A. 地熱是地球第二大能源,地熱包含了些什麼呢
地熱資源他其實是一種非常有價值的綜合礦產資源,具有多種功能和廣泛的應用,它不僅是一種清潔能源,可用於發電,供暖等,而且,它也是一種提取溴,碘,硼砂,鉀鹽,銨鹽等工業原料的熱鹽水資源和天然肥料水資源,同時,它也是一種有價值的醫用熱礦泉水,飲用礦泉水資源和生活水源,地熱資源按溫度可分為三類, 高溫,中溫和低溫。
而且在過去的十年裡,人們越來越關注日益枯竭的石油資源,但現在人們更關心石油資源的利用所帶來的巨大的環境成本。盡管已經採取了一系列措施來減少石油燃料的廢氣排放,但是在增加使用成本的壓力下,廢氣排放的處理還沒有被廣泛使用,尤其是在發展中國家,因此,地熱能在環保方面具有更加明顯的優勢。
關於地熱是地球第二大能源地熱包含了些什麼呢的問題,今天就解釋到這里。
B. 地熱資源概念及分類
地熱資源是指能夠為人類經濟開發和利用的地熱能、地熱流體及其有用組分。地熱流體是指溫度高於25℃的地下熱水、地熱蒸氣和熱氣體的總稱。地熱資源為重要的可再生能源礦產,採取合理的開發利用方式,是一種取之不竭、用之不盡的清潔能源,地熱也是難得的醫療、旅遊、化工和農業生產資源。
地熱資源可分為傳導型地熱資源和對流型地熱資源。地熱資源按溫度分級,分為高溫地熱資源(溫度≥150℃)、中溫地熱資源(90℃≤溫度<150℃)和低溫地熱資源(溫度<90℃)三級。
C. 我國地熱資源的分布概況
我國地熱資源分為傳導型地熱資源和對流型地熱資源兩種類型。傳導型地熱資源主要分布在山間盆地,主要分布於我國的東部地區,均為中低溫地熱資源;對流型地熱資源主要分布於隆起山地,主要分布在我國的東南沿海、台灣、西藏南部、川西、滇西和膠遼半島等地區。其中,高溫地熱資源主要分布於我國的西藏南部、滇西、川西和台灣地區,其餘地區主要分布著中低溫地熱資源。
沉積盆地傳導型地熱資源主要有松遼盆地、華北平原、淮河盆地、蘇北盆地、江漢盆地和汾渭盆地等。
(1)松遼盆地。位於我國東北部,跨黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古四省區,面積26×104km2,是中生代裂谷盆地,基底為古生界及前古生界。松遼盆地具有兩大含水系統:一是分布在上白堊統(K3)及其以上的潛水和承壓水系統;另一是中下白堊統熱水含水系統,接受周邊山區徑流補給,形成向心的自流盆地,盆地周邊水位較高,上白堊統在盆地中央坳陷地區形成低溫熱水儲層。根據近400眼井的測溫資料分析,盆地中心熱流值高,四周熱流值低。實測大地熱流值40~90mW/m2,平均為70mW/m2。在通遼—白城—齊齊哈爾—納河一線以東地區,1000m地溫大於35℃;在大慶、哈爾濱附近,1000m地溫大於50℃,地溫梯度大於2.5℃/100m;在大慶、哈爾濱、北安和林甸附近,地溫梯度大於3.5℃/100m。
(2)華北平原。基底是古生界和前古生界,盆地內基本構造單元包括六個坳陷、三個隆起。華北平原斷裂發育,平原內部有許多次級大斷裂,分割坳陷和隆起,形成54個凹陷和44個凸起。一個凹陷的發育主要受一條主幹斷裂的控制,呈箕狀凹陷型式或不對稱地塹型式。華北平原是一個典型的多旋迴盆地,形成了新近系低溫熱水儲層、古近系地壓型地熱儲層和基岩裂隙岩溶中、低溫熱水儲層,是我國熱水資源最豐富的熱水盆地之一。新近系砂岩、砂礫岩是華北平原普遍分布的熱水儲層。其砂岩孔隙度隨埋深的增加而逐漸減少,滲透率為(156~2500)×10-3μm2。儲集性按此可分為三級,實測大地熱流值為41~83mW/m2,平均為63mW/m2;平原周邊低,中央隆起高,蓋層地溫梯度在凸起區高,為3.5~6.01℃/100m;凹陷區較低,為2.5~3.5℃/100m。鑽井中各層段的地溫梯度同岩石的熱導率成反比,古生界和前古生界的地溫梯度一般為1~3℃/100m。全平原古近系、新近系熱水礦化度隨埋深增大而增高。
