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岩溶热储合理采灌井距的热突破约束——以菏泽地热田为例

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地质学报 2024年第10期98卷 3149-3168页

作者：刘琲琲康凤新刘肖史启朋郑婷婷秦鹏高宗军山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东省第一地质矿产勘查院山东济南250014 山东省地质矿产勘查开发局山东济南250013 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250014 山东省地热清洁能源勘查开发工程研究中心山东济宁272100 济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 山东济宁272100 山东省国土空间生态修复中心山东济南250013

与煤炭、石油、天然气等传统化石能源相比,地热能具有资源储量大、分布广、可再生、开采条件好等优点。菏泽潜凸起地热田是山东省主要大型碳酸盐岩岩溶热储地热田之一,地热资源储量丰富。为保证地热资源可持续开发利用,本文基于郓城县... 详细信息

与煤炭、石油、天然气等传统化石能源相比,地热能具有资源储量大、分布广、可再生、开采条件好等优点。菏泽潜凸起地热田是山东省主要大型碳酸盐岩岩溶热储地热田之一,地热资源储量丰富。为保证地热资源可持续开发利用,本文基于郓城县武安府前小区、文昌苑社区岩溶热储地热采灌井全井段地温场长期动态监测,阐述了地温场变化规律及演化趋势,建立水-热耦合采灌对井数值模型,计算回灌工程合理采灌井距、合理采灌量,防止开采井运行期内发生热突破。结果表明,随着回灌年限的延长,回灌井周围热储温度逐年降低,回灌冷水影响范围逐渐扩大。将开采井热储温度降低1℃视为热突破,利用数值模型模拟预测,回灌低温冷水影响范围随采灌工程运行逐渐扩展并到达开采井附近。随着采灌量的增加或采灌井间距的减小,开采井周边的低温范围逐渐增大,产生热突破的时间逐渐缩短。热突破时间t与回灌量Q呈幂函数减小、与采灌井间距R呈指数函数增长。采灌量50 m^(3)/h,采灌井距大于350 m可保证对井系统运行100年不发生热突破;采灌量70 m^(3)/h、90 m^(3)/h、120 m^(3)/h、150 m^(3)/h、180 m^(3)/h时,100年不发生热突破的合理采灌井距分别为400 m、425 m、475 m、500 m、550 m。该结论为采灌井合理布局、地热资源可持续循环开发提供科学依据。

关键词：地热尾水回灌岩溶热储地温场热突破合理采灌井距

泥质潮滩海水-地下卤水相互作用复杂模式初探

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海洋湖沼通报 2024年第2期46卷 41-50页

作者：张宇丰邢程郭秀军邵帅付腾飞吴汉夫中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 山东大学(青岛)海洋研究院山东青岛266237 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

在世界范围内,众多滨海地下卤水资源分布于泥质潮滩区域,但针对该区域地下河口的研究目前仅处于初级阶段,且尚未建立地下河口模型。本文选择莱州湾南岸为典型研究区,在表层沉积物垂向渗透系数不同区域开展原位高密度电阻率监测、孔隙水... 详细信息

在世界范围内,众多滨海地下卤水资源分布于泥质潮滩区域,但针对该区域地下河口的研究目前仅处于初级阶段,且尚未建立地下河口模型。本文选择莱州湾南岸为典型研究区,在表层沉积物垂向渗透系数不同区域开展原位高密度电阻率监测、孔隙水电导率监测及海水、地下水电导率测量。明确泥质潮滩沉积物体电导率与孔液电导率间物性关系,建立海水-地下水混合区划分标准,最后结合该标准与各潮时断面电阻率监测结果,分析海水-地下水复杂交换模式、影响因素,揭示混合区时空分布规律。研究结果表明,淤泥层中集群分布的生物通道为潮汐过程中海水-地下水交换的主要途径。泥质潮滩地下河口中“盐度晕”与“地下水排泄通道”的形成机制及其内部发生的海水-地下水交换过程与砂质潮滩存在差异。潮滩沉积物渗透性降低将引起海水-地下水通过沉积物直接交换的速率降低,进而导致其交换主要途径向高渗透性通道偏移,同时通道内海水的入侵及排泄的速度将会加快。

