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。     

黑龙江林甸地区深部咸水层CO2地质储存条件与潜力评估

CO₂地质储存是减少碳排放、缓解温室效应的有效措施。经地热勘探与综合研究,黑龙江林甸地区埋藏深度940～2062 m的中生代白垩系泉头组三四段、青山口组和姚家组砂岩层状地层中蕴含丰富的咸水,溶解性总固体可达2000～9000 mg/L,孔隙发育较好,水流速缓慢,其上盖层以白垩系嫩江组、四方台组、明水组的层状泥质岩为主,厚度为800～1300 m,未被主要断裂带穿透,封闭良好,决定了其可以作为储存CO₂的良好地质储体。同时,大庆市紧邻林甸地区,化工企业众多,碳源集中且充足,规模大,距离短,为研究区的CO₂地质储存提供了有利条件。因林甸地区油气资源匮乏,缺少石油井,本次工作首次利用地热勘探井,根据CO₂地质储存技术机理,采用国际权威潜力评估公式,开展了深部咸水层CO₂地质储存的潜力评估。结果表明,其深部咸水层CO₂理论储存量为478.91×108 t,有效储存量为11.49×108 t,储存潜力较大,未来可作为大庆、齐齐哈尔等邻近城市减碳的地质储存场所。此项工作的开展,为林甸地区下一步实施CO₂地质储存适宜性评价、目标靶区筛选和场地选址及示范工程建设提供了技术支撑。     

石墨炉原子吸收法测定矿泉水中的微量钡

钡是碱土金属,钡及其化合物用途甚广。钡是一种肌肉性毒物,可以引起胃、肠道、心脏、骨骼肌刺激,继而麻痹。目前,钡已列入饮用天然矿泉水的限量指标。钡的测试方法有多种,火焰原子吸收法因检出限过高,不适合矿泉水中钡的测定;ICP—MS法设备昂贵,测定成本过高,也不适和矿泉水中钡的测定,因此,石墨炉原子吸收法成为测定矿泉水中钡的首选方法。由于钡在灰化过程中容易形成碳化物,从而形成严重的记忆效应,较高的原子化温度造成基体背景干扰增大,其使用波长位于可见光区,石墨管的连续辐射增加了基体干扰。为此,本文的试验方法选用热解涂层石墨管加入基体改进剂硝酸镁,可以大大减少基体干扰。     

黑龙江省林甸地热田成因分析及资源评价

为深入分析林甸地热田的形成模式, 准确评价地热流体资源量, 采用地质调查、地球物理勘查、地热钻探、地球物理测井、水位监测等地质勘查方法, 对地热田的成因机制与资源量进行了综合研究。结果表明, 林甸地热田的热源主要为幔源热、基底花岗岩放射性元素衰变产热及深大断裂摩擦生热。地热田热储以各类砂岩为主, 中生代白垩系泉头组三四段、青山口组和姚家组为热储主要发育层位。主要热储埋藏深度为940~2062 m, 热储层累计厚度为150~240 m。林甸断裂、林甸东断裂、黑鱼泡凹陷西部边界断层3条深大断裂为深部热量向上部地层中传导的良好通道。同时, 白垩系热储层之上沉积了嫩江组、四方台组、明水组巨厚泥性岩层, 为良好的隔热盖层。经计算, 林甸地热田的地热能储量为6.95×1019 J, 地热流体储存量为9.78×1010 m3, 地热流体可开采量为9.84×107 m3/a, 产能为694.13 MW, 属大型地热田。经水位监测, 2017年林甸镇地热资源开采量达到最大值, 水位到最低点, 超出了最大允许开采量, 应进行回灌。通过对林甸地热田的成因分析、资源评价及动态监测, 为今后地热田的勘查、开发利用规划、采矿权设置等提供了技术支撑。