沉积盆地地温场与热历史课程教学大纲

《沉积盆地地温场与热历史》课程教学大纲课程名称：沉积盆地地温场与热历史Geothermalfieldandthermalhistoryofsedimentarybasin课程编号：021060100课程性质：□必修选修课程类别：□通识课程专业课程£实践教学适用专业：新能源科学与工程课程学时：总学时32，其中：理论28、实验4课程学分：2应开课学期：第三学期先修课程：地质学基础、矿物岩石学、构造地质学与大地构造一、课程简介本课程为新能源科学与工程专业的专业选修课。资源、能源、灾害、环境是当今人类面临的大问题，节能减排和应对气候变化使得包括地热在内的新能源和可再生能源的开发利用成为世界各国能源发展的重要战略。地热是赋存于沉积盆地中的重要资源，为满足新能源体系的专业需求开设此课。本课程设置理论学时28学时，主要讲述沉积盆地地热学主要涉及盆地现今地温场与地热资源，盆地今、古地温状态，盆地热历史等。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：沉积盆地地温场与热历史主要涉及盆地现今地温场与地热资源，盆地今、古地温状态，盆地热历史等。课程目标1：掌握沉积盆地地热学的基础理论和基本概念。课程目标2：掌握沉积盆地内的热传递、岩石热物性、地温测量与大地热流分布、深部温度和岩石圈热结构、盆地热历史与烧源岩热演化、地热资源等相关知识。课程目标3：沉积盆地热历史的恢复方法主要包括古温标和盆地地球动力学两类。在具体的热历史研究中，必须坚持将盆地的现今地温研究与古地温研究相结合，将盆地尺度上的古温标热史恢复与岩石圈尺度上的盆地构造-热演化相结合，实行地质-地球物理-地球化学三位一体的研究方法。（二）课程目标与毕业要求的对应关系本课程目标支持的主要毕业要求如下表（各专业根据实际情况使用此表，非工程认证专业可删除“指标点”列）：课程目标毕业要求1．掌握沉积盆地地热学的基础理论和基本概念毕业要求1：工程知识，能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。2．掌握沉积盆地内的热传递、岩石热物性、地温测量与大地热流分布、深部温度和岩石圈热结构、盆地热历史与烧源岩热演化、地热资源等相关知识毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。3．沉积盆地热历史的恢复方法主要包括古温标和盆地地球动力学两类。在具体的热历史研究中，必须坚持将盆地的现今地温研究与古地温研究相结合，将盆地尺度上的古温标热史恢复与岩石圈尺度上的盆地构造-热演化相结合，实行地质-地球物理-地球化学三位一体的研究方法毕业要求5：使用现代工具，能够针对新能源勘查、开发及综合利用中的问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。三、课程教学的基本内容及教学安排（一）课程教学的内容及学时安排知识单元知识点学时数课程目标线下授课线上授课实验/实践1.热传递的基本方式和特征知识点1.1：热传递的基本方式；知识点1.2：沉积盆地中的热传递特征；2课程目标12.岩石热物理参数知识点2.1：岩石热导率；知识点2.2：岩石放射性生热；知识点2.3：其他热物理参数；4课程目标13.沉积盆地地热测量与大地热流知识点3.1：沉积盆地地温测量；知识点3.2：大地热流测量；知识点3.3：盆地地温场的影响因素；4课程目标14.沉积盆地深部温度与岩石圈热结构知识点4.1：沉积盆地深部温度研究知识点4.2：岩石圈热结构知识点4.3：深部点前热动力学研究4课程目标25.古温标及其基本原理知识点5.1：地球化学地热温标知识点5.2：有机质古温标知识点5.3：低温热年代学古温标知识点5.4：其他古温标方法4课程目标26.古温标盆地热史恢复的原理和方法知识点6.1：热史恢复的原理和有效古温标知识点6.2：古温标热史恢复方法知识点6.3：古温标热史模拟软件介绍4课程目标27.地球动力学恢复盆地热史的基本方法知识点7.1：沉积盆地分类与沉降知识点7.2：拉张盆地地球动力学模型知识点7.3：前陆（挤压）盆地动力学模型知识点7.4：沉积盆地岩石圈构造-热演化模拟的应变速率法。4课程目标38.沉积盆地地热资源知识点8.1：地热资源类型与分布特征知识点8.2：地热单元划分和地热探区类型知识点8.3：地热资源评价2课程目标3合计284（二）课堂实验/实践教学内容及要求序号项目名称内容、要求学时实验/实践类别实验/实践类型每组人数必做/选做课程目标1岩石热导率测定了解岩石热导率定义的物理实质；掌握测量岩石热导率的原理、方法及其理论基础。在老师指导下，独立完成整个测试过程，并且对测量仪器的设计原理、标本选择与加工原则、测量技术等有比较清楚的了解。2专业验证型5必做课程目标22热流密度计算通过本实验进一步加深对热流密度的理解，掌握热流密度值的计算原理和热流密度值的两种计算方法；认真阅读课程中有关热流密度的章节和本实验内容。