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海底地熱能夠形成有工業價值的礦床嗎？

更新時間：2020-07-17　點擊量：1460

　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。活生生的地球能夠在陸地上展露自己溫熱的軀體，自然在海洋中也會有展露。科學家認為，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，應是地熱更發育的地區。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，不斷發現海底洋底存在著大量的地熱活動區。目前，人類至少發現了490個地熱活動區，將來的發現肯定會與日俱增。這些地熱活動區主要分布在北緯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，常形成熱泉，向冰冷又黑暗的海水噴出熱液。據統計，大部分海底熱液溫度可達300℃，其周圍形成特殊的生態群落。日常情況下，生命很難在溫度超過50℃的環境中生存。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，形成具有工業價值的金屬礦床。

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

　　1948年，瑞典“信天翁”號調查船發現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域是熱液活動區。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。

　　紅海金屬軟泥的發現及其可能具有的巨大經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“發現”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，開始大規模尋找金屬軟泥礦床，先后在中央裂谷帶發現24個熱液活動區，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，是當今世界上已發現的有經濟價值的熱液礦藏。

　　金屬軟泥的發育并不限于紅海。目前，在東太平洋的巴烏海盆等地就發現了金屬軟泥。深海鉆探的巖心中，也發現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，如陸地上西藏羊八井熱海中的硅華、鈣華。

　　據研究，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百米、高數十米的上細下粗的立柱或立錐。每個黑煙囪通常可形成數百萬噸的礦床。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，經測算其金屬硫化物的儲量達到150萬噸，價值為數億美元。

　　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，如開采同等數量的礦產，則工藝迥然不同。其次，海底熱液礦床分布較有規律，如果發現一處，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，海洋中已發現熱液礦床超過432處，其資源量較大，如在加帕戈爾斯海嶺發現的塊狀硫化物礦床，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的經濟價值。
（來源：公眾號；作者：自然資源知識服務）

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

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TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，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。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！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測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統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,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩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、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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據發到總線上。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測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

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值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

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

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

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，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 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值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，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測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

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：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. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【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，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，根據客戶距離進行封裝。目前該系統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進行地溫監測，本系統的可靠性和穩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測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。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是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，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，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統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，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統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，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩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的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，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“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統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、系統的精度差，會受環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生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，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的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數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，因數據傳輸采用總線方式，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。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數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測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，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，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；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；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統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優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

海底地熱能夠形成有工業價值的礦床嗎？

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