m 以上,特别是6月份在5000m 附近相对湿度还在70%左右;(2)早间的相对湿度普遍大于夜间,主要是因为白天温度较夜间高,水蒸发得快,同时也与重庆多夜雨有关;(3)近地层相对湿度冬季大于夏季,因而给人的感觉是重庆冬季阴冷潮湿;(4)相对湿度在垂直方向上有逆湿现象,即本是随高度的增高相对湿度应减小,但在某些高度存在随高度的增高相对湿度也增大的现象,这种现象一年四季都存在,尤以夏季的傍晚最为明显,主要出现在近地层到2000m 间,最厚可达2500m.4 风的垂直结构特征统计重庆主城上空风向频率和风速表明:在1000m 以下的近地层由于受山区地形的影响,除7㊁8月为偏南风外,其余月份基本上以偏东风为主,风速在2m /s 以下;1000~2000m 为偏南风,除6-8月风速在5m /s 左右,风速相对较大外,其余月份为3m /s ,风速较小;而3000m 以上夏季多为西南风,这与重庆夏季主要受副热带高压西侧偏南气流的影响有关,其余季节盛行偏西风.夏季从底层到高层风向一致,可以加大上下气层间动量和热量的输送,增强湍流运动,有利于空气的交换,从而利于空气中污染物的扩散,是重庆夏季空气质量较好的原因之一,冬季正好相反.图5 重庆主城相对湿度(%)月平均垂直变化曲线图(细线为08时,粗线为20时)图6 重庆主城月主导风向及平均风速时间空间分布5 层结特征与空气质量关系重庆主城区空气污染除与污染物排放总量㊁能源结构㊁环保投入等因素有关外,还与其地理和气象条131第9期王中,等:重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.件有较大的关系[21].重庆主城区被中梁山和铜锣山㊁南山等山脉分隔,长江㊁嘉陵江交汇穿城而过,属于典型的山区河谷地形,地形复杂.地面风场受河谷地形影响,近地层风速较低且各向差异较小,年均在1.5m /s 左右,而且静风频率较高,年均25%左右;混合层较低,逆温频率高;雾日多,平均每年雾日约100d .这些特有的地理和气象条件不利于大气污染物的扩散,在相同的污染物排放量情况下,与其他平原及沿海城市相比大气污染势必更加严重[23].有研究表明,重庆主城区空气质量夏季最好,春季次之,秋季较差,冬季最差[24],其首要污染物为可吸入颗粒物(简称P M 10),从其日变化看,浓度较高的时段出现在中午和深夜,中午浓度高主要是由于从上午开始人类活动增大,污染物的排放量增大,而早间7时和下午17时左右是全天浓度较低的时段,从天气原因分析是重庆有巴山夜雨的现象,即在早间(5-8时)易产生降水,下午到傍晚一般易出现对流天气,利于污染物的沉降或扩散,而夜间慢慢出现逆温,污染物容易堆积,由于图7是全年的情况,其实还存在季节的差异.图7 重庆主城区P M 10浓度全年(2011年)逐时变化图8 重庆主城空气质量与温度要素关系统计结果表明,重庆主城区空气污染日(A P I ȡ100)主要出现在冬季,特别是11㊁12月,从图8中可以看出,夏季由于逆温频率低㊁逆温厚度小,零度层高度高㊁大气上升运动强,出现空气质量差的日数极少,而冬季刚好相反.5.1 混合层厚度特征与空气污染边界层中的空气由于地受地面摩擦或热力作用的影响,在某个高度的稳定层下会出现显著的垂直混合,形成混合层,其厚度就是混合层厚度.它表征了污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围.大气混合层厚度是反映污染物在铅直方向扩散的重要参数,也是影响大气污染物扩散的主要气象因子之一.大气混合层厚度越大,就越有利于污染物的扩散和稀释[23]按照国标G B /T 384091中的规定,利用重庆主城区的地面气象观测资料来计算重庆主城区大气边界层内的混合层厚度.混合层厚度的日变化表明,在重庆主城区夜间混合层厚度较薄,仅300m 左右,而且月际间波动不明显.而白天由于天气对流活动较夜间强,因而其混合层厚度较大,特别是在中午前后为一天中混合层厚度最厚的时段,最厚在3000m 以上,由于混合层厚度愈大,稀释作用愈强,地面污染物浓度愈低,这为污染物排放时间的选择提供了依据,即一般排放时间宜选在白天.夜间和清晨混合层厚度薄,大气稀释能力弱,污染物易在近地层堆积,故应减少夜间排污量.混合层厚度在白天的月际变化也非常显著,夏半年较厚,其中以7月为最,14时月均在1200m 左右,231西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.而冬半年较薄,14时仅在700m 左右.这种变化反映了大气扩散稀释能力的季节变化;夏㊁春两季大气扩散稀释能较强,污染物易于排散,冬㊁秋两季大气扩散稀释能力差,尤其冬季更差,污染物不易较快扩散,容易在低层堆积造成污染[26].降水对空气污染有明显的净化作用,通过人工增雨作业,可以有效地改善重庆主城区的空气质量[27].5.2 稳定度特征与空气污染大气稳定度的性质,反应了边界层大气的对流活动状况,也是表征大气污染物扩散潜势的一个重要物理量.按照国标G B /T 384091中的规定计算结果表明,在重庆主城区夜间边界层大气基本上都处于中性或稳定层结,早上08时左右以中性层结为主,夏半年也有20%~40%的时间出现不稳定状况,而中午14时左右的稳定层结状况较少,中性和不稳定层结占绝大部分,这与每天大气活动规律一致.主要是由于在白天太阳高度角增大,辐射强度增强,地面温度逐步升高,乱流也随之增强,使不稳定不断增长.到14时地面温度接近最高,乱流也最强,所以此时段大气最不稳定.从全天总体看是重庆主城区大气以中性层结占主导地位(平均60%左右).从季节变化看,重庆主城区不稳定层结主要在夏季,较有利于大气污染物的扩散,这与重庆夏季辐射强㊁高温㊁多雨有关;而重庆主城区由于冬季云层厚,多阴天,太阳辐射等级弱,因而主要为中性和稳定层结,不利于大气污染物的扩散.但从近几年的各月总体变化看,重庆主城区不利于大气污染物扩散的层结(中性和稳定)百分率有下降的趋势,表明重庆主城区空气质量有缓慢转好的天气条件.6 结语通过以上的统计分析,可以得到以下结论:1)重庆主城区逆温比例很高,各月均有逆温存在,而且有明显的日㊁月和季节变化,有多层逆温出现的现象,逆温强度平均在0.85ħ/100m 左右,其中冬季较强,冬季逆温层的厚度可达1000m 以上,零度层高度在冬季可低至1500m 左右;2)近地层的相对湿度较大,早间普遍大于夜间,冬季高于夏季,在近地层到2000m 间一年四季都存在有逆湿现象,逆湿厚度高的可达2500m ;3)近地层由于受山区地形的影响盛行偏东风,风速较小,3000m 以上夏季多为西南风,,其余季节盛行偏西风;4)从全天总体来看,重庆主城区大气以中性层结占主导地位(平均60%左右),由于冬季重庆主城区云层厚,多阴天,太阳辐射等级弱,因而主要为中性和稳定层结,不利于大气污染物的扩散而且冬季的混合层厚度较薄,污染物不易较快扩散;5)高逆温逆湿频率㊁低风速㊁多中性层结和较薄的混合层是造成重庆主城冬季空气质量较差的主要气象因素.参考文献:[1]胡非,洪钟祥,雷孝恩.大气边界层和大气环境研究进展[J ].大气科学,2003,27(4):712-728.[2] 张鑫,蔡旭晖.柴发合.北京市秋季大气边界层结构与特征分析[J ].北京大学学报:自然科学版,2006,42(2):220-225.[3] 胡非.大气边界层的一些空气动力学特征[J ].力学进展,1990,20(3):328-340.[4] 徐阳阳,刘树华,胡非.北京城市化发展对大气边界层特性的影响[J ].大气科学,2009,33(4):859-867.[5] 张强,张杰,乔娟.我国干旱区深厚大气边界层与陆面热力过程的关系研究[J ].中国科学:地球科学,2011,41(9):1365-1374.[6] 胡非,李昕,陈红岩,等.城市冠层中湍流运动的统计特征[J ].气候与环境研究,1999,4(3):252-258.[7] 刘辉志,洪钟祥.北京城市下垫面边界层湍流统计特征[J ].大气科学,2002,26(2):241-248.[8] 李家伦,洪钟祥,孙淑芬.青藏高原改则地区大气边界层特征[J ].大气科学,2000,24(3):301-312.[9] 卞建春,乔劲松,吕达仁.大气近地层湍流能谱特征的再分析[J ].大气科学,2002,26(4):474-480.[10]胡非.大气边界层湍流涡旋结构的小波分解[J ].气候与环境研究,1998,3(2):97-105.331第9期王中,等:重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析Copyright ©博看网. 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微地震震前热异常活动现象研究

