地下熱水

因地下局部熱源或在正常地溫梯度下加熱而形成的地下水。地下熱水的溫度可以從攝氏幾十度到幾百度。在現代火山活動地區由於強大的熱源，在地殼淺部（幾百米至二、三千米）可以形成高溫過熱水和蒸汽。中國台灣大屯火山區地下熱水溫度達293℃,美國塞羅普里埃托溫度高達388℃。在正常地溫梯度地區，例如在一些褶皺帶和盆地內，在千米深度範圍內水溫一般不超過100℃。地下熱水沿著岩層裂隙或斷裂構造上涌溢出地表，便形成溫泉、噴泉或間歇噴泉。地下熱水與冷水的溫度界限，各國沒有統一的標準，一些國家根據年平均氣溫、人體的感覺和水的物理性質等確定了各自的界限，大多數國家以20℃為界，如中國、前蘇聯、英國和德國等，美國為21.4℃，日本為25℃。

地下熱水類型 根據不同的用途, 按溫度有不同的分類。從療養學觀點，前蘇聯將地下熱水劃分為溫水(20~37℃)、熱水(37～42℃)、高熱水(>42℃)，日本分為微溫水(25～34℃)、溫水（34～42℃）、高熱水(＞42℃)。有些國家從利用地下熱水發電的角度，可分為高焓熱水(＞150℃)、中焓熱水(90～150℃)和低焓熱水(＜90℃)。中國除了療養目的分類外，按綜合利用的目的以及中國溫泉水水溫的特點，通常劃分為低溫熱水（20～40℃）、中溫熱水 (40～60℃)、高溫熱水(60～100℃)和過熱水(＞100℃)。

按形成的地質作用和賦存特徵，地下熱水可以分為：①與火山和岩漿活動有關的地下熱水，它們通常是高溫熱水或蒸汽，在地面上常出露有熱泉、沸泉和噴氣孔。這類地下熱水酸度較大，常含有較多的硫酸、硅酸、偏硼酸，以及銨、鐵、氟、砷、鋰等元素，氣體成分常有二氧化碳、二氧化硫、鹽酸氣、硫化氫氣等。②褶皺山地斷裂帶深循環型地下熱水，多為低礦化鹼性中、低溫地下熱水，在斷裂和岩層裂隙帶常以溫泉的形式出露地表。在中國的一些主要褶皺山地或山間盆地有廣泛分佈，如東部的一些山地、秦嶺、呂梁山、天山等。世界一些褶皺帶，如阿爾卑斯山脈、比利牛斯山脈等均有分佈。這一類地下熱水多為低礦化的重碳酸型淡水。在中國東部地區，尤其是分佈在燕山期花崗岩類岩石地區的地下熱水中，常含有較高含量的硅酸、氟和放射性氡，氣體成分以氮氣為主。③沉降盆地型地下熱水，在中國許多大型自流盆地內，分佈著不同礦化度和氣體成分的中、低溫地下熱水。在東部的一些盆地，如華北盆地在1000米深度內可獲得50～70℃的地下熱水；而在西部的一些盆地內，一般在1000米深度內能得到40℃左右的地下熱水。世界一些盆地，如巴黎盆地、匈牙利盆地、俄羅斯西伯利亞的一些盆地內都有地下熱水的分佈。中國盆地地下熱水的化學成分和礦化度有很大的差別。東部一些盆地，如松遼盆地、華北盆地地下熱水的礦化度一般較低，通常都小於10克／升，而江漢盆地、四川盆地和柴達木盆地等分佈著高礦化地下熱水，礦化度最高可達360克/升，並富集有碘、溴、硼、鍶、鋰、鋇、銣等元素。氣體以甲烷和硫化氫氣為主，這種水常與油田共生。

地下熱水的利用 地下熱水被廣泛地用於工業、農業、醫療、發電、採暖、旅遊業等。

地下熱水在工業方面用於紡織、印染、繅絲、造紙、釀造、製革、蒸餾、乾燥、製鹽、木材加工、製冷等工藝流程。從熱滷水中可提取碘、溴、鉀、硼、鍶等，利用地下熱水還可生產重水。中國北京、天津等城市的一些紡織廠利用地下熱水，提高了產品質量。地下熱水在農業方面用於育秧、農作物良種培育、土壤加溫、孵化、養魚以及培植水生生物等。天津、北京、河北等地，都建起了規模較大的地下熱水溫室，種植各種蔬菜。在中國西藏高原，利用海拔4300米的羊八井地下熱水，建立了2000平方米的溫室，種植了西紅柿、黃瓜、青椒等蔬菜。地下熱水中常常含有某些特殊化學元素，如硅、氟、鐵、硼、鋰、碘、砷以及鈾、鐳等放射性物質，此外還含有較多的氣體成分，如二氧化碳、氮、硫化氫、甲烷和放射性氡等。由於地下熱水中的這些特殊成分對人體具有生理上的影響，有醫療作用，人們自古用於治療疾病。地下熱水和蒸汽還可用於發電。美國、義大利、紐西蘭、日本、墨西哥、中國、前蘇聯等10餘個國家，到1983年止，利用地下熱水和蒸汽發電的總裝機容量已超過3190兆瓦。中國到1986年止，總裝機容量已達15000千瓦（不包括台灣省）。西藏羊八井地下熱水電站，裝機容量已達13000千瓦。

參考書目

黃尚瑤:《火山溫泉地熱能》,地質出版社，北京,1986。