文摘

中一个新的重要方面利用水热能源在中国大规模开发利用单一的多井地热网站。这需要详细水文地球化学调查了解深层地下水循环。在华北Xiongxian岩溶地热站点,大规模利用的示范工程,40钻孔深度从1000年到1800钻在50公里的地区²。总共有25个水样收集,和温度记录进行了16个水井。观察现场规模、水头下降从西南到东北,即。在区域范围内,正交。此外,地热地下水温度、井眼温度梯度和热流的盖层都表现出相同的空间趋势与地下水头。基于水文地球化学和温度记录数据,这是解释为侧充电的混合与提升地下水热流体通过Xiongxian错,排除泵活动和地质构造的原因。此外,地热地下水^81年Kr年龄估计大约760年,这远比¹⁴C k 20到30年的时代。年长的^81年Kr年龄意味着低提高深层地下水循环,这方面应该考虑可持续管理与大规模利用的地热资源。

1。介绍

热液系统的地热能源(水热能源)存在[以来已经被人类利用1]。利用水热能源正在快速发展和稳定增长可以进一步预期在中国(2]。2017年1月,国家能源局发布了“13^th中国五年计划”,目标的总开发利用地热资源的能力70吨标准煤,到2020年,基于约20吨标准煤2015年,据报道。大规模利用水热能量在一个特定的地热田的主要成就之一。

必须考虑以下几个问题来达到可持续利用的大型热液能量:(1)长期投资回报,(2)维护相关的地下水温度和水平剥削和注入,和(3)地质灾害的沉降和/或抽水和回灌造成地震活动。

深岩溶含水层的理想目标的大规模利用地热能源因其良好的特性,如高收益,低盐度、简单的回注,和小环境影响(3,4]。尽管地温、储集层和盖层特征可以直接测量,水源及其流动路径难以描绘。热水岩溶含水层可能提供的侧向补给,提升深液体通过传播毛孔和骨折或错误5]。在这些起源,上流式深液体通常有高温和可以显著热身上覆含水层(6,7]。然而,由于复杂的地质分层几何岩溶水库、难以识别地下水的起源及其流动路径。在这方面,水化学数据和同位素信息是非常有用的8),考虑到它们的关键评价岩溶含水层系统的长期行为。

热液Xiongxian岩溶地热能源开发网站是热液在中国能源利用的示范工程(9,10]。在Xiongxian,大约280万米²(90%以上)的总供热面积提供热液能量(郑et al ., 2015;(11])。Xiongxian位于渤海湾盆地Niutuozhen隆起的顶部(BBB)(图1(a))。水库由midtemperature岩溶基岩与大量的骨折(图1(b)),使地下水流向修改热量分布(12]。王等人。13和陈等。14)认为,华北平原的热流(NCP BBB的主要部分)通常在提升更高的价值和更低的值的萧条。河北省水文地质和工程地质组建立了一个概念模型的地下水流动Niutuozhen隆起基于地质和地球化学数据15]。他们得出的结论是,地热Niutuozhen隆起的地下水主要是美联储通过降水在太行山、燕山山脉,它从西北到东南地区流模式。彭日成et al。10)发现,幔源热分数在表面热流Niutuozhen隆起占48 51%,使用天然气³他/⁴他从0.24到0.60 Ra值。他们进一步讨论了地下水水化学区别在砂岩和岩溶水库。然而,对于该地区地热能源的可持续利用,对深层地下水循环内岩溶储层,开发的主要储层,是必需的。虽然Xiongxian岩溶水库已经利用了30多年,直到2009年开始大规模利用。40多个钻孔(大约25生产井和15回注井),深度从1000到1800,被安装在50公里的地区²在岩溶地热田。直到现在,没有详细调查水库内的地下水和水化学数据尚未系统地获得。

在这项研究中,我们进行了详细的温度记录和水化学和同位素分析Xiongxian水样的网站。两种不同同位素的旧地下水约会,包括碳14(约会年龄< 50000岁)和氪- 81 > 50000岁(约会虽然不到100万年),在评估提高地热利用地下水。本研究的主要目标是(1)地热地下水的水化学特征Xiongxian部门Niutuozhen隆起和(2)提出一个概念模型的流体循环研究领域。

