沉積盆地地溫場與熱歷史課程教學大綱

《沉積盆地地溫場與熱歷史》課程教學大綱課程名稱：沉積盆地地溫場與熱歷史Geothermalfieldandthermalhistoryofsedimentarybasin課程編號：021060100課程性質(zhì)：□必修選修課程類別：□通識課程專業(yè)課程￡實踐教學適用專業(yè)：新能源科學與工程課程學時：總學時32，其中：理論28、實驗4課程學分：2應開課學期：第三學期先修課程：地質(zhì)學基礎(chǔ)、礦物巖石學、構(gòu)造地質(zhì)學與大地構(gòu)造一、課程簡介本課程為新能源科學與工程專業(yè)的專業(yè)選修課。資源、能源、災害、環(huán)境是當今人類面臨的大問題，節(jié)能減排和應對氣候變化使得包括地熱在內(nèi)的新能源和可再生能源的開發(fā)利用成為世界各國能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略。地熱是賦存于沉積盆地中的重要資源，為滿足新能源體系的專業(yè)需求開設(shè)此課。本課程設(shè)置理論學時28學時，主要講述沉積盆地地熱學主要涉及盆地現(xiàn)今地溫場與地熱資源，盆地今、古地溫狀態(tài)，盆地熱歷史等。二、課程教學的目標及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標課程總目標：沉積盆地地溫場與熱歷史主要涉及盆地現(xiàn)今地溫場與地熱資源，盆地今、古地溫狀態(tài)，盆地熱歷史等。課程目標1：掌握沉積盆地地熱學的基礎(chǔ)理論和基本概念。課程目標2：掌握沉積盆地內(nèi)的熱傳遞、巖石熱物性、地溫測量與大地熱流分布、深部溫度和巖石圈熱結(jié)構(gòu)、盆地熱歷史與燒源巖熱演化、地熱資源等相關(guān)知識。課程目標3：沉積盆地熱歷史的恢復方法主要包括古溫標和盆地地球動力學兩類。在具體的熱歷史研究中，必須堅持將盆地的現(xiàn)今地溫研究與古地溫研究相結(jié)合，將盆地尺度上的古溫標熱史恢復與巖石圈尺度上的盆地構(gòu)造-熱演化相結(jié)合，實行地質(zhì)-地球物理-地球化學三位一體的研究方法。（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應關(guān)系本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表（各專業(yè)根據(jù)實際情況使用此表，非工程認證專業(yè)可刪除“指標點”列）：課程目標畢業(yè)要求1．掌握沉積盆地地熱學的基礎(chǔ)理論和基本概念畢業(yè)要求1：工程知識，能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決新能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識。2．掌握沉積盆地內(nèi)的熱傳遞、巖石熱物性、地溫測量與大地熱流分布、深部溫度和巖石圈熱結(jié)構(gòu)、盆地熱歷史與燒源巖熱演化、地熱資源等相關(guān)知識畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術(shù)問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關(guān)鍵理論問題和技術(shù)難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術(shù)攻關(guān)。3．沉積盆地熱歷史的恢復方法主要包括古溫標和盆地地球動力學兩類。在具體的熱歷史研究中，必須堅持將盆地的現(xiàn)今地溫研究與古地溫研究相結(jié)合，將盆地尺度上的古溫標熱史恢復與巖石圈尺度上的盆地構(gòu)造-熱演化相結(jié)合，實行地質(zhì)-地球物理-地球化學三位一體的研究方法畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具，能夠針對新能源勘查、開發(fā)及綜合利用中的問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。