关键词：泥质潮滩地下河口海水-地下水交换生物通道高密度电阻率层析成像法

基于外表面修饰的固态纳米通道用于生物标志物分析的研究进展

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应用化学 2024年第1期41卷 87-99页

作者：袁丽珍林妮娅张云帆胡晶晶娄筱叮夏帆中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心材料与化学学院武汉430074

生物标志物,如离子、小分子、蛋白质、多糖、核酸和细胞,参与生物体的构建,在生命过程中发挥重要作用。准确检测这些生物标志物对于疾病研究、早期诊断、药物评估和人类健康监测具有重要意义。外表面功能化固态纳米通道在纳米通道的外... 详细信息

生物标志物,如离子、小分子、蛋白质、多糖、核酸和细胞,参与生物体的构建,在生命过程中发挥重要作用。准确检测这些生物标志物对于疾病研究、早期诊断、药物评估和人类健康监测具有重要意义。外表面功能化固态纳米通道在纳米通道的外表面进行修饰,消除了对靶标分子的限制,通过基于离子信号的变化,提升了检测的速度和灵敏度。本文从外表面修饰的固态纳米通道在生物标志物检测方面进行综述,简要介绍了固态纳米通道外表面功能化的方法,重点总结了外表面修饰的固态纳米通道在生物标志物分析上的研究进展,简要展望外表面修饰的固态纳米通道所面临的挑战与发展机遇。

关键词：纳米通道外表面生物标志物

岩溶地下水系统冷泉和热泉的形成机制:以趵突泉群为例

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地球科学 2024年第8期49卷 2862-2878页

作者：康凤新隋海波郑婷婷徐秋晓山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东省地质矿产勘查开发局八O一水文地质工程地质大队山东济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250013 济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东省鲁南地质工程勘察院山东济宁272100

岩溶地下水和地热水分别是中国北方重要的供水水源和供暖热源,但二者水力联系尚缺乏系统研究;为实现保泉、供水和地热清洁能源开发的三赢,通过含水层/热储层空间分布、同位素测年、水文地球化学场、水动力场、温度场特征及规律分析等方... 详细信息

岩溶地下水和地热水分别是中国北方重要的供水水源和供暖热源,但二者水力联系尚缺乏系统研究;为实现保泉、供水和地热清洁能源开发的三赢,通过含水层/热储层空间分布、同位素测年、水文地球化学场、水动力场、温度场特征及规律分析等方法,揭示了趵突泉泉域岩溶地下水流系统从浅、中循环子系统至深循环子系统,即岩溶地下水至冷泉和热泉的演变过程、驱动机制与响应机理.在地下水位高程差引起的重力势能差驱动下,岩溶地下水沿济南含水层系统从上游浅循环—开放式地下水动力系统,向中游中循环—半开放式地下水动力系统径流,径流途中在济南市区遇不透水的辉长岩体或石炭纪二叠纪砂岩页岩地层阻截,大部分地下水沿垂向强裂隙岩溶发育通道上涌、穿透第四纪砾岩或辉长岩体裂隙发育带喷出地表形成17~18℃的承压上升冷泉.一小部分地下水从深部穿过或从侧面绕过辉长岩体,沿裂隙岩溶通道继续向下游深循环运移,形成弱开放地热水动力系统;高大地热流传导聚热、深大断裂带/侵入岩体—灰岩接触带带状对流聚热、凸起区高热导率分流聚热、盖层低热导率保温聚热、地下水深循环运移传导—对流聚热等五元聚热驱动14~18℃的常温地下水演变为33~95℃的承压热泉(自流地热水).

关键词：冷泉热泉聚热演变过程驱动机制趵突泉水文地质

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高温处理对玄武岩纤维抗拉强度和结构的影响

材料导报 2024年第11期38卷 152-157页

作者：苗世坦刘嘉麒郭玲刘忠丁宝明张蕾河北地质大学宝石与材料学院河北省岩石矿物材料绿色开发重点实验室玄武岩纤维研究所石家庄050031 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

本工作选取山东某地的玄武岩矿石为原料,制备了连续玄武岩纤维,并在空气气氛条件下,对玄武岩纤维进行200~900℃的高温热处理。采用多种现代分析测试手段,研究了热处理温度对玄武岩纤维的抗拉强度、表面形貌、微观结构及析晶行为的影响... 详细信息