2。地质和水文地质背景

Xiongxian位于北京以南108公里,天津以西100公里处,在BBB的NW部门(见图1(b))。Xiongxian部门位于西南地区Niutuozhen隆起,这是N的冀中抑郁(图1(b)),后者的一个主要的石油和天然气生产在中国东部地区。它涵盖了渤海湾附近的沿海地区和渤海湾本身。总之,它的总面积大约是200000公里²。它是一个大型的新生代沉积盆地克拉通内充满了古新世,新第三纪和第四纪陆相沉积。成立在华北的地下室三级平台,它由几个独立的下第三系断裂凹陷。在新第三纪时期,整个地区减弱,形成一个大萧条[16]。

Niutuozhen隆起的边界由四个主要错误(数据1(c)和2),即。,的Niudong Fault in the E, the Niunan Fault in the S, the Rongcheng Fault in the SW, and the Daxing Fault in the NW. They were formed by folding movement from the Late Jurassic to the Cretaceous periods, during the Himalayan orogenesis, and all these faults reach the crystalline basement.

Xiongxian断层位于W (Xiongxian(图1(d)),穿过岩溶地层的结晶基底。这是一个推测正常倾斜断层引人注目的西北和西南倾斜一个角度大约45°。把(垂直位移)断层的大约是600而胀(水平位移)大约是500米。

从表面向下,Niutuozhen隆起的特点是第四纪冲积砂岩和粘土,新第三纪河流和内陆湖泊砂岩,始新世内陆湖泊砂岩和粘土,寒武-奥陶系海相碳酸盐,元古代(蓟县和长城)白云石山脉,与太古代基底,由片麻岩、麻粒岩和石英岩(图2)。在Xiongxian部门,始新世单位失踪由于侵蚀过程,因此,蓟县形成(厚度超过1500米)是直接覆盖新第三纪(厚度从大约500到600米)和第四纪沉积物(厚度从大约400到500米)。白云岩的岩石属于蓟县被暴露在地表形成,因此,他们遭受了multikarstification阶段,增加了透气性。

Xiongxian地区多孔新第三纪的地热储层砂岩和蓟县karst-fissured白云石基石。在这项研究中,我们关注岩溶含水层,因为它是主要的地质形成Xiongxian利用地热能源生产。

3所示。材料和方法

3.1。钻孔测井

Xiongxian地区地热流体产生岩溶储层是用于空间加热于11月15日至3月15日。避免地下水开采的中断,热液在Xiongxian日志进行了6月和2013年10月。DS 200钻孔测井系统是用来测量温度精度为0.1°C。温度读数记录每0.05米。温度传感器控制下降的速度介于6.5和7.5米/分钟,允许传感器和地下水之间的热平衡。6月,总共16井测量从零到大约1000米深度,而10月3井(即。、XH02 XH05, XH08)测量从0到1400多米的深度。温度测井资料和地温梯度计算(43.9 - 72.2°C /公里)和热流(66.55 - 95.99 mW / m²)是由李等报道。17]。水头是通过温度曲线,因为温度传感器达到水位时突然增加。

3.2。水取样和分析

总共九个地热和十三冷水样本收集从2013年3月Xiongxian(表1)。此外,比较两岸地下水的水化学Xiongxian错,两个地热水域Xiongxian断层以西也收集。寒冷的含水层从第四纪沉积物采样而地热水收集从蓟县岩溶含水层。采样深度(60至1800)也列在表中1。套管安装在冰冷的地下水井,而地热水井不包裹在蓟县含水层。在地热生产井附近,有回注井。注入的水仍然作为地热水即使它流过的3μ过滤设备和热交换器。因此,其溶解离子不变。水取样前,井注入了约30分钟,直到电导率(EC)和温度稳定。所有的样品都过滤原位为0.23μ米在HDPE瓶收集之前,用保鲜膜密封。样品测定的主要阳离子和微量元素保存6 N的subboiled HNO₃pH值小于2.0。与此同时,unacidified采集样本进行阴离子和水同位素。

