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海底地熱能夠形成有工業(yè)價值的礦床嗎？

更新時間：2020-07-17　點擊量：1072

　陸地上的地熱，給人難以忘懷的印象。西藏羊八井的熱海，一柱柱白色的熱氣向湛藍的天空升騰，地下的白色霧氣與天上的白云交相輝映，一汪汪出露的熱水噴泉的周圍，形成的硅華、鈣華如一座座城堡，讓人浮想聯(lián)翩。海水之下，洋底之中，是否也有地熱？是否也形成熱水的噴泉？是否也有硅華、鈣華形成的神秘城堡？

　　其實，地球是一個整體?；钌牡厍蚰軌蛟陉懙厣险孤蹲约簻責岬能|體，自然在海洋中也會有展露?？茖W家認為，陸地上地殼的厚度遠遠大于海洋，況且海洋中一些地帶的地殼是薄的，離熾熱的地幔很近，應是地熱更發(fā)育的地區(qū)。1977年，世界上的伍茲霍爾海洋研究所的R.巴拉德等科學家乘坐“阿爾文”號潛水器，在大洋中的加拉帕戈斯裂谷直接觀察到熱泉的存在，其溫度高達380℃，熱水剛噴出之時清澈透明，與冰冷的海水相混，便激起混濁的白色水柱，人們稱之為“白煙囪”。

　　之后的深海大洋科學考察，不斷發(fā)現(xiàn)海底洋底存在著大量的地熱活動區(qū)。目前，人類至少發(fā)現(xiàn)了490個地熱活動區(qū)，將來的發(fā)現(xiàn)肯定會與日俱增。這些地熱活動區(qū)主要分布在北緯40°和南緯40。之間的大洋中脊和海底火山帶等現(xiàn)代構造比較活躍、巖漿活動比較強烈的洋底。

　　海底地熱活動的地區(qū)，常形成熱泉，向冰冷又黑暗的海水噴出熱液。據(jù)統(tǒng)計，大部分海底熱液溫度可達300℃，其周圍形成特殊的生態(tài)群落。日常情況下，生命很難在溫度超過50℃的環(huán)境中生存。但溫度高達300多度的海底熱泉周圍，竟奇跡般地生活著血紅色的長達3米的無口、無腸道的管狀蠕蟲，不可思議地橫行著沒有眼睛的巨蟹，橫臥著碗口大小的血液也是紅色的肥蛤！

　　煙囪冒煙過后，留下了高聳的堆積物，往往富含金屬礦物，形成具有工業(yè)價值的金屬礦床。

　　在*沒有光合作用進行的環(huán)境中，熱泉周圍的特別生物群落引起科學家的關注。為什么會出現(xiàn)異樣的動物呢？它們靠什么維持生命？經(jīng)過科學家的調查，熱液活動區(qū)附近水中的營養(yǎng)鹽極為豐富，是一般海底的300倍，遠遠高于一般生物生存水域的養(yǎng)分。這些豐富的營養(yǎng)鹽，有沒有可能形成有經(jīng)濟價值的礦床？

　　1948年，瑞典“信天翁”號調查船發(fā)現(xiàn)紅海海底存在含金屬的泥。美國科學調查船在1965年觀察到紅海含金屬泥的海底區(qū)域是熱液活動區(qū)。至今，海洋地質學家認為，海底熱液活動可形成兩類礦床：一是金屬軟泥，二是塊狀硫化物礦床。

　　紅海金屬軟泥的發(fā)現(xiàn)及其可能具有的巨大經(jīng)濟價值引起當時海洋強國的興趣，各國紛紛派出調查船進行礦床普查。1964年，英國“發(fā)現(xiàn)”號、西德“流星”號、美國“阿特蘭蒂斯Ⅱ”號等百舸爭流一般地集中在紅海，開始大規(guī)模尋找金屬軟泥礦床，先后在中央裂谷帶發(fā)現(xiàn)24個熱液活動區(qū)，并含有高濃度的金屬，當時稱為“熱鹵水池”。其中，被命名為“阿特蘭蒂斯Ⅱ”海淵的金屬軟泥經(jīng)濟價值，其上部10米厚的軟泥中富含鐵、錳、鋅、銅、鎳、鉆、鉻、銀、金、鉬、釩、鋇、鍶等金屬元素，約含鋅290萬噸、銅106萬噸、銀4 500萬噸、金45萬噸，資源總量超過5 000萬噸，是當今世界上已發(fā)現(xiàn)的有經(jīng)濟價值的熱液礦藏。

　　金屬軟泥的發(fā)育并不限于紅海。目前，在東太平洋的巴烏海盆等地就發(fā)現(xiàn)了金屬軟泥。深海鉆探的巖心中，也發(fā)現(xiàn)太平洋和大西洋存在多次生成的金屬軟泥。只是大洋中的金屬軟泥很少含有金、銀等貴金屬元素，一般只有鐵、錳、銅、鈷、鎳等。

