黑龙江林甸地热田热水微生物多样性与群落结构分析

【研究目的】研究地热系统微生物群落组成有助于揭示地热流体地球化学演化和指示热储地球化学环境。已有研究显示,林甸地热田热水还原性强且富含甲烷,但关于微生物在甲烷形成中的作用研究较少。本文旨在分析林甸地热田热水中微生物的群落结构和多样性特征,并揭示其甲烷生成途径。【研究方法】在地热供暖季和非供暖季采集并测试了9个热水微生物样品,并对热水中微生物多样性、群落结构及功能基因进行了分析。【研究结果】属水平上,林甸地热水中优势细菌主要为不动杆菌属(Acinetobacter,>80%),与已有报道的地热系统有一定差异,而同油田热水相似;供暖季和非供暖季热水中细菌多样性差异较大,非供暖季细菌多样性高于供暖季,但古菌多样性基本不受开采影响;优势古菌以广古菌门(Euryarchaeota)产甲烷菌为主,地热流体中的甲烷气体主要源于H₂还原CO₂产甲烷途径,而甲基歧化产甲烷作用和H₂还原甲基化合物产甲烷途径次之。【结论】林甸地热田热水中微生物多样性和群落结构较为独特,与地层中有机质含量较高、地热开采扰动有关。     

通辽科尔沁地区土壤微生物群落结构和功能及其影响因素

农业作为通辽科尔沁地区的传统产业,是当地重要经济产业之一.了解土壤微生物群落结构和功能及其影响因素对农作物种植、污染土地修复等具有重要意义.采用Illumina Miseq高通量测序技术、FAPROTAX.1.1功能预测平台等方法,在该区采集71个土壤样品,分析其地球化学特征和微生物群落特征并对微生物群落进行功能预测,同时探讨不同环境因子和空间因子对微生物群落的影响.结果显示:微生物群落由变形菌门（Proteobacteria）（19.77%）、奇古菌门（Thaumarchaeota）（17.85%）、酸杆菌门（Acidobacteria）（17.14%）和放线菌门（Actinobacteria）（15.58%）等构成;功能预测表明该区存在大量活跃的参与氮循环过程的微生物功能群,其中有氧氨氧化功能群为该区的优势微生物功能群.方差分解分析显示,在对微生物群落结构差异的可解释范围内环境因子比空间因子的解释量更大.Mantel检验结果显示,整体微生物群落与土壤pH、EC、TN、C/N及Mg、Na、Sr元素含量显著相关（p < 0.05）.综合分析表明,pH、EC和Sr元素含量是影响通辽科尔沁地区土壤微生物群落结构和功能及多样性的主要环境因素.      

祁连山冻土区天然气水合物DK-2钻孔微生物群落

对青海省祁连山永久冻土区天然气水合物DK-2钻孔的11件样品进行分析,通过微生物群落分析来探寻水合物层样品与非水合物层样品的差别。在11件样品中均发现了细菌16S rDNA,未检测到海洋天然气水合物地区常见的古菌16S rDNA、mcrA(Ⅰ,Ⅱ)、pmoA、mmoX和mxaF。分析得到的细菌16S rDNA分属5个门,包括变形杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和异常球菌-栖热菌门,随着样品深度的增加,细菌多样性有降低的趋势。对非水合物层样品DK2-19和水合物层样品DK2-25进行细菌系统发育树分析,发现这2个样品群落结构相差较大。水合物层样品与非水合物层样品细菌群落对比后发现,水合物层样品中γ-变形杆菌的比例低于非水合物层样品中γ-变形杆菌的比例,而Arthrobacter属多发现于非水合物层的样品中。     

离心操作对BIOLOG法测定微生物群落功能多样性的影响

陆地生态系统的有机质分解是地球系统碳循环的重要环节,但目前人们对这一过程的认知程度尚待提高,原因之一是对植物凋落物分解时微生物群落功能多样性的变化缺乏系统认识.如能将BIOLOG微平板法引入植物凋落物降解初期的研究中,将弥补这一重要环节的缺失.但当前对如何在降解初期研究中应用这一方法、尤其是对于在预处理过程中是否应进行离心操作并无定论.为此,笔者选用北京桦树林区凋落物的淋洗液为接种液,考察离心操作对BIOLOG微平板法测定结果的影响.研究发现:离心操作能减小培养液的浊度(吸光度减小0.13)、降低溶液颜色对微孔显色程度的干扰,但也会导致测得的微生物群落数量减少(平均颜色变化率可降低约0.4);样品中微生物群落数量越小,群落功能多样性受影响的程度则越大.因此,在选择是否进行离心操作时,需针对具体的研究对象综合选择.     

