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海底地热能够形成有工业价值的矿床吗？

更新时间：2020-07-17　点击量：1062

　陆地上的地热，给人难以忘怀的印象。西藏羊八井的热海，一柱柱白色的热气向湛蓝的天空升腾，地下的白色雾气与天上的白云交相辉映，一汪汪出露的热水喷泉的周围，形成的硅华、钙华如一座座城堡，让人浮想联翩。海水之下，洋底之中，是否也有地热？是否也形成热水的喷泉？是否也有硅华、钙华形成的神秘城堡？

　　其实，地球是一个整体。活生生的地球能够在陆地上展露自己温热的躯体，自然在海洋中也会有展露。科学家认为，陆地上地壳的厚度远远大于海洋，况且海洋中一些地带的地壳是薄的，离炽热的地幔很近，应是地热更发育的地区。1977年，世界上的伍兹霍尔海洋研究所的R.巴拉德等科学家乘坐“阿尔文”号潜水器，在大洋中的加拉帕戈斯裂谷直接观察到热泉的存在，其温度高达380℃，热水刚喷出之时清澈透明，与冰冷的海水相混，便激起混浊的白色水柱，人们称之为“白烟囱”。

　　之后的深海大洋科学考察，不断发现海底洋底存在着大量的地热活动区。目前，人类至少发现了490个地热活动区，将来的发现肯定会与日俱增。这些地热活动区主要分布在北纬40°和南纬40。之间的大洋中脊和海底火山带等现代构造比较活跃、岩浆活动比较强烈的洋底。

　　海底地热活动的地区，常形成热泉，向冰冷又黑暗的海水喷出热液。据统计，大部分海底热液温度可达300℃，其周围形成特殊的生态群落。日常情况下，生命很难在温度超过50℃的环境中生存。但温度高达300多度的海底热泉周围，竟奇迹般地生活着血红色的长达3米的无口、无肠道的管状蠕虫，不可思议地横行着没有眼睛的巨蟹，横卧着碗口大小的血液也是红色的肥蛤！

　　烟囱冒烟过后，留下了高耸的堆积物，往往富含金属矿物，形成具有工业价值的金属矿床。

　　在*没有光合作用进行的环境中，热泉周围的特别生物群落引起科学家的关注。为什么会出现异样的动物呢？它们靠什么维持生命？经过科学家的调查，热液活动区附近水中的营养盐极为丰富，是一般海底的300倍，远远高于一般生物生存水域的养分。这些丰富的营养盐，有没有可能形成有经济价值的矿床？

　　1948年，瑞典“信天翁”号调查船发现红海海底存在含金属的泥。美国科学调查船在1965年观察到红海含金属泥的海底区域是热液活动区。至今，海洋地质学家认为，海底热液活动可形成两类矿床：一是金属软泥，二是块状硫化物矿床。

　　红海金属软泥的发现及其可能具有的巨大经济价值引起当时海洋强国的兴趣，各国纷纷派出调查船进行矿床普查。1964年，英国“发现”号、西德“流星”号、美国“阿特兰蒂斯Ⅱ”号等百舸争流一般地集中在红海，开始大规模寻找金属软泥矿床，先后在中央裂谷带发现24个热液活动区，并含有高浓度的金属，当时称为“热卤水池”。其中，被命名为“阿特兰蒂斯Ⅱ”海渊的金属软泥经济价值，其上部10米厚的软泥中富含铁、锰、锌、铜、镍、钻、铬、银、金、钼、钒、钡、锶等金属元素，约含锌290万吨、铜106万吨、银4 500万吨、金45万吨，资源总量超过5 000万吨，是当今世界上已发现的有经济价值的热液矿藏。

　　金属软泥的发育并不限于红海。目前，在东太平洋的巴乌海盆等地就发现了金属软泥。深海钻探的岩心中，也发现太平洋和大西洋存在多次生成的金属软泥。只是大洋中的金属软泥很少含有金、银等贵金属元素，一般只有铁、锰、铜、钴、镍等。

　　海底热液活动形成的另一类矿床为块状硫化物矿床，主要生成于大洋中脊轴部的裂谷带，它一般与活动热液喷口或古热液喷口相伴生，呈小丘、烟囱和锥形体状成群出现，如陆地上西藏羊八井热海中的硅华、钙华。

　　据研究，热液及块状硫化物矿床形成的机理为：含金属量极低的海水沿裂谷带张性断裂或裂隙向下渗透，被新生火山岩质洋壳加热，温度逐渐升高，进入岩石中的高温海水从玄武岩中淋滤出大量的各种金属元素，形成高温、高浓度、高密度的高压地下水，它受到地质构造的控制而喷出或溢出海底，即与低温的海水相遇，热液的温度骤然降低，溶解度随之降低，极细粒的黄铁矿、黄铜矿、铅锌矿、闪锌矿等硫化物，钙、镁硫酸盐的快速沉淀，在热泉附近堆积，形成柱状或锥状的硫化物矿床。由于硫化物较黑，堆积物如“烟囱”，因此用“黑烟囱”来形象地称海底热液体系及形成的硫化物矿床。

　　黑烟囱的寿命很短，但一般可堆积大量的金属。一个黑烟囱从生到死，只有十几年到几十年。黑烟囱的活动偃旗息鼓后，沉淀物就会堆积起直径数百米、高数十米的上细下粗的立柱或立锥。每个黑烟囱通常可形成数百万吨的矿床。如北太平洋海脊中有一个已死亡的黑烟囱，形成直径200米、高为10米的沉淀物堆积体，经测算其金属硫化物的储量达到150万吨，价值为数亿美元。

　　海洋之中，黑烟囱总体呈条带状分布，可分为大洋中脊型、岛弧—边缘海型、活动断裂型和热点型。前三者呈线状分布，它们所控制的热液活动区自然相伴而来。如属大洋中脊型的东太平洋海隆热液矿床仅在北纬21°的一处，发育的热泉长为7千米，宽不过200～300米，在这狭长条带内存在有25个喷口，各喷口周围耸立高1～5米的黑烟囱。

　　海底热液矿床有着“海底金银宝库”的美誉，这可能是因为海底热液矿床不同于结核、结壳。首先，单个海底热液矿床分布的区域面积较小，储量较大，呈块状或厚层状堆积，不像结核、结壳那样如薄纸状分布，如开采同等数量的矿产，则工艺迥然不同。其次，海底热液矿床分布较有规律，如果发现一处，则可以顺藤摸瓜，沿构造线找到其余的矿床。再者，海底热液矿床的量较大，海洋中已发现热液矿床超过432处，其资源量较大，如在加帕戈尔斯海岭发现的块状硫化物矿床，位于水深2 500米左右，呈长100米、宽200米、高35米的长方体，含铁35%，铜10%，储量达2 500万吨，简直就是一座精矿的仓库。因此，海底热液矿床具有较易实现的经济价值。
（来源：公众号；作者：自然资源知识服务）

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

海底地热能够形成有工业价值的矿床吗？

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