温度、pH值、溶解氧(做),呃,EC测量领域。样本后水同位素和水岩相互作用实验室分析,中国科学院地质与地球物理研究所。δ²H和δ¹⁸O测量用激光吸收水同位素谱分析仪(Picarro L2120-i)。所有δ²H和δ¹⁸O值是表示相对于维也纳标准意味着‰的海水(V-SMOW)。测量精度±0.5‰和±0.1‰δ²H和δ¹⁸分别啊。通过离子色谱法完成了水化学分析实验室北京铀矿地质研究所。阳离子测定根据国家分析标准DZ / t0064.28 - 93,而阴离子测定使用DZ / t0064.51 - 93。碱度测定使用自动滴定仪(785 DMP™)。分析精度±3%的浓度是基于样品的重现性,以及检出限为0.1 mg / L。微量元素测定通过icp (7500 c,安捷伦),以分析精度小于0.5%。碳同位素组成(例如,¹⁴C和¹³C)测定β分析,Inc .)使用加速器质谱(AMS)和同位素比值质谱(IR-MS),分别。AMS的分析精度¹⁴结果C±0.1%。的¹⁴C年龄是纠正使用δ¹³C混合模型(克拉克和弗里茨,1997): 在哪里地下水的年龄;是测量¹⁴C活动;校正因子;和 , ,和代表了测量¹³C值的地下水,方解石溶解(0‰),分别和土壤(-23‰)。

来比较的¹⁴C年龄,radio-krypton溶解气体样品(^81年Kr)收集分析从两个地热井通过真空筒萃取法(18- - - - - -20.2018年3月)。在实验室气体处理和纯化生产纯氪进行分析。据杨et al。21和李et al。18),纯化的丰度比值^81年Kr /分析了Kr通过原子阱痕量分析中国科学技术大学。所有的测量数据表中列出1。

4所示。结果

4.1。当地的水热模式

地热钻孔测井数据被用来显示当地的热液模式。在研究区域(不到50公里²),普通的很平的。的地面海拔差异小于高度测量的不确定性。因此,我们可以假设所有的井有相同的地面高度和水位可以用来指示地下水流动的方向。图3说明地下水位下降从西南到东北,而当地地下水流动的方向正交的方向区域地下水流动,即从NW向SE。类似于当地地下水位模式、地下水井口温度从SW (80.1°C)下降到(61.6°C)(图3)。基于收集的日志和数据报告的李et al。17),盖层的温度梯度和热流计算为43.9到72.2°C /公里,66.55到95.99 mW / m²分别(图4)。温度梯度和热流的SW Xiongxian地热网站在不高于,从而像水位的空间变化。

4.2。水化学

寒冷和地热海域第四纪含水层和深蓟县岩溶含水层,分别绘制在图5。

关于冰冷的地下水,他们分散在Piper图与大的可变性(图5和表1)。冰冷的地下水的总溶解固体(TDS)范围从0.2到0.6 g / L, Na-HCO及其水型₃。pH值在6和7之间。这个群体的主要阳离子Na⁺(28.3 - -127.0 mg / L),而K⁺(0.4 - -1.3 mg / L)很低。校长HCO阴离子₃^{- - - - - -}(28.3 - -127.0毫克/升)的浓度大于₄^{2 -}(9.2 - -55.3 mg / L)和Cl^{- - - - - -}(2.0 - -133.0 mg / L)。

关于地热地下水,它们位于碱的角落Piper图(图5)。地热岩溶含水层中地下水的TDS之间1.9和2.6 g / L,他们Na-Cl。他们有非常相似的化学成分与7和8(表之间的pH值1)。阳离子的本金是Na⁺(692.0 - -929.0 mg / L),高于Ca^{2 +}(42.7 - -61.0 mg / L), K⁺(36.9 - -53.9 mg / L),毫克^{2 +}(19.6 - -30.9 mg / L)。主要阴离子Cl^{- - - - - -}(941.0 - -1284.0 mg / L)和HCO₃^{- - - - - -}(487.0 - -695.0 mg / L),占超过90%的总离子,尽管如此₄^{2 -}是接近于零。

4.3。水同位素

冷季含水层中地下水的稳定同位素和地热于蓟县含水层地下水范围从-11.3‰到-8.5‰和-8.9‰- -8.4‰δ¹⁸O和从-84.1‰,-62.4‰和-73.5‰- -72.4‰δ²分别为H(图6)。当地大气水行(LMWL)在北中国一直观察到非常类似与全球大气水行(GMWL) [22,23]。因此,在这项研究中,我们使用了GMWL LMWL相反。沿着GMWL冷地下水样本分布,而地热地下水样本位于远离GMWL。然而,冰冷的地下水可分为两组根据井深和稳定同位素。地下水少于200米的井深(浅冷地下水)有较大的同位素值比与井深200多米(很深的寒冷地下水)。的δ¹⁸O地热地下水不太负面的值比很深的寒冷的地下水。此外,δ²H(地热地下水是满意的两组之间的寒冷的地下水。