(3)淮河盆地。位跨河南、山東、安徽三省,面積約10×104km2,為大華北中新生代盆地的一部分,主要熱水儲層是新近系館陶組和明化鎮組。大地熱流值50~70mW/m2,蓋層地溫梯度2.5~4.9℃/100m。館陶組的水溫為40~65℃,是該區的主要低溫熱水層。古近系為熱鹵水。基岩熱水主要是奧陶系和寒武系灰岩裂隙岩溶水,分布在通許凸起、周口凹陷、駐馬店—淮濱凹陷、菏澤凸起、嘉祥凹陷和商丘、亳州地區,為區域深徑流補給的岩溶水系統,具有良好開發利用前景。
(4)蘇北盆地。位於江蘇省東部,西連安徽省天長地區,面積3.6×104km2,是蘇北一南黃海盆地的陸上部分。蘇北盆地在地質構造上界於蘇南隆起和蘇魯隆起之間,屬揚子斷塊的一部分。北界為淮陰—明水斷裂,南界是南京—南通長江斷裂帶,西鄰郯廬斷裂。坳陷中建湖隆起橫貫東西,北側是鹽阜坳陷,南部是東台坳陷,再細分為10個凹陷。新近系鹽城組是本區的主要低溫熱水儲層,基本為河流相沉積,砂層佔地層厚度的50%以上。鹽城組一段厚200~650m,底部有大厚度的砂礫岩層。古近系砂岩厚度變化大,都為高礦化鹼水。基底為巨厚的碳酸岩鹽沉積,在凸起和斜坡地帶形成古潛山熱田,一般礦化度較高,為熱鹵水。蓋層地溫梯度變化為2.7~5.0℃/100m。大地熱流值為55~83mW/m2,1000m深處的溫度為43~60℃。其中凸起區較高,凹陷區較低,地溫隨埋深而增大。
(5)江漢盆地。位於湖北省中南部,面積28000km2,呈多邊形展布,北為大巴山,南為華容隆起,東為下揚子台褶帶,西是鄂湘黔褶皺帶,大部分地區基底由中、古生界碳酸鹽岩和碎屑岩組成,局部為古元古界變質岩系。大地構造上屬於揚子准地台中部,為燕山晚期形成的裂谷盆地。盆地內有多組構造線,其中以北東及北西西兩組最為發育,前者形成時間較早,發生在早白堊世—始新世早期;後者較晚,形成於始新世中期至漸新世。由於兩組構造線的切割及塊體的不均一運動,使盆地形成了多斷、多凹、多凸的格局,共有5個凹陷,1個地塹,5個凸起。白堊系和古近系、新近系最厚達10000m,其中新近系為淡水河湖相沉積,厚300~900m,主要儲層是砂岩、砂礫岩,孔隙率27%~33%,為低溫熱水儲層。古近系的潛江組為鹹水湖相沉積,其中鹽岩和膏泥岩交互沉積,厚3500m。含鹽面積約2000km2,是我國最大的古近系鹽湖相凹陷。高鹵水中富含微量元素,碘含量一般為10.15~20.70mg/L,最高為35mg/L;溴一般含量為100~377mg/L,最高為412mg/L,具有開采價值。盆地實測大地熱流值為57~69mW/m2,蓋層地溫梯度2.3~4.0℃/100m,新近系熱水水溫25~69℃,古近系熱鹵水水溫60~95℃。基底中古生代灰岩是重要的裂隙岩溶型熱水儲層,主要分布在枝江凹陷、雲應凹陷、江陵凹陷的斜坡地帶。