独立完成本实验内容和思考题。2专业验证型30必做课程目标3基本要求1．掌握测量岩石热导率的原理、方法及其理论基础；2．掌握测量热流密度计算的原理、方法及其理论基础；注：实验/实践类别：专业、上机等实验/实践类型：操作型、验证型、演示型、综合型等。四、本课程与其他课程的联系本课程的预修课程为地质学基础、矿物岩石学、构造地质学与大地构造，它为学生提供学习本课程所必须了解的地质学、岩石学等方面的基础知识。本课程是新能源科学与工程专业学生的专业选修课。地热是赋存于沉积盆地中的重要资源，为满足新能源体系的专业需求开设此课。本课程设主要讲述沉积盆地地热学主要涉及盆地现今地温场与地热资源，盆地今、古地温状态，盆地热历史等。为后续课程、实习、课程设计和毕业设计打下良好基础。五、教材与其他教学资源（含教学参考书或在线资源）（一）建议教材[1]邱楠生等.沉积盆地地热学[M].中国石油大学出版社,2019.[2]徐世光等.地热学基础[M].科学出版社,2009.（二）其他教学资源[1]汪集旸等.地热学及其应用[M].科学出版社,2015.[2]金旭等.固体地球物理学地震学、地电学与地热学[M].科学出版社,2012.六、教学方法与学习建议授课方式：本课程采取以课堂讲授为主，运用启发式教学、课堂讨论、研究性教学、师生互动等形式，精讲多练。教学过程中充分利用现有的演示、挂图、多媒体技术等形象化教学手段，以提高教学效果。通过课后布置适量思考题、练习题，引导学生自学，使学生深入理解基本原理和概念，提高分析和解决问题的能力。重点：掌握热传递的基本方式；沉积盆地中的热传递特征；岩石热导率；岩石放射性生热等；沉积盆地地温测量；大地热流测量、沉积盆地深部温度研究；岩石圈热结构；地球化学、有机质、低温热年代学古温标；热史恢复的原理和有效古温标；古温标热史恢复方法、沉积盆地分类与沉降；拉张、前陆盆地的动力学模型；沉积盆地岩石圈构造-热演化模拟的应变速率法；地热资源类型与分布特征；地热单元划分和地热探区类型；地热资源评价。难点：地幔热流及壳、幔热流配分；岩石圈热-流变结构、镜质体反射率、裂变径迹等；古温标恢复的方法与原理、岩石圈挠曲与前陆盆地演化；一维、二维应变速率正演模拟等。后续自主学习建议：熟练掌握基础知识，训练应用基础知识解决问题的能力、分析和归纳问题的能力。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核本课程成绩评定包括平时考核（平时到课率统计）、过程考核（随堂问答、课堂测验、课后作业、实验报告）和终结性评价（期末考试）三部分，其中平时成绩占课程总成绩的10％，过程成绩占课程总成绩的30％，终结性评价成绩占课程总成绩的60％。具体要求及评分方法如下：平时成绩：出勤成绩采用扣分制，每缺勤一次扣平时成绩1分，每迟到或早退一次扣平时成绩0.5分，无故旷课4次以上者取消本次课程成绩，占总成绩的10%。过程成绩：课堂测验、课后作业、实验报告要求学生必须独立完成，未按时提交或有抄袭（雷同）现象的，该次成绩按零分计，占总成绩的30%。终结性评价：形式为闭卷考试，其成绩占总成绩的60%。（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容1．掌握沉积盆地地热学的基础理论和基本概念1.热传递的基本方式和特征2.岩石热物理参数3.沉积盆地地热测量与大地热流考核知识点：热传递的基本方式；沉积盆地中的热传递特征；岩石热导率；岩石放射性生热等；沉积盆地地温测量；大地热流测量。考核要求：了解热传导、热对流和热辐射；了解沉积盆地中的热传导和热对流特征。了解岩石热导率的定义、测量与影响因素；了解主要沉积盆地岩石的热导率。了解地温的测量、地温资料的分析和解释。了解大地热流的概念和计算，及盆地地温场的影响因素。2．掌握沉积盆地内的热传递、岩石热物性、地温测量与大地热流分布、深部温度和岩石圈热结构、盆地热历史与烧源岩热演化、地热资源等相关知识4.沉积盆地深部温度与岩石圈热结构5.古温标及其基本原理6.古温标盆地热史恢复的原理和方法考核知识点：沉积盆地深部温度研究；岩石圈热结构；地球化学、有机质、低温热年代学古温标；热史恢复的原理和有效古温标；古温标热史恢复方法。考核要求：了解地球内部的热源，深部温度的计算方法；岩石圈热结构的概念；地幔热流及壳、幔热流配分；岩石圈热-流变结构；二氧化硅、阳离子、气体化学、同位素和化学热力学地温计；镜质体反射率、裂变径迹等；古温标恢复的方法与原理。3．沉积盆地热历史的恢复方法主要包括古温标和盆地地球动力学两类。在具体的热历史研究中，必须坚持将盆地的现今地温研究与古地温研究相结合，将盆地尺度上的古温标热史恢复与岩石圈尺度上的盆地构造-热演化相结合，实行地质-地球物理-地球化学三位一体的研究方法7.地球动力学恢复盆地热史的基本方法8.沉