天然气水合物资源概论

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出版者:科学
作者:金庆焕
出品人:
页数:169
译者:
出版时间:2006-10
价格:120.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030172037
丛书系列:
图书标签:
  • 天然气水合物
  • 天然气水合物
  • 瓦斯水合物
  • 气体储藏
  • 能源
  • 地质
  • 地球物理
  • 勘探开发
  • 海洋能源
  • 低温
  • 资源评估
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具体描述

《天然气水合物资源概论》主要介绍天然气水合物的地质构造背景及其矿物学和地球化学特征,并届介绍了天然气水合物的成矿条件以及成矿机理,提出了天然气水合物甲烷资源量的评估方法。

深海采矿技术前沿:资源勘探、开采与环境影响评估 本书深入探讨了当前海洋资源开发领域中最具前瞻性和挑战性的课题——深海采矿。随着陆地矿产资源的日益枯竭和全球对关键金属需求的持续增长,对深海富集矿床的勘探、开采和可持续利用已成为国际社会关注的焦点。本书旨在为地质学家、海洋工程师、环境科学家以及政策制定者提供一个全面、深入的技术与科学框架。 第一部分:深海矿产资源的地球物理学基础与分布特征 本部分首先对深海矿产资源的地质成因和全球分布格局进行了系统梳理。重点分析了三大类主要的深海矿产资源:富钴结壳、多金属结核和海底热液硫化物(SMS)。 1. 富钴结壳的形成机制与分布:详细阐述了富钴结壳在海山坡稳定、低沉积速率海域的慢速成矿过程。分析了其地球化学组成,特别是钴、锰、镍、稀土元素(REEs)的富集机理。通过对太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CCZ)等关键成矿带的案例研究,揭示了它们在不同水深和沉积环境下的空间变异性。 2. 多金属结核的结构与化学: 剖析了多金属结核(主要分布于深海平原,如CCZ)的内部微观结构,包括其核部、层状结构和化学成分的演变历史。对比了锰氧化物基质与其中捕获的Cu、Ni、Co等金属的赋存状态,为后续的资源评估和选矿工艺奠定了基础。 3. 海底热液硫化物(SMS)的形成与资源潜力: 聚焦于洋中脊和弧后盆地活跃或古老的喷流口系统。从构造背景、热液循环流体化学(包括硫化物、硫酸盐和金属离子)到最终硫化物堆积体的形成过程,进行了详细的物理化学建模。重点评估了“失踪的热液口”现象对资源量估计的潜在影响,并分析了硫化物矿体中金、银、铜、锌的共生关系。 第二部分:深海资源勘探的先进技术与方法 有效的资源勘探依赖于多尺度、多参数的集成化技术手段。本部分详述了从宏观区域调查到微观目标识别的完整流程。 1. 海洋地球物理勘探技术:系统介绍了深水多波束测深(MBES)、浅层声学剖面(如侧扫声呐、Sub-Bottom Profiler)在识别矿体形态和沉积背景中的应用。重点讨论了地磁异常和重力异常数据在推断深层基底结构和潜在硫化物矿区方面的作用。 2. 原位地球化学取样与分析:阐述了使用遥控水下机器人(ROV)和自主水下航行器(AUV)进行的精确水体采样技术,用于分析热液羽流中的化学标志物。同时,探讨了基于箱式取样器和抓斗采集的沉积物和结核样本的实验室分析方法,包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)在矿物学和微区成分分析中的应用。 3. 资源量化与三维建模:介绍了如何将多源异构数据(地球物理、地化、钻探数据)集成到地理信息系统(GIS)平台中,建立矿体的三维地质模型。讨论了资源评估中考虑的不确定性分析方法,以及如何基于不同置信度水平划分出可开采资源量。 第三部分:深海采矿系统的工程设计与关键技术 深海采矿涉及复杂的水下作业环境,对工程技术提出了极高的要求。本部分聚焦于采矿系统的三大核心模块:收集、提升和处理。 1. 海底采矿设备(收集器):详细分析了针对不同矿种的采矿收集器设计原理。对于结核和结壳,重点讨论了流体动力学设计(如吸入式或切割式)对沉积物卷吸率(Sediment Resuspension Rate)的影响。对于硫化物,则着重于高压、高冲击环境下的耐磨损材料选择和故障诊断系统。 2. 水下提升系统(Riser System):深入研究了从海底到水面的矿浆或矿石提升技术。对比了垂直管提升(以水力输送为主)和柔性管道提升系统的工程可行性、能耗效率和动态稳定性。分析了高压深水环境下管道的结构完整性和腐蚀防护措施。 3. 船载处理与环境控制:概述了在作业船上对采集到的矿浆进行初步脱水、选矿(如重力分选或磁选)的工艺流程。同时,探讨了对尾矿(De-watering Tailings)和热液流体进行安全处置和返回海洋的工程策略,以最小化对水体垂直分层的影响。 第四部分:深海采矿的环境影响与可持续性管理 深海采矿是对人类活动影响最深远的海洋工程之一。本部分以科学严谨的态度,评估了采矿活动可能对深海生态系统产生的长期和短期影响,并提出了风险缓解和监管框架。 1. 生物地球化学扰动: 详尽分析了采矿活动产生的两大主要环境负荷:底栖生物扰动和中上层水体沉积物羽流。评估了羽流中悬浮颗粒物对光合作用、滤食性生物呼吸和生物地球化学循环的影响。探讨了不同矿种开采(如结核与硫化物)对当地特有生物群落(如冷泉生物群、热液化能生物群)的灭绝风险。 2. 声学与水文影响: 分析了采矿设备运行(特别是提升系统和船舶动力)产生的低频和高频噪声,对海洋哺乳动物和鱼类行为模式的干扰效应。研究了采矿作业导致的局部水体温度和盐度变化,及其对深海对流和垂直混合的影响。 3. 环境监测与风险评估框架(R-EEMs): 介绍了国际海底管理局(ISA)框架下的环境基线数据收集要求。重点讨论了基于生态风险评估的采矿活动阈值设定,以及采用“管理区域”(Preservation Reference Zones, PRZs)和实时环境监测技术(如传感器网络)来验证缓解措施有效性的方法。最后,提出了面向“有效区域保护”(Areas of Particular Environmental Interest, APEI)的生态系统管理策略。 本书不仅是技术手册,更是一部面向未来深海资源开发的伦理与科学指南,强调在资源利用与海洋环境保护之间寻求动态平衡的必要性。