(6)汾渭盆地。位於山西、陝西交界地帶,由關中盆地和運城盆地組成,面積24000km2。關中盆地東西向沿渭河展布,南為秦嶺山地,北臨渭北台塬,運城盆地北東向沿涑水河展布,東南靠中條山,西北臨稷王山。兩盆地在構造上為一整體,是新生代發育起來的斷陷盆地,基底北部為下古生界碳酸鹽岩,南部為前寒武系變質岩和花崗岩,發育NE向和NW向兩組斷裂,多為全新世活動斷裂,形成凹凸並列的構造格局。盆地大體是北淺南深,北部斜坡和盆地兩端的寶雞地區新生界厚數百米,一般在1000m左右,盆地腹部及南部新生界厚一般超過3000m,最厚達7000m。主要熱水層有早更新統三門組、新近系張家坡組和蘭田灞河組及古近系白鹿塬組,岩性為砂礫岩和砂岩。運城盆地為礦化鹵水。盆地基底基岩主要熱水儲層為奧陶系岩溶水,奧陶系灰岩頂部古岩溶在熱水溶蝕下形成區域性深部徑流熱水系統,沿全新世活動斷裂發育強徑流帶。盆地實測大地熱流值50~80mW/m2,蓋層地溫梯度2.8~3.7℃/100m。
隆起山地地熱資源有四個水熱活動密集帶:①藏南—川西—滇西水熱活動密集帶;②台灣水熱活動密集帶;③東南沿海地區水熱活動密集帶;④膠遼半島水熱活動密集帶。
喜馬拉雅碰撞帶是晚白堊世末-始新世新特提斯洋盆閉合後,疊置在歐亞板塊南緣的新生代陸內強烈變形帶。印度板塊和歐亞板塊碰撞後,隨著印度板塊持續、強烈向北俯沖,加積楔不斷增厚,並向印度前陸方向擴展,在加積、增厚過程中,不同物性層間將產生剪切滑動或拆離,因剪切生熱而轉化為熱系統,導致碰撞帶殼底層增溫,溫度可達1000~1350℃,足以導致陸殼底層岩石的局部熔融,熔融區隨著加積楔的擴大而擴展形成高溫熔融層或岩漿墊。目前印度板塊以50mm/a速度向歐亞板塊俯沖,表明喜馬拉雅碰撞帶仍處於加積、增厚和增溫過程中。以北部的斑公湖—怒江一線和南部的雅魯藏布江為界可以分為藏北、藏中及藏南三個水熱區。每個活動區的地熱顯示情況反映出現代水熱活動呈北弱南強趨勢。
D. 地熱資源有哪些類型
地球內部儲藏了巨大的熱能,僅地表以下10千米范圍內的地熱資源量就達3.57億億噸標准煤。地熱能有以下五種類型:
(1)蒸汽型,是儲存在地下岩石孔隙中的高溫高壓蒸汽,可直接用來發電,開發利用方便,但蒸汽型資源僅佔地熱資源的0.5%。
(2)熱水型,以熱水或水汽混合的形式儲存在地下,按地下熱水的溫度又可分為低溫型(90℃以下)、中溫型(90~150℃)和高溫型(150℃以上)。熱水型地熱資源約佔地熱資源總量的10%,分布較廣,而且開發利用方便。北京著名的小湯山溫泉就是熱水型地熱資源。
(3)乾熱岩型,儲存在地下熾熱的岩體中的熱能,完全不含水和蒸汽,約佔地熱資源總量的30%。由於乾熱岩體的破碎和水在熾熱岩體中的循環和熱交換都是技術上的難題,因此乾熱岩型地熱資源目前還難以開發利用。
(4)岩漿型,是融岩和岩漿中的熱能,埋藏在距離地面10千米以下,溫度可達1500℃以上,有火山活動的地區,則埋藏較淺。岩漿型地熱約佔地熱資源總量的40%,但目前還沒有開發利用的可能。
(5)地壓型,是封存在地下的2~3千米處的高壓流體礦產如石油、天然氣、鹽鹵水中儲存的熱能,約佔地熱資源總量的20%,有重要開發價值。
目前,人類能開發利用的還主要是地表附近岩石孔隙中的熱水和蒸汽中的熱能,地下熱水可直接用於水產養殖、溫室栽培、居民住宅供暖以及溫泉沐浴。目前全世界每年直接開發利用的地熱能相當於6億噸石油。溫度較高的地熱水或蒸汽還可用來發電。1995年,全世界地熱發電量達480.4億千瓦時,佔全世界發電量的0.34%,所佔比例雖然不高,但卻是增長速率最快的,與1985年相比,全世界的發電量增加了34%,而地熱發電增加了69%。
我國地熱資源分布廣泛,早在東周時期就有了開發利用溫泉的文字記錄。目前,已經發現的出露地表的溫泉有3500多處,已經探明的地熱儲量摺合31.6億噸標准煤。除了全國各地的溫泉在水產養殖、溫室植物栽培和旅遊、醫療方面的開發外,西藏的羊八井地熱田已經有一定規模的開發利用:日產熱水109500立方米,除了溫室供暖,還有7台機組發電,裝機容量為2.5萬千瓦。