地?zé)釃?guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀3

1、地?zé)崾且环N新型的能源和資源，同時(shí)也是綠色環(huán)保能源，它可廣泛應(yīng)用于發(fā)電、 供熱供暖、溫泉洗浴、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。地?zé)豳Y源是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)條件下， 地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)出來(lái)的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的 有用組分。地?zé)豳Y源的熱能一部分來(lái)源于地球深處的高溫熔融體;另一部分來(lái)源于放射性 元素衰變所產(chǎn)生的熱。因此，地?zé)崮苁峭ㄟ^(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用而形成的集熱、礦、水為一 體的礦產(chǎn)資源。地?zé)豳Y源按其在地下的賦存狀態(tài)，可以分為水熱性(地下100-4500m、干熱巖型 和地壓型地?zé)豳Y源3000-6000m，其中水熱型地?zé)豳Y源又可進(jìn)一步劃分為蒸汽型和熱水 型熱資源。按溫度高低，地?zé)豳Y源可劃

2、分為高溫地?zé)豳Y源(150 0C)、中溫地?zé)豳Y源( 900C 且1500C)、低溫地?zé)豳Y源(1500C)主要分布在西藏南部、云南西部、四川西部和 臺(tái)灣省，中低溫資源則遍布全國(guó)。因此，我國(guó)是以中低溫地?zé)豳Y源為主的國(guó)家。高溫地 熱主要用于發(fā)電，西藏羊八井是我國(guó)唯一具有一定規(guī)模的地?zé)岚l(fā)電基地，裝機(jī)25.18MW， 被譽(yù)為世界屋脊的一顆明珠。中低溫地?zé)嶂饕糜诜请娎?目前，我國(guó)直接利用年產(chǎn)出 能量和設(shè)備總裝機(jī)量分別在世界排名第1位和第2位(Lund, Freeston, 2001)。地?zé)崾且?種清潔的綠色能源，在世界和我國(guó)均得到了廣泛的應(yīng)用(汪集旸，2000;鄭克樓，2000)， 在我國(guó)的一些大城市的

3、應(yīng)用己經(jīng)取得了良好的效益(陳建平，2000;李春華、徐平，2000)。據(jù)歷史文獻(xiàn)記載，人類(lèi)利用地?zé)豳Y源距今己有三千年的歷史，最初是從溫泉洗 浴療疾開(kāi)始，隨后逐漸發(fā)展到應(yīng)用地?zé)崴膳l(fā)電，蒸汽加工食物，提取地?zé)崴辛颉?堿、硼砂等礦產(chǎn)資源，提取熱鹵水中溟、碘、鉀鹽、按鹽等工業(yè)原料。地?zé)豳Y源的大規(guī) 模開(kāi)發(fā)始于1812年意大利人在拉德瑞羅提取硼酸。1904年，意大利人科恩迪第一次將 地下噴出的蒸汽作動(dòng)力，牽引734W的汽輪發(fā)電機(jī)，點(diǎn)亮第一盞地?zé)犭姛?，預(yù)示著利用 地?zé)岚l(fā)電的開(kāi)始，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)利用地?zé)岚l(fā)電的新紀(jì)元。盡管人類(lèi)利用地?zé)岬臍v史悠久，但是系統(tǒng)的研究工作開(kāi)展甚晚，直到19世紀(jì)初期，現(xiàn)今地球物理學(xué)的