遥前热异常活动现象研究
马维昊①，望碌①，未宇②，一行 ② 彭马诸
（ ①北京师范大学珠海分校信息技术学院，珠海５９８；１０５ ②浙江师范大学遥感应用研究所，金华３１０）２０４
摘要：０９３月间，中国境内共发生三次４级微地震，文利用ＮＣＰｗｗ．ｃｐｎａ．ｏ）感数据２０年在本Ｅ（ｗｎｅ．ｏａｇｖ遥
文献标识码：Ａ
文章编号：００１７２１）１ —０３一Ｏ１０ —３７（０１１３０２５
ＴｉａｒｅｏｌｓｉｌＢｏｉｓａｄＴｅｐｒｔｒｄｌＦｏｃｆＣｅｅｔａｄｅｎｍｅａｕｅＣｈａｇｆｎｅｏ
点）可能诱发地震。就关键词：天体弓潮力；常增温图像；震ｌ异微
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ — ３７．０１０．０ｏ：０３６／．ｓ．００１７２１．１０６ｓ
中图分类号：Ｐ９Ｔ７
依据天体引潮力变化周期提取异常增温信息对其进行分析。结果表明：依据天体引潮力变化周期获得的增温图像呈现出震前异常增温经历：起始一高峰— 衰减一再升温— 平静的演变过程，该过程反映地震构造由初始微动破裂一扩张破裂一结构调整一地震爆发一平静的一般过程。从引潮力的改变就是温度开始变化的起点，明天体表引潮力对地震构造活动具有一定的影响，但这种影响不是突然的而是连续的，当达到临界点（温度由最高一下降

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质量强迫负相关试验示范试验计算流体动力学西北太平洋副热带高压西北太平洋行波行星际磁场血细胞流动特性血管蜂窝板薄膜蒸发热流蒸发自然对流自控通风路基膜管技术脉冲激励脂溶性维生素能量代谢率肿瘤坏死因子联合计算耦合模式模拟耦合换热缺陷绿豆细胞分离与富集等熵位涡稳定性移动路径科尔沁沙地禁忌搜索磁重联磁流体碎屑锆石研究进展瞬态相分离直接数值模拟皮肤蒸发散热界面变形甲型h3n2流感病毒特隆勃墙通道特征正交分解物理模拟热环境热毛细对流热格子-boltzmann 热效应热带深对流热带气旋热带大气季节内振荡(mjo) 激活蛋白-1