三、課程教學的基本內(nèi)容及教學安排（一）課程教學的內(nèi)容及學時安排知識單元知識點學時數(shù)課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.熱傳遞的基本方式和特征知識點1.1：熱傳遞的基本方式；知識點1.2：沉積盆地中的熱傳遞特征；2課程目標12.巖石熱物理參數(shù)知識點2.1：巖石熱導率；知識點2.2：巖石放射性生熱；知識點2.3：其他熱物理參數(shù)；4課程目標13.沉積盆地地熱測量與大地熱流知識點3.1：沉積盆地地溫測量；知識點3.2：大地熱流測量；知識點3.3：盆地地溫場的影響因素；4課程目標14.沉積盆地深部溫度與巖石圈熱結(jié)構(gòu)知識點4.1：沉積盆地深部溫度研究知識點4.2：巖石圈熱結(jié)構(gòu)知識點4.3：深部點前熱動力學研究4課程目標25.古溫標及其基本原理知識點5.1：地球化學地熱溫標知識點5.2：有機質(zhì)古溫標知識點5.3：低溫熱年代學古溫標知識點5.4：其他古溫標方法4課程目標26.古溫標盆地熱史恢復的原理和方法知識點6.1：熱史恢復的原理和有效古溫標知識點6.2：古溫標熱史恢復方法知識點6.3：古溫標熱史模擬軟件介紹4課程目標27.地球動力學恢復盆地熱史的基本方法知識點7.1：沉積盆地分類與沉降知識點7.2：拉張盆地地球動力學模型知識點7.3：前陸（擠壓）盆地動力學模型知識點7.4：沉積盆地巖石圈構(gòu)造-熱演化模擬的應變速率法。4課程目標38.沉積盆地地熱資源知識點8.1：地熱資源類型與分布特征知識點8.2：地熱單元劃分和地熱探區(qū)類型知識點8.3：地熱資源評價2課程目標3合計284（二）課堂實驗/實踐教學內(nèi)容及要求序號項目名稱內(nèi)容、要求學時實驗/實踐類別實驗/實踐類型每組人數(shù)必做/選做課程目標1巖石熱導率測定了解巖石熱導率定義的物理實質(zhì)；掌握測量巖石熱導率的原理、方法及其理論基礎(chǔ)。在老師指導下，獨立完成整個測試過程，并且對測量儀器的設(shè)計原理、標本選擇與加工原則、測量技術(shù)等有比較清楚的了解。2專業(yè)驗證型5必做課程目標22熱流密度計算通過本實驗進一步加深對熱流密度的理解，掌握熱流密度值的計算原理和熱流密度值的兩種計算方法；認真閱讀課程中有關(guān)熱流密度的章節(jié)和本實驗內(nèi)容。獨立完成本實驗內(nèi)容和思考題。2專業(yè)驗證型30必做課程目標3基本要求1．掌握測量巖石熱導率的原理、方法及其理論基礎(chǔ)；2．掌握測量熱流密度計算的原理、方法及其理論基礎(chǔ)；注：實驗/實踐類別：專業(yè)、上機等實驗/實踐類型：操作型、驗證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的預修課程為地質(zhì)學基礎(chǔ)、礦物巖石學、構(gòu)造地質(zhì)學與大地構(gòu)造，它為學生提供學習本課程所必須了解的地質(zhì)學、巖石學等方面的基礎(chǔ)知識。本課程是新能源科學與工程專業(yè)學生的專業(yè)選修課。地熱是賦存于沉積盆地中的重要資源，為滿足新能源體系的專業(yè)需求開設(shè)此課。本課程設(shè)主要講述沉積盆地地熱學主要涉及盆地現(xiàn)今地溫場與地熱資源，盆地今、古地溫狀態(tài)，盆地熱歷史等。為后續(xù)課程、實習、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（一）建議教材[1]邱楠生等.沉積盆地地熱學[M].中國石油大學出版社,2019.[2]徐世光等.地熱學基礎(chǔ)[M].科學出版社,2009.（二）其他教學資源[1]汪集旸等.地熱學及其應用[M].科學出版社,2015.[2]金旭等.固體地球物理學地震學、地電學與地熱學[M].科學出版社,2012.六、教學方法與學習建議授課方式：本課程采取以課堂講授為主，運用啟發(fā)式教學、課堂討論、研究性教學、師生互動等形式，精講多練。