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：□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：地質學基礎、礦物巖石學、構造地質學與大地構造一、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)需求開設此課。本課程設置理論學時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理論和基本概念。課程目標2：掌握沉積盆地內的熱傳遞、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構、盆地熱歷史與燒源巖熱演化、地熱資源等相關知識。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造-熱演化相結合，實行地質-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理論和基本概念畢業(yè)要求1：工程知識，能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(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構、盆地熱歷史與燒源巖熱演化、地熱資源等相關知識畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學原理與方法，結合具體生產實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術問題。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鍵理論問題和技術難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。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造-熱演化相結合，實行地質-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、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術獲取相關信息的基本方法。三、課程教學的基本內容及教學安排（一）課程教學的內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構知識點4.1：沉積盆地深部溫度研究知識點4.2：巖石圈熱結構知識點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/實踐教學內容及要求序號項目名稱內容、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；掌握測量巖石熱導率的原理、方法及其理論基礎。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計原理、標本選擇與加工原則、測量技術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熱流密度的章節(jié)和本實驗內容。獨立完成本實驗內容和思考題。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；2．掌握測量熱流密度計算的原理、方法及其理論基礎；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學基礎、礦物巖石學、構造地質學與大地構造，它為學生提供學習本課程所必須了解的地質學、巖石學等方面的基礎知識。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)需求開設此課。本課程設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、課程設計和畢業(yè)設計打下良好基礎。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[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；巖石圈熱結構；地球化學、有機質、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-流變結構、鏡質體反射率、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：熟練掌握基礎知識，訓練應用基礎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）課程目標與考核內容的關系課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下：課程目標知識單元考試內容1．掌握沉積盆地地熱學的基礎理論和基本概念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。考核要求：了解熱傳導、熱對流和熱輻射；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構、盆地熱歷史與燒源巖熱演化、地熱資源等相關知識4.沉積盆地深部溫度與巖石圈熱結構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；巖石圈熱結構；地球化學、有機質、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螅毫私獾厍騼炔康臒嵩矗畈繙囟鹊挠嬎惴椒?；巖石圈熱結構的概念；地幔熱流及殼、幔熱流配分；巖石圈熱-流變結構；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造-熱演化相結合，實行地質-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