超低温-高温跨温区相变材料制备及物性调控综述

第 12 卷第 12 期2023 年 12 月Vol.12 No.12Dec. 2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology超低温-高温跨温区相变材料制备及物性调控综述折晓会1, 2，王星宇1，郭晓龙1，刘艺炫3，王家蕴1，韩鹏1, 2，任晓芬1, 2，赵学敏1, 2（1石家庄铁道大学机械工程学院，低温能量转换、存储与输运研究中心，河北石家庄050043；2河北省储能产业技术研究院，河北石家庄050000；3河北工程大学能源与环境工程学院，河北邯郸056038）摘要：相变储能技术利用相变材料在相变过程中释放或吸收潜热的特性，将能量以潜热的形式储存或释放。

其具有高能量密度、长寿命、高功率的优势，在电动汽车、可再生能源储存、电网调峰、智能电网方面具有广泛应用前景，为能源转型和高效能源利用提供了一种可行的解决方案。

本文通过对相关文献的探讨，综述了不同温区相变材料的优缺点以及应用领域，包括超低温区(-190～-50 ℃)、低温区(-50～0 ℃)、普温区(0～100 ℃)和高温区(100～700 ℃)。

针对相变材料性能改善，阐述了导热系数提升、过冷度降低、相变温度调控、循环稳定性提高等方法。

此外，对于复合相变材料的制备方法，介绍了微胶囊化、浸渍法、溶胶-凝胶法和超声波法，并对后三者的不足进行阐述和说明。

最后，对于相变材料的未来应用进行了展望，为相变储能技术在能源储存领域的进一步研究提供了参考和指导。

关键词：相变材料；相变储能；物性调控；制备方法doi： 10.19799/ki.2095-4239.2023.0726中图分类号：TB 333 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2023）12-3818-18A review on the preparation of ultra-low-temperature，high-temperature， and cross-temperature zone phase change materials and the regulation of physical properties SHE Xiaohui1, 2, WANG Xingyu1, GUO Xiaolong1, LIU Yixuan3, WANG Jiayun1, Han Peng1, 2,REN Xiaofen1, 2, ZHAO Xuemin1, 2(1Low Temperature Energy Conversion, Storage and Transportation Research Center, School of Mechanical Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China; 2Hebei Energy Storage Industry and Technology Research Institute, Shijiazhuang 050000, Hebei, China; 3School of Energy and Environmental Engineering, Hebei University of Engineering, Handan 056038, Hebei, China)Abstract:Phase change energy storage technology harnesses the unique properties of phase change materials to release or absorb latent heat during phase transitions, enabling energy storage in the form of latent heat. This technology holds promising applications in electric vehicles, renewable energy storage, grid peaking, and smart grids owing to its high energy density, extended lifespan, and high power. It presents a viable solution for energy收稿日期：2023-10-17；修改稿日期：2023-10-31。

气候变化研究进展

第8卷第5期2012年9月第三极环境专栏313 1981—2010年青藏高原地区气温变化与高程及纬度的关系王朋岭，唐国利，曹丽娟，刘秋锋，任玉玉320 2001—2010年青藏高原干湿格局及其影响因素分析王敏，周才平，吴良，徐兴良，欧阳华327 2006—2011年西藏纳木错湖冰状况及其影响因素分析曲斌，康世昌，陈锋，张拥军，张国帅334 西藏普莫雍错介形类反映的中晚全新世以来湖面波动与环境变化彭萍，朱立平，鞠建廷，Peter Frenzel，Claudia Wrozyna中国冰川资源专栏342 21世纪天山南坡台兰河流域径流变化情景预估孙美平，姚晓军，李忠勤，李晶350 天山托木尔峰南坡科其喀尔冰川流域径流模拟李晶，刘时银，韩海东，张勇，王建，魏俊锋357 托木尔型冰川融水对气候变化敏感性的模型分析韩海东，邵进荣，林凤，王建364 中国积雪时空变化分析刘俊峰，陈仁升，宋耀选温室气体排放372 国际气候谈判背景下的国家温室气体排放清单编制朱松丽，王文涛简讯378 BCC气候系统模式开展的CMIP5试验介绍辛晓歌，吴统文，张洁科学知识：全球变暖专题383 气候变化承诺王绍武，罗勇，赵宗慈，闻新宇，黄建斌385 暖大洋冷大陆王绍武，罗勇，赵宗慈，闻新宇，黄建斌387 全球变暖预估的不确定性王绍武，罗勇，赵宗慈，闻新宇，黄建斌信息与动态319 从现代和过去看未来全球变化研究的前景Vol. 8 No. 5 September 2012Special Section on the Third Pole319 Surface Air Temperature Variability and Its Relationship with Altitude & Latitude over the Tibetan Plateau in 1981-2010 Wang Pengling, Tang Guoli, Cao Lijuan, Liu Qiufeng, Ren Yuyu 326 Aridity Pattern of Tibetan Plateau and Its Influential Factors in 2001-2010Wang Min, Zhou Caiping, Wu Liang, Xu Xingliang, Ouyang Hua 333 Lake Ice and Its Effect Factors in the Nam Co Basin, Tibetan PlateauQu Bin, Kang Shichang, Chen Feng, Zhang Yongjun, Zhang Guoshuai 341 Lake Level Fluctuations and Environmental Changes Reflected by Ostracods of Pumayum Co on Tibetan Plateau Since Middle-Late HolocenePeng Ping, Zhu Liping, Ju Jianting, Peter Frenzel, Claudia WrozynaSpecial Section on China Glacial Resources349 Estimation of Tailan River Discharge in the Tianshan Mountains in the 21st CenturySun Meiping, Yao Xiaojun, Li Zhongqin, Li Jing 356 Evaluation of Runoff from Koxkar Glacier Basin, Tianshan Mountains, ChinaLi Jing, Liu Shiyin, Han Haidong, Zhang Yong, Wang Jian, Wei Junfeng 363 Modeling the Sensitivity of Meltwater Runoff of Tuomuer-Type Glacier to Climate ChangesHan Haidong, Shao Jinrong, Lin Feng, Wang Jian 371 Distribution and Variation of Snow Cover in ChinaLiu Junfeng, Chen Rensheng, Song Yaoxuan Greenhouse Gas Emissions377 National Greenhouse Gas Emission Inventory Development in the Context of International Climate Negotiation Zhu Songli, Wang WentaoNotes378 Introduction of CMIP5 Experiments Carried out by BCC Climate System ModelXin Xiaoge, Wu Tongwen, Zhang JieKnowledge: Special Topic on Global Warming383 Climate Change CommitmentsWang Shaowu, Luo Yong, Zhao Zongci, Wen Xinyu, Huang Jianbin 385 Warm Oceans and Cold ContinentsWang Shaowu, Luo Yong, Zhao Zongci, Wen Xinyu, Huang Jianbin 387 Uncertainties in Global Warming ProjectionWang Shaowu, Luo Yong, Zhao Zongci, Wen Xinyu, Huang Jianbin第三极包括青藏高原及毗邻地区，是全球中、低纬度冰川面积分布最广的地区。