教學過程中充分利用現(xiàn)有的演示、掛圖、多媒體技術(shù)等形象化教學手段，以提高教學效果。通過課后布置適量思考題、練習題，引導學生自學，使學生深入理解基本原理和概念，提高分析和解決問題的能力。重點：掌握熱傳遞的基本方式；沉積盆地中的熱傳遞特征；巖石熱導率；巖石放射性生熱等；沉積盆地地溫測量；大地熱流測量、沉積盆地深部溫度研究；巖石圈熱結(jié)構(gòu)；地球化學、有機質(zhì)、低溫熱年代學古溫標；熱史恢復的原理和有效古溫標；古溫標熱史恢復方法、沉積盆地分類與沉降；拉張、前陸盆地的動力學模型；沉積盆地巖石圈構(gòu)造-熱演化模擬的應變速率法；地熱資源類型與分布特征；地熱單元劃分和地熱探區(qū)類型；地熱資源評價。難點：地幔熱流及殼、幔熱流配分；巖石圈熱-流變結(jié)構(gòu)、鏡質(zhì)體反射率、裂變徑跡等；古溫標恢復的方法與原理、巖石圈撓曲與前陸盆地演化；一維、二維應變速率正演模擬等。后續(xù)自主學習建議：熟練掌握基礎(chǔ)知識，訓練應用基礎(chǔ)知識解決問題的能力、分析和歸納問題的能力。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核本課程成績評定包括平時考核（平時到課率統(tǒng)計）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業(yè)、實驗報告）和終結(jié)性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結(jié)性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：課堂測驗、課后作業(yè)、實驗報告要求學生必須獨立完成，未按時提交或有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次成績按零分計，占總成績的30%。終結(jié)性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標與知識單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標知識單元考試內(nèi)容1．掌握沉積盆地地熱學的基礎(chǔ)理論和基本概念1.熱傳遞的基本方式和特征2.巖石熱物理參數(shù)3.沉積盆地地熱測量與大地熱流考核知識點：熱傳遞的基本方式；沉積盆地中的熱傳遞特征；巖石熱導率；巖石放射性生熱等；沉積盆地地溫測量；大地熱流測量?？己艘螅毫私鉄醾鲗А釋α骱蜔彷椛?；了解沉積盆地中的熱傳導和熱對流特征。了解巖石熱導率的定義、測量與影響因素；了解主要沉積盆地巖石的熱導率。了解地溫的測量、地溫資料的分析和解釋。了解大地熱流的概念和計算，及盆地地溫場的影響因素。2．掌握沉積盆地內(nèi)的熱傳遞、巖石熱物性、地溫測量與大地熱流分布、深部溫度和巖石圈熱結(jié)構(gòu)、盆地熱歷史與燒源巖熱演化、地熱資源等相關(guān)知識4.沉積盆地深部溫度與巖石圈熱結(jié)構(gòu)5.古溫標及其基本原理6.古溫標盆地熱史恢復的原理和方法考核知識點：沉積盆地深部溫度研究；巖石圈熱結(jié)構(gòu)；地球化學、有機質(zhì)、低溫熱年代學古溫標；熱史恢復的原理和有效古溫標；古溫標熱史恢復方法?？己艘螅毫私獾厍騼?nèi)部的熱源，深部溫度的計算方法；巖石圈熱結(jié)構(gòu)的概念；地幔熱流及殼、幔熱流配分；巖石圈熱-流變結(jié)構(gòu)；二氧化硅、陽離子、氣體化學、同位素和化學熱力學地溫計；鏡質(zhì)體反射率、裂變徑跡等；古溫標恢復的方法與原理。3．沉積盆地熱歷史的恢復方法主要包括古溫標和盆地地球動力學兩類。在具體的熱歷史研究中，必須堅持將盆地的現(xiàn)今地溫研究與古地溫研究相結(jié)合，將盆地尺度上的古溫標熱史恢復與巖石圈尺度上的盆地構(gòu)造-熱演化相結(jié)合，實行地質(zhì)-地球物理-地球化學三位一體的研究方法7.地球動力學恢復盆地熱史的基本方法8.沉