4、部分領(lǐng)域仍 被認(rèn)為屬于物理學(xué)的范疇。1834年佛格貝爾才率先提出“地球物理學(xué)”這一術(shù)語(yǔ)，且在 50年后，地球物理學(xué)才發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。在19世紀(jì)前半葉，地?zé)釋W(xué)基本上被 認(rèn)為是物理學(xué)中一般熱學(xué)的部分。1829年庫(kù)普佛利利用大量數(shù)據(jù)編制出地球表面溫度圖 和大氣溫度圖，并確定出這兩量通常并不一致。在他繪制的圖中，1849年紐曼寫(xiě)的地球 學(xué)教科書(shū)中引入了 “地?zé)釋W(xué)”這個(gè)專(zhuān)業(yè)名詞，雖然他用這個(gè)名詞意指地球內(nèi)部溫度，但 在教科書(shū)中，卻只強(qiáng)調(diào)地殼上部的熱狀態(tài)。傅里葉熱理論的研究不僅奠定了現(xiàn)代熱學(xué)的 基礎(chǔ)，而且還開(kāi)拓了認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部熱狀體的途徑。能源對(duì)世界經(jīng)濟(jì)最大的一次觸動(dòng)來(lái)自1973年爆發(fā)的第一次世界石

5、油危機(jī)(始稱(chēng) 能源危機(jī))。石油價(jià)格暴漲，使能源消費(fèi)下降，導(dǎo)致了世界性的經(jīng)濟(jì)衰退。許多國(guó)家的 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)陷入困境。由此，人們開(kāi)始研究能源對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用，把兩者的關(guān)系作為一 個(gè)重要的課題進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)能源是支持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和生產(chǎn)要素。經(jīng)濟(jì)增 長(zhǎng)需要消費(fèi)能源，同時(shí)又促進(jìn)了能源的開(kāi)發(fā)和替代，兩者相互促進(jìn)，相互制約。通過(guò)對(duì) 地球的礦物燃料仔細(xì)研究和評(píng)價(jià)，人們意識(shí)到若不開(kāi)發(fā)新能源，持續(xù)的開(kāi)發(fā)活動(dòng)必將使 之最終消耗殆盡。于是，新能源家族中最現(xiàn)實(shí)，最無(wú)污染的成員一地?zé)崮芡癸@為一種新 選能源，從此越來(lái)越受到人們青睞，地?zé)衢_(kāi)發(fā)研究隨之得以蓬勃發(fā)展，前景口趨廣闊。 地?zé)釋W(xué)發(fā)展至今仍屬于經(jīng)典地球物理的一個(gè)分

6、支學(xué)科，其研究?jī)?nèi)容涵蓋理論，應(yīng)用和實(shí) 驗(yàn)三個(gè)方面。理論方面研究己較為成熟，內(nèi)容側(cè)重于探測(cè)地球的熱狀態(tài)和熱歷史，包括 地?zé)岬臅r(shí)空分布、形成演變、匯聚傳輸?shù)?，其中地球?nèi)熱的形成、聚積、傳輸?shù)葯C(jī)制和 規(guī)律構(gòu)成了研究的核心。應(yīng)用方面強(qiáng)調(diào)地?zé)豳Y源的分布、富集規(guī)律和相應(yīng)的勘探開(kāi)發(fā)方 法及利用途徑等;同時(shí)，還探索深部熱作用對(duì)礦藏、煤炭、尤其是石油和天然氣的形成、 聚集、遷移所起到的重要控制。人類(lèi)目前對(duì)應(yīng)用地?zé)釋W(xué)的研究更為關(guān)注，內(nèi)容主要集中在構(gòu)造地?zé)釋W(xué)、地?zé)岬厍蚧?學(xué)、地?zé)峥碧綄W(xué)、熱儲(chǔ)工程學(xué)等方面。國(guó)際地?zé)釋W(xué)會(huì)(InternationalGeothermal Association) 出版地?zé)嵫芯亢蛻?yīng)用期刊(