祁连山冻土区天然气水合物DK一2钻孔微生物群落

对青海省祁连山永久冻土区天然气水合物DK一2钻孔的11件样品进行分析,通过微生物群落分析来探寻水合物层样品与非水合物层样品的差别。在11件样品中均发现了细菌16SrDNA,未检测到海洋天然气水合物地区常见的古菌16SrDNA、mc以（I,Ⅱ）、pmoA、mmoX和mxaF。分析得到的细菌16SrDNA分属5个门,包括变形杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和异常球菌一栖热菌门,随着样品深度的增加,细菌多样性有降低的趋势。对非水合物层样品DK2—19和水合物层样品DK2—25进行细菌系统发育树分析,发现这2个样品群落结构相差较大。水合物层样品与非水合物层样品细菌群落对比后发现,水合物层样品中叫一变形杆菌的比例低于非水合物层样品中1一变形杆菌的比例,而Arthrobacter属多发现于非水合物层的样品中。     

祁连山多年冻土区甲烷通量与甲烷微生物群落组成的关系

全球变暖可能导致多年冻土中的有机碳分解,向大气释放甲烷(CH4),但多年冻土的甲烷释放通量与微生物群落结构以及功能基因的丰度相关性还不清楚.于2019年6月～2020年1月,选择青藏高原北部祁连山多年冻土区,利用静态箱-气相色谱法对不同海拔地区进行CH4释放通量测定,并分析土壤理化性质、CH4功能微生物群落、功能微生物...     

庐枞矿集区深部探测科钻预导孔开钻

《中国矿业报》消息（2012-07-19）庐枞矿集区深部探测科学钻探预导孔近日在安徽省枞阳县正式开钻,标志着大陆科学钻探选址与钻探实验综合研究项目进入新的阶段。据悉,实施庐枞矿集区深部探测科学钻探预导孔,是国家＂深部探测技术与实验研究专项＂中的东部矿集区科学钻,     

神农架大九湖泥炭湿地甲烷通量特征及其与土壤微生物群落组成的关系

虽然神农架大九湖泥炭湿地的甲烷排放特征、土壤微生物群落组成已有一些研究,但是关于微生物群落与甲烷排放量的关系及影响的研究不多.采用涡度相关法和高通量测序技术,探讨2016年3月~2017年2月微生物对大九湖泥炭湿地CH₄通量排放的影响.结果表明,大九湖泥炭湿地研究期间表现为CH₄的源,年总排放量5 566.27 mg·m-2,日平均排放速率10.96 nmol·m-2·s-1;春、夏、秋、冬四季的平均通量分别为12.06、22.47、3.02、2.92 nmol·m-2·s-1;研究区优势菌为泉古菌（54.6%）、广古菌（18.9%）、酸杆菌（12.6%）等.对不同季节样品Shannon指数进行单因素分析,p值为0.000 127,分析结果表明:CH₄月通量变化均呈明显的倒“U”型;夏季CH₄通量最高,冬季最低;不同季节的微生物群落物种多样性存在显著差异;夏季、冬季微生物群落组成与CH₄通量分别呈显著正相关、显著负相关;未鉴别出的菌群和俭菌总门与CH₄通量呈极显著正相关关系,泉古菌门与CH₄通量呈极显著负相关关系.      

于都 赣县矿集区科学钻探NLSD 1孔超声波成像 测井响应特征及其深部找矿意义

NLSD-1孔是南岭地区第一口科学钻探孔,也是目前我国金属矿区最深的科学钻探工程之一,终孔深度达到2967.83m。为了精细刻画矿集区深部结构框架、揭示深部矿化带分布特征和建立深部找矿地球物理解释标尺,提高对深部成矿规律的认识,该孔在钻进过程中实施了连续取芯,并且进行了多种地球物理测井和井中物探方法的测量。超声波成像测井是一种先进的测井技术,包含丰富的原位地质特征信息,在油气勘探中常用于井旁地质构造和地应力分析。本文将超声波成像测井应用于金属矿区科学钻探中,对NLSD-1孔采集到的超声波成像测井资料进行了研究,认为成像测井图像能够精细刻画孔壁裂缝、破碎带等地质特征,同样适合于金属矿勘查中的井旁构造解释;主要矿化层(409~429m、430~446m、621~641m、655~666m、679~691m、696~706m、744~759m、776~788m、907~921m、1031~1042m、1081~1090m、1430~1439m、1440~1448m等)均发育裂缝或破碎带,表明测井结果对矿化层埋深具有指示作用,并且揭示钻孔附近矿化层具有西浅东深的空间展布特征;根据裂缝产状的垂向变化,推断F1断层过NLSD-1孔深度范围为1375.32~1380.79m;此外,裂缝与孔斜关系的研究对钻孔纠斜具有指导意义。研究结果表明超声波成像测井在深部找矿中能够发挥重要作用。     

