序

正20世纪50~60年代,在李四光先生的大力倡导和推动下,我国创立了最早的地热研究与开发机构,地热事业进入早期快速发展阶段。此后,地热研究以基础性研究为主,地热资源开发利用发展缓慢,进入"低谷"时期。如今,由于煤炭、石油等常规能源的大量使用,导致化石燃料耗竭和环     

深部探测揭示壳幔结构及其资源能源效应——“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑特邀主编寄语

地球深部结构变化、物质以及能量交换等地球动力学过程, 是地球系统最主要的动力来源, 诱发地表地貌变化、剥蚀、沉积作用和环境变迁, 以及地震、滑坡等自然灾害, 控制化石能源和地热等自然资源的分布, 是理解成山、成盆、成岩、成矿、成藏和致灾等过程成因机制的核心。为探索中国大陆深部结构和资源能源效应, 在党中央“向地球深部进军”的号召下, 中国地质调查局于2016年开始设立了深部地质调查工程。工程以抢占大陆基础地质研究国际制高点, 引领深部地质研究前沿为宗旨, 选择我国资源、能源重要基地, 重大地质边界和关键构造单元, 开展了地球物理为主的深部探测和综合研究。获取了华南陆块等重要地质单元岩石圈精细结构, 研究了班公湖—怒江缝合带重大地质边界性质及空间展布, 在松辽盆地、西北盆山结合带等地发现和提取了一批与深部成矿、成藏和清洁能源有关信息。为进一步推动地质调查向深部进军, 促进从二维地表地质调查到三维空间地质调查的转变, 《地球学报》组织了“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑。本专辑集中报道了深部地质调查近三年取得的部分阶段性进展和成果, 主要聚焦深部地质调查在揭示地球深部结构, 及其对浅部构造和资源能源的控制, 服务地球深部探测和新一轮找矿突破战略。     

全国地热产业可持续发展学术研讨会

地热作为新能源资源的勘查开发在我国已经历35年,中国能源研究会地热专业委员会值其成立20周年之际,召开了全国地热产业可持续发展学术研讨会,这是对我国当前地热行业的一次检阅,目的是进一步探讨和交流地热产业化开发模式和地热可持续发展的机制,以期协调和指导我国地热事业今     

北美地热井高温硬岩钻井技术

近年来,在全球能源转型的大背景下,高温地热发电得到世界各国极大的重视,前景广阔。要实现对高温地热能源的开采,采用的钻井技术是关键。北美从20世纪50年代开始,对地热能源商业化开采、并用以发电的技术进行了持续性的研究和试验。在高温硬岩地热钻井技术上形成了完整的体系,比如高温地热井设计与井筒完整性技术,高温、超高温坚硬岩石钻头设计与生产技术,高温井底动力钻具,高温井下测量工具,高温泥浆与堵漏技术,高温水泥浆体系以及高温井控技术等。本文结合作者在国内地热井钻完井及北美地热井的工作经验,概要介绍北美的地热钻井技术现状、地热钻井技术难点以及与之相关的关键技术。     

地热资源电磁法勘探现状及展望

地热资源作为一种储量丰富、无污染、持续稳定的可再生能源,正受到国际社会的普遍关注。电阻率与地热环境中的孔隙度、渗透率、含盐度、蚀变及温度等关键参数紧密相关,是表征地热属性最为灵敏的参数。作为获得地下电性结构的一种重要地球物理勘探方法,电磁勘探方法具有探测范围广、深度大、精度高且经济高效等特点,被广泛应用于地热资源勘探。本文主要对电磁探测在地热资源的应用与发展现状、地热电磁成像及地热要素电性特征等方面进行综合论述。然后,根据电磁勘探在地热区的应用实例,总结了电磁法在地热勘探中的适应性、有效性及准确性。最后,对地热资源混场源超宽频电磁数据采集、高精度反演成像及关键地热属性识别等前沿科学问题与方法技术进行了展望。     