　　海底熱液活動形成的另一類礦床為塊狀硫化物礦床，主要生成于大洋中脊軸部的裂谷帶，它一般與活動熱液噴口或古熱液噴口相伴生，呈小丘、煙囪和錐形體狀成群出現(xiàn)，如陸地上西藏羊八井熱海中的硅華、鈣華。

　　據(jù)研究，熱液及塊狀硫化物礦床形成的機理為：含金屬量極低的海水沿裂谷帶張性斷裂或裂隙向下滲透，被新生火山巖質洋殼加熱，溫度逐漸升高，進入巖石中的高溫海水從玄武巖中淋濾出大量的各種金屬元素，形成高溫、高濃度、高密度的高壓地下水，它受到地質構造的控制而噴出或溢出海底，即與低溫的海水相遇，熱液的溫度驟然降低，溶解度隨之降低，極細粒的黃鐵礦、黃銅礦、鉛鋅礦、閃鋅礦等硫化物，鈣、鎂硫酸鹽的快速沉淀，在熱泉附近堆積，形成柱狀或錐狀的硫化物礦床。由于硫化物較黑，堆積物如“煙囪”，因此用“黑煙囪”來形象地稱海底熱液體系及形成的硫化物礦床。

　　黑煙囪的壽命很短，但一般可堆積大量的金屬。一個黑煙囪從生到死，只有十幾年到幾十年。黑煙囪的活動偃旗息鼓后，沉淀物就會堆積起直徑數(shù)百米、高數(shù)十米的上細下粗的立柱或立錐。每個黑煙囪通?？尚纬蓴?shù)百萬噸的礦床。如北太平洋海脊中有一個已死亡的黑煙囪，形成直徑200米、高為10米的沉淀物堆積體，經(jīng)測算其金屬硫化物的儲量達到150萬噸，價值為數(shù)億美元。

　　海洋之中，黑煙囪總體呈條帶狀分布，可分為大洋中脊型、島弧—邊緣海型、活動斷裂型和熱點型。前三者呈線狀分布，它們所控制的熱液活動區(qū)自然相伴而來。如屬大洋中脊型的東太平洋海隆熱液礦床僅在北緯21°的一處，發(fā)育的熱泉長為7千米，寬不過200～300米，在這狹長條帶內存在有25個噴口，各噴口周圍聳立高1～5米的黑煙囪。

　　海底熱液礦床有著“海底金銀寶庫”的美譽，這可能是因為海底熱液礦床不同于結核、結殼。首先，單個海底熱液礦床分布的區(qū)域面積較小，儲量較大，呈塊狀或厚層狀堆積，不像結核、結殼那樣如薄紙狀分布，如開采同等數(shù)量的礦產(chǎn)，則工藝迥然不同。其次，海底熱液礦床分布較有規(guī)律，如果發(fā)現(xiàn)一處，則可以順藤摸瓜，沿構造線找到其余的礦床。再者，海底熱液礦床的量較大，海洋中已發(fā)現(xiàn)熱液礦床超過432處，其資源量較大，如在加帕戈爾斯海嶺發(fā)現(xiàn)的塊狀硫化物礦床，位于水深2 500米左右，呈長100米、寬200米、高35米的長方體，含鐵35%，銅10%，儲量達2 500萬噸，簡直就是一座精礦的倉庫。因此，海底熱液礦床具有較易實現(xiàn)的經(jīng)濟價值。
（來源：公眾號；作者：自然資源知識服務）

全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)/凍土地溫自動監(jiān)測系統(tǒng)

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TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè)，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監(jiān)測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，主要是一套*基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結：高性價格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

本系統(tǒng)技術參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測

2、報警功能

3、數(shù)據(jù)存儲

4、定時保存設置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數(shù)】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數(shù)：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點，實際使用應該限制在150個節(jié)點以內。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng)，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據(jù)客戶距離進行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法：
　　為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標準。在系統(tǒng)的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進行全年動態(tài)能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負荷，我們根據(jù)該負荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長，測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環(huán)境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度，但對模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數(shù)，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測，地源熱泵溫度監(jiān)測研究，地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，淺層地熱測溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環(huán)境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統(tǒng)的精度差，會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉換器和現(xiàn)場總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉換成適合遠距離傳輸?shù)臄?shù)字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設

一、系統(tǒng)介紹

1、建設自動監(jiān)測監(jiān)測平臺，可監(jiān)測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統(tǒng)空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù)；地溫場的變化等，實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測，異常情況預

警，做到真正的無人值守?？蓪岜孟到y(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導依據(jù)。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設備的地熱井實施自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示，可實現(xiàn)地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預

警，做到實時監(jiān)管，有地熱井運行的穩(wěn)定性。

1）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線；

3）開采井井內水位監(jiān)測及變化曲線；

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海底地熱能夠形成有工業(yè)價值的礦床嗎？

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