4.4。地下水的约会

放射性¹⁴C和^81年基米-雷克南同位素被用来评估地下水提高地热。的¹⁴使用C地下水年龄计算和修正δ¹³C混合模型,基于假设溶解无机碳(DIC)来自土壤有限公司₂和碳酸盐溶解。表1表明,冰冷的地下水¹⁴C活性高于 而地热地下水¹⁴C活动不到 。此外,冰冷的地下水样品的水¹⁴C活动( , ,和 )减少与井深(100、200和300),从而说明地下水年龄的增加趋势与循环深度。地热地下水与¹⁴C活性小于2.1 pmc与一个年龄超过22 k年后修正。然而,小于2 pmc的地下水样品¹⁴约会中C是不确定的,它几乎超出了应用程序的限制¹⁴C方法(松本et al ., 2018)。因此,我们收集气体样品来确定^81年基米-雷克南地热地下水的年龄。

Kr是不易反应的气体,它是完全来源于大气([来源19];松本et al ., 2018)。将测量^81年Kr到地下水年龄是相对简单,因为的比率^81年Kr /大气Kr是已知和可能是常数过去几千年(24]。为主,没有其他来源可能会影响输入率,与¹⁴C方法在“初始值问题”必须解决。表1显示两个地热地下水样本^81年基米-雷克南的比例 Kr。与^81年基米-雷克南衰变常数( ),的^81年基米-雷克南年龄被计算 。显然,^81年基米-雷克南年龄老多了¹⁴C年龄。这样的一个老^81年基米-雷克南年龄暗示的结果¹⁴C方法没有说服力。它提醒我们,使用¹⁴C方法接近约会限制应该谨慎处理。

5。讨论

5.1。因素控制的水化学和同位素

地热水化学过程中形成深循环。而冰冷的地下水、地热地下水盐度较高,Na升高,K, Cl,李,B,和硅含量,降低₄^{2 -}和一个略低于毫克^{2 +}组成(表1)。化学成分的高值产生的交互渗透的水通过它流过浅深粘土和石灰岩。较低的值₄^{2 -}应该归因于深层含水层的水化学过程,这将在一起讨论氢同位素。

两组之间的稳定同位素的不同冷地下水(图6)是归因于气候凉爽在晚更新世时期(6 - 9°C冷却器比当前温度,(25])。在他们的同行对浅层地下水的研究在全国大会党,陈et al。25]宣称的价值观有关地下水充电晚更新世时期的降水的范围是9.4−−11.7‰δ¹⁸O和76‰−−85‰δ²H,而沉淀在全新世时期的充电范围−−7.7‰的10.2‰δ¹⁸O和63‰−−73‰δ²H值。图6表明,同位素深冷地下水和浅层地下水的定义范围的晚更新世和全新世降水同位素,分别。不同的深和浅冷地下水之间同位素数据表明,地下水及以上200米的深度与弱液压独立系统之间的连接。

解释地热水同位素,回注的效果是要讨论。观察地下水同位素分馏后回注的拉德vapor-dominated地热田在托斯卡纳,意大利,由于(1)之间的混合注入水与储层流体,以及(2)注入的水的蒸发26- - - - - -28]。然而,两个过程不能发生在我们的研究区域,在储层温度低于沸点和一个封闭的系统运行无流体混合和相变。因此,我们认为水同位素在回注不变。此后,几个原因可以用来解决地热地下水分的位置δ²H -δ¹⁸阿图。

第一个可能的原因是paleoprecipitation。的^81年Kr的时代760年属于mid-Pleistocene气候过渡时期(MPT),这标志着气候周期定义为不对称的进化缓慢扩张的大陆冰盖在情理之中紧随其后迅速融化最终在间冰期的温暖29日]。在MPT,δ¹⁸O值与古气候变化可能导致观察到的地热地下水同位素图6。然而,沉淀在MPT应该少重同位素浓缩比全新世(30.),当降水形成地下水与井深小于200(图6)。