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读后感

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用户评价

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这本书的叙事方式,给我留下了极其深刻的印象。它不像我过去读过的任何一本关于能源的书籍,充满了冰冷的专业术语和晦涩难懂的公式。相反,作者用一种非常人文关怀的笔触,来描绘这项充满挑战和希望的技术。我尤其喜欢书中关于“天然气水合物的发现历程”的章节,它不是简单的罗列事件,而是通过讲述那些在寂静海底探索未知领域的科学家的故事,来展现人类探索精神的伟大。他们是如何克服重重困难,在极端环境下进行科研的?这本书给了我答案。另外,书中关于“天然气水合物的潜在应用”的讨论,也让我感到非常振奋。除了作为一种清洁能源,它在二氧化碳捕获和储存、甚至在水资源短缺地区的淡化等方面,都展现出了巨大的潜力。这种多维度、多角度的分析,让我对天然气水合物的未来充满了期待。它不仅仅是一本知识的传播者,更是一本激发思考和想象的催化剂。

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这本书为我打开了认识世界的新视角。我一直认为,我们对地球资源的了解已经相当充分,但《天然气水合物资源概论》这本书,彻底颠覆了我的认知。它让我了解到,在我们脚下的广袤海洋中,隐藏着一种能量密度极高、储量巨大的新型能源——天然气水合物。作者在描述“天然气水合物的形成”时,运用了很多生动形象的比喻,比如将水分子比作“牢笼”,将甲烷比作“囚犯”,这种方式让我这个非科学背景的读者也能轻松理解。书中关于“天然气水合物的开采技术”的介绍,也让我大开眼界,各种复杂的设备和工艺,在作者的笔下变得清晰明了。我尤其欣赏书中对“天然气水合物与环境保护”的讨论,作者并没有回避这项技术可能带来的环境风险,而是详细阐述了科学家们正在采取的预防和应对措施。这种严谨的态度,让我对这项技术的未来发展充满了信心。这本书不仅仅是一本知识的百科全书,更是一扇通往未来的窗户。