本工作选取山东某地的玄武岩矿石为原料,制备了连续玄武岩纤维,并在空气气氛条件下,对玄武岩纤维进行200~900℃的高温热处理。采用多种现代分析测试手段,研究了热处理温度对玄武岩纤维的抗拉强度、表面形貌、微观结构及析晶行为的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,纤维的抗拉强度呈近线性下降趋势;纤维表面出现沿轴向裂纹分布的缺陷且数量增多,损伤程度增大;纤维内部单元无序化程度增加,结构逐渐解聚;800℃热处理后,主要析晶相为辉石相与磁铁矿相,900℃热处理后出现赤铁矿相。

关键词：玄武岩纤维高温处理抗拉强度结构

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煤层反射槽波三维正演模拟

地质学报 2024年第7期98卷 2258-2268页

作者：韩建光谷丙洛王硕杨顺中国地质科学院北京100037 中国石油大学(华东) 山东青岛266580 山东泰山资源勘查有限公司山东济南250104

煤炭资源是我国重要的基础能源。我国煤矿开采地质条件较为复杂,随着煤田开采深度及强度不断加大,对煤田微幅构造精细探测的需求日益增加。槽波勘探技术因其探测精度高、抗干扰能力强、波形特征易于识别等优点,是目前获取煤层工作面精... 详细信息

煤炭资源是我国重要的基础能源。我国煤矿开采地质条件较为复杂,随着煤田开采深度及强度不断加大,对煤田微幅构造精细探测的需求日益增加。槽波勘探技术因其探测精度高、抗干扰能力强、波形特征易于识别等优点,是目前获取煤层工作面精细地质构造信息的有效勘探手段。但井下煤层中的波场复杂,反射槽波的波场特征尚待深入研究。本文对煤矿井下三维槽波数值模拟技术进行研究,设计不同类型的含断层三维煤层地质模型,采用三维交错网格高阶有限差分算法模拟反射槽波,分析了反射槽波的波场特征,探讨了不同倾角以及不同断距断层对反射槽波的影响。通过切除干扰波技术,获得有效反射槽波,进而对反射槽波的同相轴进行包络叠加处理,较好地压制了槽波的频散,同相轴明显收敛,能量更为集中,为后续成像处理提供了良好的数据基础。

关键词：煤层反射槽波断层数值模拟三维

山东威海市呼雷汤地热水化学、成因与开发潜力

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地质通报 2024年第1期43卷 143-152页

作者：袁星芳杨明爽王晓翠柳禄湧钟振楠李方舟山东省第六地质矿产勘查院山东威海264209 青岛大学山东青岛266071

山东省储藏着丰富的中低温地热资源,呼雷汤是省内唯一可自流的温泉,其成因模式不明一定程度上影响了地热资源的有效利用。为查明呼雷汤成因模式,综合运用地面调查、物探、样品分析测试等方法进行分析研究。结果表明,呼雷汤的形成在区域... 详细信息

山东省储藏着丰富的中低温地热资源,呼雷汤是省内唯一可自流的温泉,其成因模式不明一定程度上影响了地热资源的有效利用。为查明呼雷汤成因模式,综合运用地面调查、物探、样品分析测试等方法进行分析研究。结果表明,呼雷汤的形成在区域上受荣成断裂控制,局部受青龙河断裂和汤西断裂控制,其补给水源为大气降水,热源为地热增温,估算补给高程为436~559 m、热储温度为109~118℃、循环深度为2159~2368 m。综上所述,呼雷汤的成因模式为:在伟德山山区获得大气降水补给后,沿荣成断裂下渗参与到地下水循环系统中,在径流过程中通过吸收围岩中的热量发生溶滤作用和水-岩相互作用,在地下2 km左右形成温度约110℃的SO_(4)·Cl-Na型水;由于温度和压力的升高,地下热水沿构造裂隙向地表流动,在上涌过程中混入部分地下水,温度降低,最后在青龙河断裂和汤西断裂的交会处、静水压力最小的部位出露成泉。通过地热水开发利用潜力评价分析可知,地热水可用于理疗、洗浴和供暖,每年可供1840个床位理疗、46万人洗浴、908×104m2面积供暖。