第二个可能的原因是水岩相互作用。的浓缩¹⁸O,这叫做氧转变,是由水分子之间的交换氧气和硅酸盐和碳酸盐矿物,通常见于地热系统。关于²氢同位素交换,通常发现在沉积盆地(水和粘土矿物之间5]。虽然没有体现在岩溶含水层粘土矿物,所以₄^{2 -}地热地下水的含量低于冰冷的地下水。此外,随着深度的增加从冰冷的地下水水库200左右的地热地下水水库超过1000米,细菌的过程₄^{2 -}减少(BSR)可能发生在减少环境热源温度小于100°C。此外,高H的内容₂年代Jinxian凹陷Xiongxian附近地区被发现(31日]。释放H₂年代的原因²H浓缩(32,33]。图6表明地热地下水有更多的丰富²H 2 - 10‰比很深的寒冷的地下水。因此,BSR的过程可能导致的变更₄^{2 -}和δ²地热水H。然而,减少1克₄^{2 -}在地下条件通常会增加0.1‰²H (34]。的减少₄^{2 -}(小于55毫克/升)在我们的案例中是不足以改变²H,从而暗示其他进程可能影响水同位素。

上述导致的另一个原因,即。,的geothermal water was mixed by deep cold groundwater and ascending thermal fluids. The Xiongxian Fault, striking NW and dipping SW (Figures1(b)和2),提供了热流体流动路径。图6显示了一个混合线来支持这个解释。热流体应该丰富升沉同位素;然而,它不能安山水,因为(1)混合线路图6不是面向安山水同位素和(2)安山水主要是确定板块边界附近(35),而Xiongxian地热领域是坐落在一个沉积盆地。尽管还需要更多的研究来解释水热流体的同位素,支持的混合过程可以发现当地水热模式,如以下部分所示。

5.2。解释在本地热液模式

提出了几种假说来解释偏差的地方热液模式的区域模式。

第一个原因是长期活动。地下水径流模式可能被修改由于开发在过去的30年。从1987年到2009年,每年的泵送率增加 来 。一般来说,地下水开采应该导致生产井周围的撤军。然而,地下水位的模式与井的位置(数字3和4)。直到现在没有可用数据表明地下水中提取不超过在西南。此外,水库的温度明显不应该打断了泵的活动。提供地下水温度变化在过去的几十年中,仅略长期泵是当地热模式不足的解释。

第二个原因是地质结构。BBB总体热量流动模式是符合新生代岩石圈tectonic-thermal进化(胡et al ., 2000;(9),即,higher in the uplift and lower in the graben, as a result of heat transfer and accumulation. For example, the heat flow in the Niutuozhen Uplift was almost twice higher than that in the surrounding grabens [17]。然而,在当地的规模,研究区在Niutuozhen隆起的顶部,在水平和垂直距离5公里和300米(上覆层的底部),分别。传热的差异在每个位置过低产生的温差20°C。

最后一个原因是提升水通过Xiongxian错,结果到观察热液模式。

5.2.1。温度的证据资料

XH02的温度资料,XH05 XH08井(图1(d))被用来支持我们的假设Xiongxian断层效应。在三个井,XH02和XH08回注井,而XH05生产井。图7说明地下水温度,在同一井深岩溶含水层(白云岩),上面的三个井是不同的。它拒绝XH08序列,XH05, XH02井。相比之下,图1(d),上述三个井保持距离Xiongxian错,最近的一个是XH08好,然后XH05哦,最后,XH02好,它是最远的错。此外,地下水温度的突然变化的XH08,地下水温度的突然增加(从80年到85°C的深度的增加30米)当XH08遇到岩溶含水层。然而,在其他两个井的温度资料,没有类似的温度变化。因此,我们得出的结论是,提升热流体通过Xiongxian断层周围的地下水温度高引起的错。

5.2.2。从锂和硼的证据

深层地下水循环的两个有用的指标(B)和锂硼(李)。根据Giggenbach et al。36),B是运输的俯冲沉积物吸收到粘土颗粒。李从摇滚到水的转移通常要求强烈的高温水岩相互作用[37]。因此,地下水循环通过深层断层应该有更高的B和李的内容。可以清楚地看到,地热地下水的B和李的作品远高于那些冰冷的地下水。此外,地热地下水Xiongxian断层的东部有更高的内容李(1.64 mg / L)和B (4.36 mg / L)比西方地热地下水Xiongxian错,即。,李(1.15 mg / L)和B (3.28 mg / L)。因为区域地下水流动方向是从NW SE,地热地下水的西方Xiongxian断层可以作为代理为地热地下水不受Xiongxian错。在这种背景下,李的更高的内容和B是视为一个证据表明地热地下水混合了提升热流体通过Xiongxian错。