特约主编致读者

地球因其独特的海陆分布格局和合适的气候环境为我们人类提供了适宜的生存条件，是全球人类赖以生存的唯一的绿色家园。但随着人类对地球资源的疯狂掠夺，不可再生的化石能源逐渐短缺且其燃烧气体大规模排放，雾霾、沙尘等严重影响了人类的安居生活，绿色的家园开始不再是绿色的。因而，人类开始面临一个巨大的挑战，就是寻找到可以取代化石能源的一种新的可再生能源，解决人类日益增长的能源需求和人类对绿色家园的渴望的矛盾。 地热能因其储量大、分布广、无污染、来源可靠而被认为是最有可能取代化石能源的可再生能源之一，在国内外新能源勘测与评价中受到极高的关注。人类历史中有两次重要的工业革命，这两次工业革命都是在新的能源取代旧能源基础上产生的；人类是否会发生第三次工业革命，而这第三次工业革命是否是以干热岩为代表的清洁的、可再生的地热能取代现有的污染较大、不可再生的能源呢？我国地热资源极为丰富，据专家估算，浅层地热资源量相当于90多亿吨标准煤，而深层（埋深3~10 km）地热资源量是浅层地热的7 500倍。因此，研究与开发地热资源，尤其是深层地热资源，必定是有效解决我国能源结构，实现取热减灾减排，达到经济发展与家园保护共赢的最终途径。 位于地球深部的干热岩型地热能由于温度高、稳定性好、能量巨大而得到全世界的密切关注。但是，地球深部的这种地热资源的形成机制是什么，在地球内部有何分布特点及规律，控热构造是什么，评价有何标准，开发技术如何突破等在国内外研究中还很薄弱；尤其是我国，这方面的研究才刚刚起步，这极大地制约了后续的高效开发利用。目前，全球对于深层地热能梯级开发利用的一个首要目的就是发电，而发电必备条件是要有高温的热能，在现代技术条件能达到的地球深部何处存在这种高温的热能，如何高效取出这种高温的热能是必须首先解决的科学问题。因此对其开发利用的地热理论基础和勘探技术显得举足轻重。 李德威教授和《地学前缘》编委会在2018年5月份决心以专辑的形式刊发干热岩勘探、选区与评价方面的论文。可是，李德威教授由于积劳成疾，于2018年9月14日不幸去世，他在病逝前还挂念着出版干热岩专辑的事。为了继承他的遗愿，为了促进我国干热岩事业的发展，编辑部决定由我们代任特约主编，继续完成本专辑的出版工作。根据收录上来的论文内容，我们将该专辑改为深部地热资源专辑。 针对深部地热资源，本专辑共收录了20篇论文，分别从深部地热资源的形成机制与分布规律、干热岩成因与分类、干热岩勘查方法与选区评价、控热构造、地热流体地球化学、深部地热资源模拟开发与利用技术等方面进行了探讨。相信这些文章的发表能让读者们对深层地热资源（干热岩）有更深入的了解，能够引起大家共鸣，让更多的人理解、支持并能齐心携力进行深层地热资源的勘探与开发利用研究，为绿色家园的未来和可持续发展而努力奋斗。 感谢所有作者（包括论文没有在本专辑刊登的论文作者）、审稿专家和编辑部所有成员为本专辑的出版所付出的艰辛劳动。     

我国火山地热流体地球化学研究新进展

本文综述了最近几年来中国研究者在地热流体地球化学研究领域取得的主要进展。在国际上关于地球内部流体及其作用研究取得重要进展的大背景下,我国学者在地热流体地球化学研究上也取得了一些重要成果,主要表现在火山地热区和非火山地热区两大方面,在火山学、地热学、环境学、大地构造学、地震学等五个学科领域都取得了一些重要进展。     