渤海湾盆地辽河坳陷西部冷家——雷家地区中-深层超压成因及其对油气成藏的影响

渤海湾盆地辽河坳陷西部冷家——雷家地区中-深层超压成因及其对油气成藏的影响陈昌;邱楠生;高荣锦;周晓龙;孙永河;杨琳琳;付健【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2024(45)1【摘要】为了研究渤海湾盆地辽河坳陷西部冷家—雷家地区中-深层超压发育形成机制及油气运移和成藏对该地区中-深层油气勘探的意义,基于实测地层压力和温度数据、测井数据及构造分析,对冷家—雷家地区中-深层超压发育特征、成因机制及超压在成藏过程中的作用进行了综合分析。

研究表明:(1)冷家—雷家地区发育超压型、常压型和低压型3类地层温度-压力系统,其超压段主要集中在洼陷带的沙河街组三段(沙三段)和沙河街组四段(沙四段),深度约为2 500~4 000 m;(2)超压形成机制以欠压实作用为主,伴有生烃增压、成岩作用和构造挤压作用贡献;(3)冷家—雷家地区主要存在超压带内部的油气自生自储型运聚和油气从超压带向常压/低压带的跨压力系统运聚2种运聚模式,前者主要发生在洼陷带内的沙三段和沙四段超压带内部,后者则为断裂活动期陈家洼陷沙四段烃源岩中的油气在超压驱动下向雷家和高升构造带充注,及冷家地区沙三段下亚段-沙三段中亚段超压带中的油气通过砂体和断裂输导向东部陡坡带和兴隆台潜山运聚。

【总页数】12页(P130-141)【作者】陈昌;邱楠生;高荣锦;周晓龙;孙永河;杨琳琳;付健【作者单位】中国石油大学(北京)地球科学学院;中国石油辽河油田公司勘探开发研究院;重庆科技大学石油与天然气工程学院;东北石油大学地球科学学院【正文语种】中文【中图分类】TE122.3【相关文献】1.渤海湾盆地济阳坳陷林樊家地区油气成藏分析2.川西坳陷孝泉—丰谷构造带须家河组超压与天然气成藏关系研究3.渤海湾盆地冀中坳陷深层古潜山油气成藏模式及其主控因素4.辽河冷家—雷家地区深层油气成藏条件研究5.断陷湖盆天然气成藏生-运-聚动态模拟——以渤海湾盆地辽河坳陷为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

我国北方不同下垫面地表能量通量的变化特征

收稿日期：２０１８－１０－２１；改回日期：２０１８－１２－０３基金项目：中国干旱气象科学研究计划（ＧＹＨＹ２０１５０６００１）和中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室开放基金项目
（ＬＰＣＣ２０１６００３）共同资助作者简介：周甘霖（１９８６— ），男，硕士，助理研究员，主要从事区域天气、气候变化和数值模式研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｇｌ＠ｉａｍｃｍａ．ｃｎ。通信作者：李耀辉（１９６７— ），男，博士，研究员，主要从事干旱模拟及数值模式研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙｈ＠ｉａｍｃｍａ．ｃｎ。
摘要：利用“中国干旱气象科学研究计划———我国北方干旱致灾过程及机理 ”的观测数据，分析塔中站、奈曼站、平凉站和锦州站２０１５年８—１０月及定西站２０１６年８—１０月地表能量通量变化特征。分析发现，不同下垫面辐射均表现出明显的日变化，相对于向下短波辐射和向下长波辐射，不同下垫面反射辐射和向上长波辐射差异更加明显。塔中站反射辐射和向上长波辐射最大，锦州站和平凉站相对较小。净辐射具有明显的日变化特征，和总辐射相位一致，农田净辐射日峰值相对较大。地表反照率３个月平均从大到小依次为塔中站（０．２７）、定西站（０．１９）、锦州站（０．１６）、奈曼站（０．１５）和平凉站（０．１４）。各站点感热通量和潜热通量均为单峰型，其中，奈曼站感热通量峰值最大（２７６Ｗ·ｍ－２），平凉站潜热通量峰值最大。定西站和锦州站净辐射分配以感热通量为主，平凉站则以潜热通量为主。关键词：能量通量；地表反照率；下垫面；中国北方文章编号：１００６－７６３９（２０１９）０４－０５７７－０９ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１９）－０４－０５７７中图分类号：Ｐ４２６文献标志码：Ａ