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这本书的价值,在于它不仅仅是一本关于天然气水合物的科普读物,更是一扇通往未来能源世界的大门。我是一名对新能源领域颇为关注的普通人,一直以来,我对“水合物”的理解都停留在概念层面,觉得它遥不可及。但这本书以一种非常接地气的方式,将这项前沿科技呈现在我面前。作者在介绍天然气水合物的“生成条件”时,用到了“低温”和“高压”这两个关键词,并通过一些生活化的例子,比如深海潜水员在高压下的感受,来帮助读者理解这些极端条件的含义。让我感到惊奇的是,书中详细阐述了天然气水合物的“稳定性”,以及它们在外界扰动下可能发生的“分解”现象,而这种分解,可能释放出大量的甲烷气体,对全球气候产生潜在的影响。这种对潜在风险的详细分析,让我看到了作者严谨的学术态度和对社会责任的担当。读这本书,就像是与一位经验丰富的地质学家和能源工程师在对话,他们不仅分享了知识,更传递了对这项技术的审慎态度和对未来的深刻洞察。

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这本书的结构安排非常巧妙,它不是按照传统的“是什么-怎么样-有什么用”的模式展开,而是通过一个引人入胜的故事线,将读者一步步带入天然气水合物的世界。我一开始对“水合物”这个词的概念非常模糊,甚至有些望而生畏,觉得它一定是非常复杂的科学概念。但作者通过生动的比喻,比如将水合物比作“冰冻的天然气”,让我瞬间就理解了它的本质。书中关于“天然气水合物的赋存环境”的描写,更是让我惊叹于大自然的鬼斧神工。那些深海的黑暗、低温和高压,竟然孕育出了如此巨大的能源宝藏。更让我印象深刻的是,作者并没有回避这项技术可能带来的环境风险,比如海底滑坡和甲烷释放等问题,并详细阐述了科学家们正在采取的应对措施。这种对风险的审慎评估,让我看到了这项技术发展的成熟度和责任感。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种对科学的敬畏和对未来的担当。

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这是一本让我对隐藏在海底的巨大能量宝藏——天然气水合物,有了前所未有的认识。作为一名非专业读者,我一直对“水合物”这个词有些模糊的概念,以为它仅仅是水和某种物质结合的产物,但这本书彻底颠覆了我的认知。它以极其生动形象的比喻,将复杂的科学原理娓娓道来,让我仿佛亲眼目睹了那些在深海低温高压环境下,甲烷分子被水分子“笼子”般包裹起来的奇妙景象。作者没有堆砌艰涩的术语,而是从我们熟悉的生活场景切入,比如火锅里冒出的气泡,甚至是冰箱里结冰的过程,来类比天然气水合物的形成条件。这种“润物细无声”的讲解方式,让我这个理工科背景不强的读者也能轻松跟上节奏。尤其让我印象深刻的是,书中详细描绘了天然气水合物在全球分布的广阔图景,从北极的永久冻土带到太平洋的深海海底,它们以近乎固体的形态存在着,蕴藏着惊人的能量。这本书不仅让我对这一前沿能源领域产生了浓厚的兴趣,更激发了我对地球科学和能源未来发展的思考。它让我意识到,我们脚下的大地,蕴藏着远超我们想象的秘密和宝藏,而了解这些,是我们走向可持续未来的重要一步。

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这本书的独特之处在于,它没有将天然气水合物仅仅描绘成一种“未来能源”,而是将其置于一个更宏大的视角下进行审视。我作为一名普通读者,对“水合物”这个词汇最初的理解仅限于字面意思,觉得它是一种水与某种物质结合而成的物质。但这本书,以一种极为细腻且引人入胜的方式,展现了天然气水合物的复杂性和重要性。作者在描述“天然气水合物的赋存条件”时,强调了“低温”和“高压”,并巧妙地运用了许多生活化的例子,让我能够直观地理解这些极端环境。更让我感到着迷的是,书中对“天然气水合物的分类和类型”的细致分析,比如不同的晶体结构,以及它们在不同地质环境中的分布特点。这种深入的学术探讨,在保持可读性的同时,也展现了作者扎实的专业功底。我尤其赞赏书中关于“天然气水合物的商业化开采挑战”的坦诚讨论,它并没有夸大其词,而是理性地分析了技术、经济和环境等多个层面的问题。这本书,让我对这项潜在的能源革命有了更全面、更深刻的认知。