7、地?zé)釋W(xué)(Geothermics)的主要文章也是集中在這幾個(gè)方面， 我國(guó)的地?zé)釋W(xué)研究?jī)?nèi)容基本和國(guó)際研究?jī)?nèi)容相同。自1978年12月在廣州召開(kāi)第一次“全 國(guó)地?zé)釋W(xué)術(shù)討論會(huì)，到1994年8月召開(kāi)第四次“全國(guó)地?zé)釋W(xué)術(shù)討論會(huì)議”，我國(guó)的地?zé)?研究無(wú)論是開(kāi)發(fā)實(shí)踐，還是理論研究均有較大程度地提高。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所、北 京大學(xué)地質(zhì)系、天津大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)工程地質(zhì)研究所等單位相繼成立了 專(zhuān)門(mén)的地?zé)嵫芯繖C(jī)構(gòu)或地?zé)崤嘤?xùn)中心，這些地?zé)嵫芯颗嘤?xùn)機(jī)構(gòu)的建立，促成了卓有效的 工作，先后公開(kāi)出版了多部專(zhuān)著，為我國(guó)地?zé)崂碚撌聵I(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。前期研 究中，地?zé)豳Y源的形成機(jī)制和地?zé)嵯到y(tǒng)類(lèi)型及特征基本上構(gòu)成了

8、探討的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，對(duì) 此，國(guó)際知名地?zé)釋W(xué)家美國(guó)White博士在20世紀(jì)60年代末即給出過(guò)中低溫對(duì)流型地?zé)?系統(tǒng)的經(jīng)典模式;美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所在進(jìn)行全美中低溫地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)時(shí)，Reed基于所獲得 的實(shí)際資料提出了三種不同類(lèi)型的中低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。國(guó)內(nèi)，熊亮萍和汪集腸等通過(guò)對(duì)福 建漳州地?zé)崽镎{(diào)查和研究編著了中低溫對(duì)流型地?zé)嵯到y(tǒng)一書(shū)，探索了中低溫深循環(huán)、 對(duì)流型水熱系統(tǒng)問(wèn)題;鄭灼華等研究了天津地?zé)釤醿?chǔ)模型與熱流特征;吳乾藩等系統(tǒng)研究 了云南地區(qū)地?zé)峄咎卣?陳墨香等編寫(xiě)了中國(guó)地?zé)豳Y源一形成特點(diǎn)和潛力評(píng)估，較 為系統(tǒng)而全面地闡述我國(guó)地?zé)豳Y源儲(chǔ)存的地質(zhì)構(gòu)造一熱背景、資源形成和分布特點(diǎn)及其 潛力評(píng)估;王東升根據(jù)大氣

9、降水和地下熱水氫、氧穩(wěn)定同位素組成的監(jiān)測(cè)和研究，將我國(guó) 地下熱水劃分為循環(huán)型和封存型兩種基本類(lèi)型。李學(xué)倫、栗廣忠等研究了山東半島溫泉 的地?zé)釋傩?、分布?guī)律及其特征與成因，認(rèn)為該區(qū)溫泉是板內(nèi)中低溫地?zé)嵯到y(tǒng)，形成于 分布主要受斷裂構(gòu)造的控制，形成機(jī)理為深循環(huán)一地?zé)嵩鰷?王貴玲等論述了鄂爾多斯周 邊緣地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地?zé)豳Y源形成的控制作用;呂金波、張坷等分別探討了京北地區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng) 和華南沿海溫泉的成因。不少學(xué)者認(rèn)為，地下熱水?dāng)?shù)值模擬以及含水層中熱能運(yùn)移及溫 度場(chǎng)分布研究，對(duì)指導(dǎo)地?zé)衢_(kāi)采有重要意;薛禹群等利用數(shù)值模擬在地下水熱量運(yùn)移、含 水層儲(chǔ)能等多個(gè)方面展示了其廣闊應(yīng)用前景;周訓(xùn)等對(duì)深層地下熱水運(yùn)移三維數(shù)值模擬 做了探討。薛傳東等建立了考慮溫壓變化和越流條件的昆明地?zé)崽锷顚踊鶐r地下熱水系 統(tǒng)中水流和溶質(zhì)運(yùn)移的準(zhǔn)三維非穩(wěn)定流數(shù)值模型。在地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方面，地礦部水文地 質(zhì)公司于1985年以國(guó)家現(xiàn)狀報(bào)告的形式，對(duì)外公布了