传热学研究及其未来发展的新视角探索

传热学研究及其未来发展的新视角探索一、概述传热学作为热科学的重要分支，研究热量在物质中传递和转化的规律，对于工程、物理、化学等领域都有着重要的意义。

随着科技的不断发展和社会的进步，传热学的研究也在不断深化，出现了许多新的视角和思路。

本文将从传热学的基本概念出发，探讨其未来发展的新视角，带领读者一起深入研究传热学的前沿领域。

二、传热学基本概念回顾在探讨传热学的未来发展之前，首先需要对传热学的基本概念进行回顾。

传热可以通过导热、对流和辐射等方式进行，其中导热是物质内部热量传递的过程，对流是流体中热量的传递方式，而辐射则是通过电磁波的形式传递热量。

这些基本概念是我们理解传热学研究的重要基础，也是未来发展的起点。

三、新材料在传热学中的应用随着新材料的不断涌现，传热学在材料科学中的应用也变得越来越重要。

石墨烯作为一种新型材料，具有良好的导热性能，能够有效地传递热量。

通过研究石墨烯在传热中的应用，可以为热管理技术的发展提供新的思路。

纳米材料也被广泛应用于传热学领域，其特殊的热传导性能使其在热管、散热片等领域有着广阔的应用前景。

四、传热技术在能源领域的应用随着能源需求的不断增长和可再生能源技术的发展，传热技术在能源领域的应用愈发重要。

太阳能热发电技术就是利用传热原理来转化太阳能为电能，通过集热器和传热介质的设计，将太阳能高效地转化为电能。

在核能领域，传热技术也是不可或缺的一部分，通过热交换器等设备，将核能转化为电能，为人类提供清洁能源。

五、数字化技术在传热学中的应用随着数字化技术的不断发展，传热学研究中也出现了新的发展机遇。

通过数值模拟、计算流体力学等技术手段，可以模拟传热过程中的复杂情况，帮助工程师和科研人员更好地设计和优化传热设备。

数字化技术的应用使得传热学研究更加深入和全面，为未来的发展提供了新的可能性。

六、个人观点与展望从以上的讨论中可以看出，传热学作为一个重要的研究领域，其未来发展充满着希望和挑战。

四类求解地表湍流热通量方法在中国西部地区的应用及其误差分析

四类求解地表湍流热通量方法在中国西部地区的应用及其误差分析四类求解地表湍流热通量方法在中国西部地区的应用及其误差分析摘要：地表湍流热通量是地球表面能量平衡研究的重要指标。

本文以中国西部地区为研究对象，对四种常用的地表湍流热通量方法进行应用和误差分析。

通过对比分析结果发现，不同方法的结果存在较大差异，这与地表特征、气象要素以及风速梯度的空间分布有关。

因此，在应用四种方法时需要关注其适用范围和误差源，并结合实际情况进行正确选择。

1 引言地表湍流热通量是指由湍流引起的热量通过大气层顶向地表传输的过程。

它在地球表面能量平衡中起着重要作用，对气候系统、水文循环、生态系统以及人类活动等方面具有重要影响。

因此，准确求解地表湍流热通量对于各领域的研究具有重要意义。

中国西部地区地理环境复杂，地貌起伏大，气象要素分布不均匀，这给地表湍流热通量的求解带来了一定的挑战。

目前常用的求解地表湍流热通量的方法包括风廓线法、湍流方程法、大气边界层相似理论法以及直接测量法等。

本文将对这四种方法在中国西部地区的应用进行研究，并分析其误差来源，以期为地表湍流热通量的求解提供参考。

2 风廓线法的应用及误差分析风廓线法是通过连续观测风速的垂直分布来求解地表湍流热通量的一种方法。

该方法通过在不同高度上设置风速观测设备，测量风速随高度的变化规律，然后根据湍流传输方程求解地表湍流热通量。

通过对中国西部地区的观测数据进行分析，发现风廓线法在该地区的应用存在一定的误差。

主要原因是风速观测设备的布设不合理，无法精确刻画地表风速的空间分布情况。

此外，由于风廓线法必须依赖于一定的垂直观测网格，对地表特征进行插值运算，这也会引入一定的误差。

3 湍流方程法的应用及误差分析湍流方程法是利用湍流传输方程求解地表湍流热通量的一种方法。

该方法通过测量地表辐射通量、温度和湍流动能等要素，然后通过湍流传输方程中的参数计算地表湍流热通量。

湍流方程法在中国西部地区的应用结果显示，由于该地区地表特征复杂、地貌起伏大，不同地区的湍流特性存在较大差异，导致在求解湍流方程时引入较大的误差。

我国深部矿井热环境研究现状与进展

我国深部矿井热环境研究现状与进展姚韦靖;庞建勇【摘要】Based on the characteristics of deep mine thermal pollution in China,the research status of deep mine thermal environmentin inrecent years has been summarized. The current research situation of underground thermal source was analyzed. It mainly in cluded the heat dissipation of surrounding rock, mechanical and electrical equipment, air compression, transportation,oxidation,water,the atmosphere and so on. For the thermal environment, the research of theoretical research, numerical calculation and indoor test has been reviewed. The evaluation of thermal environment was also analyzed. It gave several understandings on the research work which were presented in prospect of further study and discuss in the future: the coupling effect of multiple heat source should be considered in the theoretical predictions of air temperature; the large-scale similarity model test should be carried out and it can fit the actual to guide the production practice; the improvement of evaluation index of thermal environment.%基于当前我国深部矿井的热害特点,总结了近年来对深井热环境的研究现状.分析了当前对井下热源的研究情况,主要包括围岩、机电设备、空气压缩、运输、氧化、水、大气等方面的散热;对于井下热环境,重点梳理了理论研究、数值计算和室内试验3个方面的研究情况,同时分析了当前对热环境的评价情况.指出今后仍需要进一步探讨和研究的问题:井下风温的理论预测应当考虑多个热源的耦合作用;开展大尺度相似模型试验,以更贴合现场的实际,指导生产实践;井下热环境评价指标的完善.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2018(045)001【总页数】5页(P107-111)【关键词】深部矿井;热害;热源;热环境;评价指标;研究现状【作者】姚韦靖;庞建勇【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TD727所谓矿井热环境，就是人类在地下采矿工程活动中所处的自然环境和生态环境的总称。