陕西关中地区深层地热井成井工艺探讨

陕西关中地区是我国地热开发较早的地区之一,经过长期实践形成了一套适合本地区实际的成井工艺。主要就该地区深层地热井成井工艺的传统做法进行论述,并就其中存在的问题提出了一些改进的建议,希望能对今后陕西关中地区深层地热井施工及成井有所启示。     

南京汤山地区地热水资源评价

为了准确规划和评价南京汤山地区地热水资源的可开采量,预测在规划开采条件下的地热水水位和水温的变化,在充分研究了汤山地区地热水系统水文地质特征的基础上,概化出南京汤山地区地热水系统的水文地质概念模型,建立了地热水非稳定渗流和热量运移三维耦合数学模型,模拟预测了降深不超过50 m时的地热水可开采量及其水位和水温的变化。结果表明：汤山地区现有14口地热水井的可开采量有所差异,最大为R08（温泉公司1#）,开采量可达1 450.0 m³/d,最小为R11（中闻集团2#）,开采量仅有125.0 m³/d,地热水的总可开采量为3.08×10⁶m³/a;且随着开采的进行,地热水水位逐渐下降,各地热水井温度逐渐上升,上升幅度略有不同,年均水温上升2~3℃。     

聚合物钻井液在河北广宗勘探区深孔施工中的应用

在河北广宗勘探区深孔施工中,由于地表钻探用水水质影响及原钻井液体系不合适,造成钻井液性能指标达不到要求,性能难以控制,尤其失水量严重超标,接连发生孔内事故。针对存在的问题,经过分析和实验,采用化学方法处理钻探用水,选用聚合物钻井液,解决了深部钻孔施工存在的难点,收到了较好的效果,单孔深度达到1937.35m,并刷新了本单位及局属单位的钻探记录。     

煤田地震勘探在深水区的应用

深水区煤田地震勘探的主要困难是水下激发与接收，结合岳城水库的地表赋水特点，进行了激发与接收的实验，在4种接收方法中水下密封检波器与水库底面偶合好，抗水域次级震动能力强，接收效果较好；在激发实验中，选用了由铁管成孔并沿孔内壁下药进行激发的方法，其激发能量大，穿透力强。     

镜泊湖地区水体的同位素、元素地球化学特征及地下热水储存状态分析

依据镜泊湖地区水体的同位素、水化学及微量元素中子活化分析资料，详细阐述了各采样点水体的来源、补给相对高程和它们之间可能的水力联系，以及有关的地热信息；分析了区内地热资源的有利地质背景条件研究区地处深大断裂及岩浆喷发带，火山喷发一直延续至第四纪全新世，有充分的热源供给；区内上部为较厚的玄武岩覆盖，有利于储存地热；下部白垩系上统为主要含水层，发现有广泛分布的典型木／岩热蚀变产物——斜发沸石，进而证明存在地下热水的可能性。     

Hydrochemistry and H-O-C-S Isotopic Geochemistry Characteristics of Geothermal Water in Nyemo-Nagqu, Tibet

Nyemo-Nagqu, Tibet, is rich in high-temperature geothermal resources. The geothermal fields in Yangbajain and Yangyi as well as 11 unexplored geothermal fields along the geothermal belt from Nyemo to Nagqu were systematically investigated and the hydrochemistry data were collected from the whole field. Meanwhile, H-O-C-S isotope data were obtained for the new fields, and H-O isotope data for the Yangbajain and Yangyi fields. A comparison of the Nyemo-Nagqu geothermal fields with those in the Yangbajain area shows that the types of high-temperature geothermal water are dominated by Cl-Na and Cl·HCO_3-Na, while the types of medium-high-temperature geothermal water are dominated by HCO_3-Na. The concentrations of Li, F, SiO_2, and HBO_2 in the geothermal water are positively correlated with Cl content, indicating possible mixing with magma water. The reservoir temperatures range from 90 to 270°C by geothermometers. Slight drifting of ~(18)O was recorded at the Dongweng and Nyingzhong high-temperature geothermal fields, while more significant drifting was recorded at Gulu. The geothermal water is mainly replenished by atmospheric precipitation. The low tritium contents(1 TU) of the geothermal water from Nyingzhong, Gulu, and Luoma indicate that it is mainly replenished by sub-modern(prior to 1952) water, while the high tritium content(8.4 TU) in Yuela implies modern water replenishment. Other geothermal fields are replenished by a mix of sub-modern fresher water. The isotopic data in this study show that the carbon and sulfur in the geothermal water originates mainly from sediment leaching, with some of the carbon and sulfur having a deep origin.     