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初次翻开《天然气水合物资源概论》,我被其精美的封面设计所吸引,那是一种深邃的蓝色,点缀着闪烁的晶体,仿佛预示着一段探索海底宝藏的旅程。这本书的语言风格非常独特,它不像我之前读过的任何一本科技科普读物。作者似乎对文字有着极高的驾驭能力,能够将枯燥的科学数据转化为引人入胜的故事。例如,在描述天然气水合物的开采技术时,作者并没有直接列举各种复杂的工艺流程,而是通过描绘科学家们在艰苦环境下,乘坐科研船,在茫茫大海中进行现场试验的场景,来展现技术的演进和挑战。我特别喜欢其中关于“海底甲烷渗漏”的章节,作者没有仅仅停留在描述现象,而是深入探讨了其对全球气候变化可能产生的影响,以及科学家们如何通过监测和研究来评估这些风险。这种宏观与微观相结合的叙事方式,让整个知识体系变得立体而饱满。读完这本书,我对天然气水合物的认识不再局限于“一种新的能源”,而是将其与地球生态系统、气候变化以及人类能源安全等多个维度联系起来,视角得到了极大的拓展。

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我一直对地球深处的奥秘充满好奇,而《天然气水合物资源概论》这本书,正是满足了我这种渴望。它让我看到了隐藏在海底的另一个世界,一个由甲烷和水构成的奇妙晶体世界。作者在描述“天然气水合物的形成环境”时,用到了“低温”和“高压”这两个关键点,并通过一些非常形象的比喻,比如在极寒条件下,水分子像“双手”一样拥抱住甲烷分子,让我这个非专业人士也能轻松理解。书中关于“天然气水合物的分布”的介绍,更是让我大开眼界,原来在全球的各大洋底部,都隐藏着如此巨大的能源。最让我印象深刻的是,作者在分析“天然气水合物的开采技术”时,没有简单地介绍各种设备,而是通过讲述科学家们在恶劣环境下进行的现场试验,来展现人类的智慧和勇气。这种叙事方式,让枯燥的技术变得生动而充满人情味。这本书不仅让我增长了知识,更激发了我对地球科学和能源未来发展的深层思考。

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这本书的语言风格非常接地气,即使是复杂的科学概念,在作者的笔下也变得通俗易懂。我一直对“清洁能源”这个概念非常感兴趣,而这本书为我揭示了一种全新的、储量巨大的清洁能源——天然气水合物。作者在介绍“天然气水合物的构成”时,并没有堆砌专业术语,而是通过类比,比如将其比作“冰块中的天然气”,让我一下子就明白了它的基本原理。书中关于“天然气水合物的开采前景”的讨论,更是让我看到了人类能源未来的无限可能。虽然这项技术还面临诸多挑战,但作者在书中详细分析了各种应对方案,以及科学家们为此付出的努力。这种理性分析和乐观展望相结合的笔触,让我对这项技术的发展充满了信心。最让我印象深刻的是,书中关于“天然气水合物对全球气候的影响”的探讨,让我认识到这项技术在应对气候变化方面也扮演着重要角色。这本书不仅仅是一份关于能源的指南,更是一份关于未来可持续发展的思考。

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一直以来,我对“能源革命”这个词都抱有极大的好奇,而《天然气水合物资源概论》这本书,无疑为我揭示了这场革命中一个极其重要的组成部分。我一直以为,我们现在使用的能源,如石油、天然气,就是地球能够提供的全部。但这本书让我看到了一个更广阔的可能性。作者在描述天然气水合物的“储量”时,给出了一个令人震撼的数字,其蕴藏的能量远超我们当前已探明的化石燃料总和。这让我不禁思考,我们对地球的了解,究竟还有多少是未知的。书中关于“天然气水合物的形成机制”的讲解,也让我大开眼界,原来在特定的地质条件下,气体和水能够形成如此稳定的晶体结构。更令我印象深刻的是,作者在介绍“开采技术”时,并没有回避其复杂性和挑战性,而是详细分析了各种技术的优缺点,以及当前面临的瓶颈。这种坦诚和客观,让我对这项技术的发展有了更理性的认识。它不仅仅是一本书,更是一份对未来能源格局的深刻洞察。

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