水文地质工作发展方向刍议

水文地质学的发展初期,实质上是找水水文地质学,到本世纪７０年代,水资源成为水文地质学的主要问题。今后,与生态环境有关水文地质问题的比重迅速增长,环境水文地质已成为水文地质学研究的核问题。２１世纪水文地质工作除应重视环境水文地质外,还应涉足城市地质、灾害地质等新领域,也应在地热地质,旅游地质领域大力拓展。     

中国大陆地区大地热流数据汇编

大地热流是地球内热在地表最为直接的显示,并能给出发生于地球内部深处各种作用过程间能量平衡的信息,因而日益引起地球科学界的广泛兴趣和普遍关注。我国大地热流研究始于60年代,易善锋(1966)曾报道过东北中生代盆地的三个热流数据。1979年,中国科学院地质研究所地热组正式公布了我国第一批大地热流数据25个。近十年来,不同单位和作者在华北、东北、攀西、西藏等地区又先后获得了一批热流数据。最近,本文第一作者受国际热流委员会的委托,负责将我国大陆地区热流数据进行汇总并作统计分析,以便纳入“世界热流数据汇编”。     

地热的综合利用

1、绪言去年(指1980年)10月,成立新能源联合开发机构,地热开发随之更趋活跃,作为与地热事业有关的我们,是极其高兴的。作为出现一个时代背景的石油危机已经过去,却还是要深深地感谢地热调查会廿年来为推动国产能源——地热的开发所作的努力,并祝愿今后日益发展。由于承担了“地热的综合利用”这一专题,所以,地热调查会提出叫我整理截止到目前     

特约主编致读者

地热与石油是共存于沉积盆地的两种资源。油田地热是地热学的一门重要分支学科,它主要涉及含油气盆地的今、古地温状况,盆地热历史及其与油气形成的关系。近年来,油田地热的研究也拓展到油气区地热资源的勘查和地热能的开发利用等方面。以“油田地热”为主题专辑的19篇论文分为两部分内容：一是与油气勘探密切相关的沉积盆地热体制研究成果,主要包括含油气盆地的地热特征、深部热结构和热流变结构、盆地热历史重建等方面的成果;二是油区地热资源的勘查与利用方面的研究成果,分析了我国油气区地热资源的勘查、开发和利用现状及发展趋势。本专辑的出版能使读者对中国油田地热研究的进展和发展趋势有进一步的了解。 沉积盆地的热体制研究包括现今地温分布特征、热历史、深部岩石圈热结构和热流变结构等方面的研究。我国系统的油田地热研究始于20世纪80年代初,经过各部门广大科研人员近30年的不懈努力,在我国大陆地区获得了高质量的大地热流数据1 246个,完成了新版的热流数据汇编,基本廓清了我国主要沉积盆地大地热流背景。盆地热演化是盆地动力学研究的重要内容,也是含油气盆地沉积岩层内的有机质成熟并向烃类转化过程中的关键因素之一。盆地热历史研究近年来的主要进展体现在热史重建方法方面,即在低温热年代学古温标方法和前陆盆地构造热演化模型中有重要的进展,本专辑的9篇论文展示了这方面的成果。利用多种古温标耦合反演方法重建热历史不仅克服了单一古温标的缺陷并可进行相互补充和验证,同时也提高了研究结果的精度和可信度,从而使得定量恢复古老盆地复杂热历史得以实现。而前陆盆地构造热演化模型的建立,则是实现了构造与热的较好结合,拓展了盆地动力学模型用于恢复热历史的范围。同时,地球深部热状况是深部地球动力学和岩石圈活动性研究的重要内容,明确岩石圈热流变结构纵横向及时间上的变化特征有助于解释盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学过程,进而反映岩石圈的地球动力学特性。本专辑的4篇论文展示了典型盆地的热结构、热流变结构的成果,并在岩石圈热结构、热岩石圈厚度、热流变结构的演化研究中取得了新认识,为地质历史时期深部动力学研究提供了重要的参数。 沉积盆地的油田分布区往往也是地热资源广泛分布的地区。我国主要油气区蕴藏着丰富的中低温地热资源。科学开发、利用地热资源对于缓解雾霾与大气治理具有积极作用。近年来,国内在油区地热资源的开发利用方面的研究工作也开展得如火如荼。对含油气盆地的地热资源潜力进行评价是地热开发利用的基础。本专辑5篇地热资源方面的论文包含了地热单元分类分级评价体系、地热系统类型划分和三个实际地区的研究实例。为了更好地分析地热资源的分布特征和富集规律、评价资源潜力并优选有利勘探开发目标,提出了从全球构造到地热藏的地热单元分类分级评价的思路并将地热单元由大到小划分为地热域、地热区、地热带、地热系统和地热藏等5个级别。此外,提出了地热系统的概念模式和功能单元,并结合地质构造背景和热源类型将地热系统划分为隆起山地岩浆活动型、隆起山地非岩浆活动型、沉积盆地岩浆活动型和沉积盆地非岩浆活动型地热系统四类。总体上,我国油田区地热资源的开发利用研究方面刚刚起步,但油田区具有丰富的地热资源,且油田地质资料丰富,可利用的废弃井数量大,油田区地热能利用市场非常广阔。 本专辑的作者大都是中青年的“热二代”和“热三代”,既有来自高校和中国科学院各研究所的研究人员,也有来自油田和地热研究院的专家,他们是我国目前油田地热研究的中坚力量。感谢诸位专家学者的热烈响应和积极参与！让我们共同为中国油田地热研究的繁荣而努力！ 最后,感谢本专辑的所有作者、审稿人、编辑部人员为本专辑出版付出的辛勤劳动。     