南海北部大陆边缘深部地热特征

简报
第 45 卷第 10 期
2000 年 5 月
南海北部大陆边缘深部地热特征
张健
(
汪集旸
中国科学技术大学研究生院 , 北京 100039; 中国科学院地质与地球物理研究所 , 北京 100029. Email: zhangjian-99@)
摘要分析南海北部大陆边缘实测大地热流值 , 表明: 该区热流背景高 , 但地壳热流在地表热流中所占比例不超过 35%. 沿北部陆缘向南部中央海盆方向, 大地热流逐渐升高, 而地壳热流在大地热流中所占比例却逐渐衰减. 研究认为 , 该区地表高热流背景与软流圈热物质上涌产生的高热异常有关.
n
∑
i =1
2(Qs − Ai −1 Z i −1 )(Z i − Z i −1 ) − Ai ( Z i − Z i −1 ) 2 , 2K )
∑
i =1
n
Ai Z i ,
式中 Tz 为 Z 深度处温度, Qz 为 Z 深度处热流, Ts 为地表温度 , K 为热导率, i 为深度层序号 . 计算时生热率的选取方法: 地表至 N 面的深度层以及 N 面至 C 面深度层内的生热率, 根据地表至 N 面实测钻井岩芯的 U, Th 和 40K 含量计算结果 1)取 A 0 = 1.27 µW/m 3, C 面至 M 面深度层的生热率按文献 [4] 取 0.4 µW/m 3. 热导率的选取方法: 地表至 N 面的深度层内热导率根据实测钻井岩芯结果 1)取为 1.73 W/m K, N 面至 C 面深度层内取为 2.93 W/m K, C 面至 M 面深度层内取为 2.3 W/m K. C 计算结果如图 4 和 5 所示. 图 4 表示南海北部大陆边缘随深度垂向叠置的热流分布特征 , 由图中可以看出 , 深部热流具有与地表大地热流大体一致的变化趋势 . 总体上 , 无论 N 面面或 M 面上的热流均表现出由陆缘向中央海盆方向逐渐上升的趋势 . 在陆缘一侧 , N 面热流大致在 51~54 mW/m 2, C 面热流大致在 45~49 mW/m 2, M 面热流大致在 38~42 mW/m 2; 靠近中央海盆一侧, N 面热流大致在 79~85 mW/m 2, C 面热流大致在 71~76 mW/m 2, M 面热流大致在 68~71 mW/m 2. 从图 4 中还可以看出 , 由陆缘向中央海盆方向 , 地壳浅层热流比深层增值幅度大 , 说明深部地幔热扰动在陆缘和中央海盆产生的影响不同 . 图 5 是南海北部大陆边缘随深度垂向叠置的温度分布特征 . 由图中可以看出 , N, C 和 M 这 3 个界面上的温度变化比较复杂, 这主要与地壳结构有关. 计算表明, N 面温度一般在 140~190 之间, 个别地段高达 250 可达 490 . C 面温度差别较大 , 变化幅度大多在 200~400 上下波动, 最高温度可达 726 之间 , 最高温度 . M 面温度基本在 600 . C 面和 M 面的最高温度

ERA5再分析资料对中国大陆区域近地层风速气候特征及变化趋势再现能力的评估

刘鸿波, 董理, 严若婧, 等. 2021. ERA5再分析资料对中国大陆区域近地层风速气候特征及变化趋势再现能力的评估[J]. 气候与环境研究,26(3): 299−311.　LIU Hongbo, DONG Li, YAN Ruojing, et al. 2021. Evaluation of Near-Surface Wind Speed Climatology and Long-Term Trend over China’s Mainland Region Based on ERA5 Reanalysis [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 26 (3): 299−311.doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2021.20101ERA5再分析资料对中国大陆区域近地层风速气候特征及变化趋势再现能力的评估刘鸿波 1　董理 1, 2　严若婧 1, 2　张晓朝 3　郭辰 4　梁思超 5屠劲林 5　冯笑丹 5　王雪璐51 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京 1000292 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 1000493 中国华能集团有限公司，北京 1000364 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京 1000815 华能新能源股份有限公司，北京 100081摘　要　基于台站观测资料，评估了欧洲中期天气预报中心（ECMWF ）最高时空分辨率的第五代大气再分析资料（ERA5）对1979～2018年间中国大陆区域10 m 高度风速的气候特征及其变化趋势的再现能力，并同步对比分析了ERA5资料100 m 高度风速的特征和长期趋势。

结果表明，ERA5资料10 m 和100 m 风速在空间分布、年—季节—月尺度演变的气候特征方面与台站观测非常一致，10 m 风速气候态空间相关系数达到0.66。