关键词：呼雷汤水化学特征成因模式开发潜力山东

胶东大疃刘家铍矿床碱性岩岩石成因及对成矿的制约:锆石U-Pb年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素证据

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岩石学报 2024年第8期40卷 2429-2449页

作者：唐文龙邹键张锋党智财中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心) 天津300170 山东省第三地质矿产勘查院烟台264004

胶东大疃刘家铍矿床位于华北板块东南缘,矿体受NW向断裂控制,圈定的7条矿体呈透镜状产出,赋存于中细粒正长岩中。矿石矿物主要为羟硅铍石,与绢云母、方解石、重晶石、褐铁矿等蚀变矿物密切共生。Be与Mo、Rb、Cs、REE等元素具有良好的正... 详细信息

胶东大疃刘家铍矿床位于华北板块东南缘,矿体受NW向断裂控制,圈定的7条矿体呈透镜状产出,赋存于中细粒正长岩中。矿石矿物主要为羟硅铍石,与绢云母、方解石、重晶石、褐铁矿等蚀变矿物密切共生。Be与Mo、Rb、Cs、REE等元素具有良好的正相关性,与CaO呈负相关关系,矿床成矿专属性明显。矿区内正长花岗岩为高硅、富碱、高钾、贫镁铁岩石,为准铝质-弱过铝质岩石;正长岩具有低硅、富碱、高钾特征,为准铝质岩石。两类岩石均具有轻重稀土分馏明显,轻稀土富集,无明显负Eu异常的稀土元素特征,稀土及微量元素配分模式相同,微量元素具有富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征。正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明其侵位于200.3±1.3Ma,全岩Sr-Nd同位素组成比较均一,ε_(Nd)(t)值为-15.8~-15.4,Hf同位素组成变化范围较大,ε_(Hf)(t)为-25.5~-7.75;正长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明其侵位于200.9±1.4Ma,ε_(Hf)(t)值为-23.2~-15.7。地球化学研究指示正长岩为经历了华南陆壳交代的华北富集岩石圈地幔低程度部分熔融的产物,正长花岗岩来源于俯冲的华南陆壳,二者为华南板块与华北板块碰撞折返阶段岩浆作用的产物。

关键词：地球化学矿床地质 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年 Sr-Nd-Hf同位素大疃刘家铍矿床胶东

鲁西地区石炭纪-二叠纪煤系关键金属富集特征及其控制因素

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地质学报 2024年第8期98卷 2351-2364页

作者：郑雪李景贤周鑫李旭超张盟陈文韬山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东省地质科学研究院山东济南250013

关键金属是重要的战略资源,煤系关键金属已成为国内外煤地质学和矿床学领域的研究热点。在鲁西地区已发现多个煤田富集关键金属元素,为了查明鲁西地区煤系关键金属的富集特征与影响因素,本文在综合前人对鲁西地区煤系微量元素研究的基础... 详细信息

关键金属是重要的战略资源,煤系关键金属已成为国内外煤地质学和矿床学领域的研究热点。在鲁西地区已发现多个煤田富集关键金属元素,为了查明鲁西地区煤系关键金属的富集特征与影响因素,本文在综合前人对鲁西地区煤系微量元素研究的基础上,利用电感耦合等离子体质谱仪测定了兖州煤田和济宁煤田煤中关键金属含量,并分析了关键金属在鲁西地区的分布规律。结果表明:兖州煤田、宁汶煤田南部、济宁煤田北部和巨野煤田西部富集关键金属Li-Se-Zr-Hf,并且富集层位均为山西组;滕县煤田南部富集Ga和Ge,其中Ga的富集层位包含山西组和太原组,而Ge仅在太原组富集;肥城煤田和新汶煤田有Li和Ge的富集,Li的富集层位包含山西组和太原组,Ge仅在太原组富集。陆源物质及热液流体/地下水是鲁西地区关键金属元素的重要来源,阴山古陆和秦岭造山带是鲁西石炭纪—二叠纪煤系的主要沉积源区。Li是鲁西地区富集范围最广且富集程度最高的关键金属,热液流体是其富集的主控因素。海水引起鲁西地区太原组煤系U、V、Cr、及Tl等关键金属的富集。

关键词：鲁西煤系关键金属石炭纪—二叠纪