5.2.3。证据估计储层温度

水库的温度蓟县含水层估计使用不同的地温计利用软件提供的鲍威尔和Cumming [38)以及SOLVEQ-XPT项目(39]。使用石英地温计计算温度变化范围内的82到99°C,而玉髓地热温标的结果是接近的测量井筒温度62 - 80°C。普通的 图有收敛性差,由于脱气和不正确的浓度。因此,我们纠正使用FixAl方法(40]。等量HCO的摩尔数₃^{- - - - - -}和H⁺,从0.005到0.01 mol / L,越来越间隔为0.001 mol / L,被添加到地热水域计算 值的矿物质。样本的结果XH01、XH03 XH04, XH08选定的情节 。如图8饱和指数(SI)曲线的7个常见的热液矿物,除了玉髓,地热储层极好地融合到大约85到95°C。因此,储层温度估计通过FixAl方法和石英地温计,是一致的,都是略高于测量井眼温度。

Na-K和Na-K-Ca地温计显示更高的温度范围约为166到199°C。温度(94到102°C)估计使用K-Mg地温计不是高达一个Na-K地热温标测量,但他们仍然高于使用SiO测量₂地温计。鉴于SiO的应用₂地温计是在假设没有地热地下水混合流程,计算不同地温计可以归因于提升热流体的混合与外侧充电地下水。这是进一步支持的基于有限公司估计141到165°C₂ch₄同位素在同一储层地温计(10),这意味着一个向上迁移的热液。

5.3。概念模型的液体循环,对地热能源开发的影响

先前的研究在Niutuozhen上升表明,岩溶含水层的地下水从太行山、燕山山脉,充电流向SE,然后积累Niutuozhen隆起(12,14,15]。在我们的研究中,我们强调了混合的横向区域充电提升热流体通过Xiongxian断层(图9)。此外,我们强调了地热水的化学成分产生的过程,如矿物溶解、water-dolomite交互,BSR。

Xiongxian的太行山、燕山山脉的距离大约是150公里。因此,我们可以获得一个地区的平均流速的0.2米/年的基础上^81年Kr年龄,也远低于0.8的一个1米/年浅第四纪含水层的BBB的中心部分(松本et al ., 2018)。相比之下,通过回注示踪剂测试在岩溶储层Xiongxian地热领域显示地下水速度可能高达359 m / d在一个小地区的1.5公里²(41]。这是由不同地热地下水样本之间的相似的内容(图5),它揭示了发达的高传播性抽样地区的岩溶岩。因此,回注是至关重要的保持油层压力,因为区域充电是有限的。

6。结论

框架基于一个系统的数据,包括温度记录,以及水化学和同位素数据概念模型Xiongxian地热流体循环的部门了。Xiongxian岩溶储层地下水流动的方向被观察到从西南到东北,水位值从-89到-95,正交区域从NW向SE。此外,地下水井口温度从SW (80.1°C)下降到NE (61.6°C)。此外,井眼温度梯度和热流的盖层在西南最大和最小的东北。这是归因于提升热流体的混合通过Xiongxian错。之间的化学和同位素值相似的地热岩溶储层地下水,混合水和水化学过程,包括BSR和water-dolomite交互,被确认为合理的解释导致氢和氧转移地热地下水。

我们的研究强调的重要性Xiongxian断层影响当地水热模式。我们进一步强调,区域地下水流速蓟县岩溶地热储层是大约0.2米/年的基础上^81年基米-雷克南年龄,从而代表穷人提高。因此,在设计和规划未来的大规模利用地热资源,详细调查当地的地质、地球物理和地球化学调查,应该在地热站点进行规模,尽管区域数据已经被获得。

数据可用性

水化学和同位素数据用于支持本研究的结果中包括这篇文章。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金(拨款41877209和41877209)和国家重点研究和开发项目(2019 yfb1504101)。我们感激与教授讨论Shengbiao胡锦涛和焦博士田地质与地球物理研究所,中国科学院,凤天杨从吉林大学,博士和Haibing邵从亥姆霍兹环境研究中心的改善纸的质量。