地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究

地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究宋菁菁;王岳军;范蔚茗;皇甫鹏鹏;周永智【摘要】岩体中的放射性生热是地幔对流和地壳变质作用的关键热源之一, 但地壳放射性生热率是如何影响大陆俯冲?碰撞的动力学过程, 尤其是大陆碰撞区域的热结构演化, 尚未获得共识.本文使用热?力学数值模拟方法对上、下地壳放射性生热率进行系统的模拟实验, 以研究其对大陆俯冲动力学演化过程的影响.模型实验表明, 由于大陆上地壳富集U、Th和K等主要放射性生热元素, 且放射性生热率的变化区间较大(1.0~3.0 μW/m3), 导致其对大陆俯冲碰撞动力学演化过程的影响较为显著, 主要包括进入俯冲通道内的上地壳体积大小、碰撞区域内地壳熔融范围、俯冲下地壳物质折返的规模和两大陆的耦合程度等四个方面.而大陆下地壳则以中?基性岩为主, 相对亏损U、Th、K等主要放射性生热元素, 且放射性生热率的变化区域较小(0.2~0.8 μW/m3), 致使其对大陆俯冲演化过程的影响相对有限, 主要通过控制俯冲下地壳以及大陆板片的粘滞度和流变强度的大小, 进而制约大陆俯冲过程下地壳物质折返的规模以及板片倾角的大小.%Radiogenic heat production is a key energy source for convection in the Earth's mantle and for metamorphic reactions in the continental crust. However, its effects on continental subduction remain a poorly resolved aspect of plate tectonics. Based on 2D thermo-mechanical modeling, the sensitivity of model results to radiogenic heat production rates in the continental upper crust and lower crust is thoroughly investigated. The granodioritic upper crust usually concentrates radioactive isotopes (e.g., U, Th and K) with a wide range of radiogenic heat production rate, i.e., roughly from 1.0 μW/m3to 3.0 μW/m3. The radiogenic heat significantly effects the continentalsubduction evolution including the volume of subducted continental upper crust, the distribution and evolution of crustal melting in the collision zone, exhumation of subducted lower crust along the subduction channel, and coupling of the subducting continent with the overriding continent. In contrast, the mafic lower crust is depleted in radioactive isotopes (e.g., U, Th and K), resulting in a low radiogenic heat production rate (0.2 0.8 μW/m? 3) and relatively limited influences on the geodynamic processes of continual subduction. Specifically, the radiogenic heating of the continental lower crust mainly regulates the viscosity and rheological strength of the continental slab to further affect the degree of the lower crust exhumation and the continental slab dip angle.【期刊名称】《大地构造与成矿学》【年(卷),期】2018(042)001【总页数】13页(P60-72)【关键词】放射性生热;大陆俯冲;地壳熔融;俯冲地壳折返;板片倾角【作者】宋菁菁;王岳军;范蔚茗;皇甫鹏鹏;周永智【作者单位】中山大学地球科学与工程学院, 广东省地球动力作用与灾害重点实验室, 广东广州 510275;中国科学院大学, 北京 100049;中山大学地球科学与工程学院, 广东省地球动力作用与灾害重点实验室, 广东广州 510275;中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室, 北京100101;中国科学院大学地球科学学院计算地球动力学实验室, 北京 100049;中山大学地球科学与工程学院, 广东省地球动力作用与灾害重点实验室, 广东广州 510275【正文语种】中文【中图分类】P313;P5450 引言岩体中的放射性同位素生热是地幔对流和地壳变质作用的关键热源之一, 具有以下三方面主要特征: 随时间衰变, 且各元素半衰期的差别极大; 在大陆地壳中最为富集; 放射性元素含量在不同岩体中分布极不均一, 且不能通过波速或密度等物理属性测得(Jaupart and Mareschal, 2010)。

中国东南部大陆边缘现代水热活动

中国东南部大陆边缘现代水热活动
姚足金
【期刊名称】《地球学报》
【年(卷),期】1990(000)001
【摘要】大陆边缘众多温泉的分布和排列是符合某种几何规则,这些有规则的几何图形,具有丰富的地质内涵. 从温泉分布角度来看,“东南沿海地区”的范围大致在江西遂川—广东湛江一线以东,包括台湾、海南两岛,在这范围内,总数达500处的温泉密集分布。

这500处温泉,自台湾向大陆沿海、再向内地,泉温有渐次变低的总趋势。

另外,温泉的排列、分布呈一扇形。

“扇形”的前沿,大致由两深断裂组成的海岸线,另外两条界线为:遂川—湛江和遂川—
【总页数】4页(P145-148)
【作者】姚足金
【作者单位】中国地质科学院水文地质工程地质研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P5
【相关文献】
1.现代被动大陆边缘密西西比扇与古老主动大陆边缘中发育的浊积岩相组合特征的比较[J], G·沙马盖姆;舒波;等
2.中国东南部地区男性人群体力活动与前列腺癌之相关性研究 [J], 熊伟;邓易兰;赵晓昆;钟朝晖
3.中国东南部地区背景地震重新定位及隐伏活动构造初步研究 [J], 朱艾斓;徐锡伟;
任烨;孙冬军;王鹏;于海英;宋秀青;刘芳
4.中国东南部中生代大陆边缘成矿体系和成矿模式 [J], 胡永和;兰翔
5.腾冲现代活动水热流体的地质成矿作用 [J], 胡云中;邓坚;郭唯明
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气候动力学-10-陆—气相互作用1

植被
NOAA, 2014. 这幅地球图清晰地展示了全球的植被覆盖情况，哪些地方绿树成荫，而哪些地方荒无人烟。在图中你可以看到大片的原始森林和荒漠。
生理学过程: 单叶和整株植物对CO2、水分和养分的吸收与转移; 发育学过程: 植被的生长、繁殖与凋零，该过程决定着种群密度和群落组成；生态系统过程：通过植被与土壤间碳、水和养分的循环将生物与非生物环境联系起来。
植被-大气相互作用
1. 大气－植被－土壤中间的辐射传输过程 2. 感热和潜热交换 3. 土壤蒸发和植被蒸腾 4. 地面粗糙度和陆气之间的动量传递过程 5. 陆面水文过程 6. 生物地球化学过程 (C, N, P, S等)
植被类型
中国幅员辽阔，植被分布类型复杂。包括，落叶林，常绿林，热带雨林，温带草原，高寒草甸、草原，温带荒漠，高寒荒漠等。
土壤侵蚀
① 土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力（水、风）作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。
② 土壤侵蚀的自然因素主要包括气候、地形、土壤、和植被。 ③ 人为因素主要表现为植被破坏（如滥垦、滥伐、滥牧）和
坡耕地垦植（如陡坡开荒、顺坡耕作、过度放牧），开矿、修路未采取必要的预防措施等，都会加剧水土流失。
Global soil moisture bank
土壤湿度监测
随着土壤湿度的重要性被越来越广泛的意识到，许多国家开展了土壤湿度监测。但是，目前的观测站点和所获取的资料依然远远不够。
土壤温度
土壤温度是土壤热量状况的表征。土壤是调节日或季节地表温度变幅的巨大热量的源或汇。白天，当太阳辐射加热地表时，地表比深层土壤温暖，因而热量向下传播。夜晚，地表比较深层冷，热量向上传播。
地表向上的长波辐射