浙江省勘查地球化学四十年

40多年来，浙江省勘查地球化学工作经历了从无到有，从弱到强，从单领域到多领域，从单一的地质找矿的目标到为全社会服务的多目标的历程。20世纪60～70年代，化探作为一种找矿手段。自1963年开始的第一代区域勘查地球化学调查，以普查找矿为目的。1980～1994年进行了第二轮区域化探扫面，在找金矿方面取得较大突破。90年代初起，我省环境地球化学、农业地球化学、生态地球化学逐渐兴起，勘查地球化学进入了一个崭新的多目标拓展时期。     

地热水资源开发与环境保护

作为巨大的清洁能源,地热水资源已被大量开发及利用。但是清洁能源并不清洁,其由地下深处带到地表的一些化学物质等对地面环境势必造成严重的负面影响即危害。在介绍了地热水资源概况及开发利用现状基础上,对地热水资源开发及利用所带来的环境及环境地质问题进行了简单的介绍,特别是地面沉降、热污染及地热水资源衰减等,并分析了这些环境地质问题产生的机理。对地热水资源开发利用中存在的问题做了简要总结,并为地热水资源的合理开发、科学利用及可持续发展提出加强勘查评价工作,提高利用效率等五余个建议和对策。     

我国地热产业发展需要关注的几个问题

地热能源是一种清洁可再生能源,目前全球地热能源的开发日益得到重视。本文从影响我国地热产业发展的外部环境问题、规范发展问题、产业自身动力问题及技术进步问题进行了论述,希望引起各方的讨论,以促进我国地热产业持续、快速、健康发展。     

李四光教授倡导的中国地热研究

李四光教授是中国地热研究的倡导者,作者以中国科学院地质研究所地热室近20年来的研究工作为基础,从大地热流、深部地热、区域地温场、地热数学模拟、地热实验和分析测试系统、地热资源、矿山地热以及油田地热等八个方面阐述了我国地热研究的进展,以资缅怀和纪念李四光教授诞生100周年。     