湖北清江和尚洞滴水微生物群落随空间和季节的变化

为了考察现代微生物群落对环境因子的响应关系及其在古气候重建中的应用潜力, 利用微生物学传统的培养计数、荧光染色总菌计数和BIOLOG的ECO微平板等技术对湖北省清江和尚洞内不同地点的滴水由内至外进行了空间和季节性的动态监测, 4个滴水点由内向外编号依次为1D、3D、4D和5D.结果证实湖北清江和尚洞洞穴滴水中存在一定数量的微生物.不同样点微生物的代谢活性不同, 1D样品中的微生物群落代谢活性最高, 3D表现出与1D相似的代谢特征, 但平均颜色变化率(AWCD: 微生物对碳源的利用程度, 颜色变化率越高, 表明微生物代谢越旺盛)较1D小, 4D和5D样品在接种24h后平均颜色变化率(AWCD)基本保持不变.对微生物代谢较为旺盛的1D、3D两个样品中不同时间内微生物群落的多样性指数进行分析, 表明洞穴滴水中微生物多样性相对稳定, 随采样季节的变化不大.相对于3D、1D的4个不同季节(采样时间)微生物群落对碳源种类的利用上存在一定差异.1D水样在2006秋季(2006年11月份)、2007春季(2007年5月)和2009年夏季(2009年7月份)微生物群落利用碳源种类上比较接近, 而在2008年初秋(2008年9月)碳源利用种类与前三者的差异明显.与1D相比, 3D的4个不同采样时间的滴水微生物群落在主成分1和主成分2的得分系数比较接近, 群落碳源代谢功能多样性差别不大.这种变化可能反映了不同季节滴水中可溶有机质成分(DOC)的变化及微生物群落成分的变化, 暗示了微生物群落结构变化在指示气候变化应用中的巨大潜力.但微生物群落多样性与代谢功能多样性与气候因子之间的关系尚需深入研究.      

冀中平原深部地下热水资源可更新特征与依据——以辛集馆陶组地下热水系统为例

针对冀中平原深部地下热水资源可更新性问题,以辛集馆陶组地下热水系统为例,采用相同开采强度下地下热水位降幅异常变化的识别方法,通过2000年以来该地下热水位年际及月际降幅与开采量和上游山区年降水量之间响应变化特征研究,结果表明:(1)冀中平原辛集地区馆陶组地下热水资源具有一定的可更新能力,与上游山区年降水量变化相关,还与地下水位埋深、当年开采引起的水位降幅大小和开采疏干层位砾粗砂岩及细砂岩占比状况有关;(2)辛集地区馆陶组地下热水大规模开采,是该地下水系统获得上游区侧向流入补给的必要条件,属于开采激发型补给,更新补给的资源数量有限;(3)从2000年以来该区地下热水水位动态变化趋势来看,目前该区地下热水资源已处于超采状态,需要压采或人工回灌增大补给,否则难以可持续开发利用。     

关中盆地西安凹陷地热水赋存特征及其资源量估算

地热资源的开发利用有助于调整能源结构、提高环境质量和治污减霾。关中盆地西安凹陷地热水赋存条件较好,资源量丰富,地热水具备规模化开发利用的基础。目前,未见关于西安凹陷地热储层划分及资源量的研究。将西安凹陷地热水热储层分为红河-白鹿塬组、新近系的冷水沟-寇家村组、蓝田灞河组、张家坡组4类,对其系统分析每类热储层的储盖特征、地层岩性、沉积相等。通过地热水水化学分析,认为在纵向上,西安凹陷地区地热水赋存环境越往下部封闭性越强;在平面上,西安凹陷中部地区的环境相对较为封闭,而南部、北部为相对开放的化学环境。结合区域地温资料,分别计算了西安凹陷地区洪积平原和冲积平原的恒温层深度,分析了区域20 m、500 m、1 500 m、2 000 m深度处的地温场特征及区域地温梯度特征。采用体积法评价了西安凹陷地热水的总体积储量、总弹性储量、总静储量。总体积储量为5 270.96×108 m3,总弹性储量为16.89×108 m3,总静储量为5 287.85×108 m3。通过对西安凹陷地区地热水资源规律的研究,认为该地区地热水资源储量丰富,热储层的埋藏相对比较稳定,开发利用的风险较小,推进该地区地热水的开发利用对治污减霾、调整能耗结构及改善民生都具有积极的意义。     

运用H、O同位素分析石阡地区地热水来源

通过对贵州省石阡地区地热水、冷泉及河流的地热地质条件、水化学成分及氢氧同位素分析,对该地区的地热水、冷泉及河流的水化学特征、来源及石阡地区的补给模式进行了研究.温泉水属于低中矿化度的弱碱性水;温泉群中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以SO42-和HCO3-为主,研究区水化学类型主要为HCO3-Ca和SO4.HCO...