南海北部大陆边缘盆地地热特征与油气富集

南海北部大陆边缘盆地地热特征与油气富集唐晓音;胡圣标;张功成;梁建设;杨树春;沈怀磊;饶松;李卫卫【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2014(057)002【摘要】本文报道了莺歌海盆地、北部湾盆地共148个新测热导率数据,根据收集的钻井温度数据新增计算65个大地热流数据;结合前人研究成果绘制了南海北部大陆边缘沉积盆地的地温梯度图、大地热流分布图;系统归纳了南海北部大陆边缘油气勘探成果.结果表明,南海北部大陆边缘珠江口盆地、琼东南盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地的平均热流值分别为68.7±11 mW/m2、71.1士13 mW/m2、65.7±8.9 mW/m2、74.7±10 mW/m2,属于典型的“热盆”.热流区域分布特征总体上受大地构造背景控制,随地壳厚度从北向南,由陆架到陆坡区逐渐减薄而增高,水热活动与岩浆活动等是引起局部高热流异常的原因.盆地地温场的差异控制和约束了油气分布富集规律,从研究区油气勘探成果中可以发现,该区域的气田多发育于高热流盆地(凹陷),而中—低热流盆地(凹陷)则多孕育油田,油气田具有“北油南气”的分布特征.【总页数】14页(P572-585)【作者】唐晓音;胡圣标;张功成;梁建设;杨树春;沈怀磊;饶松;李卫卫【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京100029;中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京100029;中海油研究总院,北京 100027;中海油研究总院,北京 100027;中海油研究总院,北京 100027;中海油研究总院,北京 100027;中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京 100029;中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京 100029【正文语种】中文【中图分类】P314【相关文献】1.南海北部大陆边缘深水盆地烃源岩早期预测与评价 [J], 何家雄;陈胜红;崔莎莎;马文宏;栾锡武2.南海北部大陆边缘琼东南盆地含油气系统 [J], 张伟;何家雄;李晓唐;刘志杰;张景茹;龚晓峰3.南海北部大陆边缘琼东南盆地有利油气聚集带及勘探方向 [J], 胡杨;张伟;张景茹;龚晓峰;李晓唐;刘志杰4.南海北部大陆边缘盆地油气地质特征与勘探方向 [J], 朱伟林;张功成;高乐5.南海北部大陆边缘盆地深水油气成藏条件早期预测与评价 [J], 何家雄;陈胜红;马文宏;栾锡武;徐瑞松因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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（１．ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏＭｉｎｉｓｔｒｏＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｒＣｏａｓｔａｎｄＩｓｌａｎｄＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔ，ＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｎｉｎ１００４６，ｙｙｆｙｆｆｐｊｇｙ，ｊｇ２
第２８卷第２期）页码：２０１３年４月（０９９８１０１２－
地球物理学进展
ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
ｏ．２Ｖｏｌ．２８，Ｎ，Ａｒ．２０１３ｐ
（）：，：／雷晓，刘绍文，蒋学鸿，等．大陆边缘热状态研究进展．地球物理学进展，２０１３，２８２０９９８１０１２ｄｏｉ１０．６０３８２０１３０２５４．－ｐｇ，，，：ＡＬＥＩＸｉａｏＬＩＵＳｈａｏｅｎＪＩＡＮＧＸｕｅｈｏｎｅｔａｌ．Ｔｈｅｒｍａｌｒｅｉｍｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｍａｒｉｎｓｎｏｖｅｒｖｉｅｗ．Ｐｒｏｒｅｓｓｉｎ－ｗ－ｇｇｇｇ），（）：，：／Ｇｅｏｈｓ．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ２０１３，２８２０９９８１０１２ｄｏｉ１０．６０３８２０１３０２５４．－ｐｇｐｙ
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Ｃｈｉｎａ；ＳｃｈｏｏｌｏＧｅｏｒａｈｉｃａｎｄＯｃｅａｎｏｒａｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｎｉｎ１００４６，Ｃｈｉｎａ）２．ｆｇｐｇｐｊｇｙ，ｊｇ２
摘要热流与岩石圈热状态是大陆边缘构造研究的重要课题，其研究不仅能为探讨发生在大陆边缘的物理、化学和生物过程提供地热约束，而且还能为深水油气资源评价和勘探提供依据．近年来，随着对海底过程研究的深入和对能源资源问题的关注，大陆边缘热状态研究取得了新认识，特别是，主动大陆边缘弧后地区高热流的认识及成因机制以及被动大陆边缘洋陆过渡带可能存在的高热流异常等这些重要发现，进一步丰富和完善了大陆边缘热状本文总结了近年来大陆边缘热流研究进展，重点讨论了主动大陆边缘岛弧－弧后地区热状态和部分被动态的认识．大陆边缘发现的高热流异常，前者一般被认为是与弧后地区岩石圈之下的浅地幔对流有关；而后者既包括来自浅层地壳生热贡献，也有深部地幔热流所致，一些学者将此归因于小尺度地幔对流或岩石圈厚度差异引发的边界效应，仍存争议．我们还分析了探针热流、钻孔热流和Ｂ指出钻孔热流和ＢＳＲ热流等不同类型数据的优缺点，ＳＲ热流成为继传统探针热流之后研究大陆边缘热流的有效手段．在海底热流和近海底过程之间相互响应的基础上，强调热流探测对近海底过程研究的贡献．还对比了国内外热状态的研究，探讨了国内研究与国际的差距．最后，就未来大陆边缘热状态研究提出了几点建议．关键词热流，热状态，小尺度地幔对流，大陆边缘：／ｄｏｉ１０．６０３８２０１３０２５４中图分类号Ｐ３１２，Ｐ５４，，，２，雷晓１，刘绍文１２＊，蒋学鸿１２，曹萦１２，王华玉１２