中国油田地热研究的进展和发展趋势

油田地热是地热学的一门重要分支学科,而沉积盆地的热历史则是油田地热学研究的核心内容。油田地热主要研究含油气盆地的今、古地温状况,盆地热历史及其与油气形成的关系。地热与石油是共存于沉积盆地的两种资源。近年来,油田地热的研究还拓展到油气区地热资源的勘查和地热能的开发利用等方面。文中对近年来我国含油气盆地的地热特征、深部热结构和热-流变结构、盆地热历史重建的研究现状和存在问题进行了综述,探讨了我国油气区地热资源的勘查、开发和利用现状及发展趋势,以期对中国油田地热研究的进展和发展趋势有进一步的了解。     

国际岩石圈计划——八十年代国际地球科学研究的前沿

一、新的国际地球科学研究计划的诞生被称为八十年代地球科学研究前沿,期限十年的国际性多学科研究计划“岩石圈动力学和演化,地球资源和减轻灾害的纲要”经过七十年代后期三年多的酝酿、讨论和组织,巳于1980年付诸实施,并在过去的三年多时间里,取得了可喜的成果.该计划是在全世界日益关心未来的矿产资源和能源、自然灾害和合理的管理环境等问题,以及地球科学正在出现重要的概念复兴的时刻,根据国际大地测量及地球物理联合会(IUGG)和国际地质科学联合会(IUGS)共同倡议,由国际科学联合会理事会(ICSU)建立的.它是五十年代国际地球物理年,六十年代国际上地幔计划和七十年代国际地球动力学计划的科学成就和国际多学科合作精神的继续.     

高温地热流体中硼的地球化学研究进展

硼是高温地热流体中典型的特征元素之一，探讨其物质来源和富集规律，对认识地热系统的形成与演化以及地热资源的合理开发具有重要的指导意义.同时，硼也是一种典型的有害元素，伴随地热流体排放到地表后，会对地热区及周边环境造成严重的负面效应.近年来，在高温地热资源正在被大规模开发利用的背景下，高温地热流中硼的地球化学起源及其环境效应研究已引起国内外相关学者的广泛关注.本文综述了高温地热流体中硼的地球化学特征、物质来源以及环境地质效应，在此基础上总结了后期需要进一步加强的方向，以期为地热资源的合理开采、地热田周边地区的环境保护提供借鉴思路和指导作用.     

深井地震、地球物理长期观测与研究--现代地球科学的新进展

地球科学是以观测为基础的综合科学。随着地球科学研究的深入发展以及解决人类所面临着的环境、资源、防灾等科学问题的需要,20世纪90年代以来,世界大陆、大洋科学钻探工程研究以及在钻孔深井内进行的地震、地球物理长期观测得到迅速发展,取得了令人瞩目的研究成果,成为21世纪地球科学发展中的新热点。     

地热系统深部热能聚敛理论及勘查实践

深部热能聚敛及富集过程研究是地热资源探测评价的重要基础。地热壳构热控理论是以地球动力学理论为基础,以构造控热作用研究为主线,通过大地构造学、构造地质学、地热地质学等学科理论和方法,研究深部热能聚敛过程及热异常分布规律,分析各种构造要素间的相互作用及控热机制,探讨地热资源靶区预测方法,从而指导地热勘查的科学。本文系统论述了地热壳构热控理论的内涵与外延,提出了我国不同类型地热资源“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的客观自然规律,分析了我国陆区壳幔尺度热流配分格局与不同地质背景条件下影响浅地表温度场的主要控热构造,并以渤海湾盆地、青藏高原、东南沿海等我国主要地热系统为研究对象,以壳构热控理论为指导,以勘查区找热为出发点,以控热作用内生因素(壳幔生热)和外生因素(构造聚热)为切入点,通过研究影响壳幔生热、壳内传热、勘查靶区聚热这一地球物理过程,确定了不同构造背景下地热系统的主要控热构造。从传统的经验式找热到建立构造控热预测标志,再到水热型地热资源-干热型地热资源共生富集认知,理论认识的创新发展,将引领和支撑我国地热资源不断实现高效勘探和开发利用。