趙平

西藏有多少溫泉

中國科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊將廣義的溫泉定義為：從地下深部自然涌出或噴出的地下水，泉口溫度比當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁馗叱?℃以上。超過45℃的溫泉可稱為熱泉，溫度達到或超過當(dāng)?shù)胤悬c的溫泉稱為沸泉。國內(nèi)一些學(xué)者傾向于將溫泉的下限溫度設(shè)定在25℃，以避免不同地區(qū)有著不同的溫泉判別標準。然而，我國地域遼闊，緯度跨越較大，地勢高低懸殊，各地年平均氣溫變化較大。在青藏高原，一些城市的年平均氣溫低于冰點，而海南省三亞市等地的年平均氣溫則超過25℃，因此，將25℃取作溫泉的判別標準并不科學(xué)。

溫泉是自然界最常見的地質(zhì)現(xiàn)象，溫泉水也可稱作地?zé)崴Ｓ械臏厝娙缰?、氣勢磅礴，有的氣泡翻滾、霧氣繚繞，有的涓涓細流、清澈透明（圖1-4）。在高原，有的溫泉區(qū)出露著數(shù)十眼溫泉、熱泉和沸泉，水熱活動強烈，如昂仁縣搭格架、謝通門縣查布、南木林縣芒熱、聶榮縣則布查卡等熱泉區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國約有溫泉3000處（含臺灣地區(qū)128處）?！段鞑販厝尽芬粫珍浟?77處溫泉/溫泉區(qū)，該書作者實地考察了其中361處溫泉/溫泉區(qū)（圖5-6），測量了泉水溫度，報道了水質(zhì)化學(xué)成分等基礎(chǔ)資料，其他溫泉條目則摘錄自相關(guān)文獻或依據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的口述整理而成，這部分溫泉大多地處荒山野嶺，人跡罕至，如仲巴縣曲爭息扎熱泉（圖7）、申扎縣木斯勒熱泉等，也有個別溫泉條目存在謬誤。囿于當(dāng)時的工作條件，有一些溫泉并沒有被收錄進《西藏溫泉志》。如定結(jié)縣陳塘鎮(zhèn)的九眼溫泉，從離得最近的秀雄瑪村出發(fā)，還需要沿著羊腸小道步行約兩小時才能到達泉區(qū);又如雙湖縣措折強瑪鄉(xiāng)的江愛熱泉（圖8），位于羌塘國家級自然保護區(qū)實驗區(qū)內(nèi)，渺無人煙;再如安多縣的巴茸巴空溫泉（圖9）、崗尼西熱泉（圖10），等等。近年來，隨著西藏道路交通的不斷改善，有越來越多的溫泉正被人們撩開神秘的面紗。

間歇噴泉具有較好的觀賞性，是一類不能連續(xù)噴發(fā)熱水和水蒸氣的沸泉，國內(nèi)為數(shù)不多的間歇噴泉僅見于西藏南部和四川西部。間歇噴泉的噴發(fā)周期短的只有幾分鐘，長的可以是幾個月或更長時間;噴發(fā)持續(xù)時間大多數(shù)在十分鐘以內(nèi);噴發(fā)高度一般是8～20米。世界上著名的間歇噴泉有冰島雷克雅未克附近的蓋歇爾大噴泉、美國黃石國家公園老忠實泉、新西蘭羅托魯阿火山區(qū)波胡圖噴泉等。

在間歇噴泉的泉口壁上，常常覆有一層致密的泉華，泉口與地下深部的地?zé)崴惑w有封閉性能良好的喉管相連。當(dāng)腔體內(nèi)地?zé)崴臏囟群蛪毫Ψe蓄達到一定臨界條件時，上涌氣泡的減壓膨脹將導(dǎo)致靜水壓力快速失衡，從而觸發(fā)地?zé)崴趪鷰r壓力的驅(qū)動下以噴發(fā)形式釋放壓力，形成間隙噴泉。一個典型的、完整的噴發(fā)周期由休眠期、涌水期、噴發(fā)期和冒汽期四個階段組成。在昂仁縣搭格架溫泉區(qū)南端一大型泉華臺地上，有一個間歇噴泉在激噴時的汽水柱曾噴高至20米，氣勢磅礴，但現(xiàn)在這個泉口和喉管已遭到破壞，熱泉變成了一個持續(xù)噴發(fā)的沸泉，噴射高度時高時低，汽水柱高度不超過5米。在搭格架長馬曲（河）西側(cè)的泉華臺地上，也有一個間歇噴泉斜嵌在河岸的泉華陡壁上，每天大約噴發(fā)兩次（圖11），激噴時汽水柱以45°角向河對岸斜射。長馬曲（河）東岸的泉華層上，還有一個規(guī)模不大的間歇噴泉，汽水柱噴高約2米。除搭格架外，西藏的查布、古露和芒熱等溫泉區(qū)也有間歇噴泉，但規(guī)模和強度遠不及搭格架。

按照泉水中所溶解的主要礦物成分，溫泉可分為三大種類：氯化物型、硫酸鹽型和碳酸氫鹽型。氯化物溫泉多見于高溫地?zé)崽?、海水入侵的地?zé)崽镆约案缓u水的沉積盆地，如當(dāng)雄縣羊八井、昂仁縣搭格架、南木林縣查布等高溫地?zé)崽?。硫酸鹽溫泉多見于有火山巖出露的中高溫地?zé)崽?，酸性溫泉居多，也有近中性或堿性的硫酸鹽溫泉，如米林縣格嘎溫泉等。碳酸氫鹽溫泉最為常見，可出現(xiàn)在各種巖性的中低溫地?zé)崽?，如南木林縣洛扎南熱泉等?？蒲腥藛T通過分析溫泉水中的化學(xué)成分和同位素組成，可以判斷出溫泉的補給來源和運移通道，推算出溫泉的源區(qū)溫度，對地?zé)豳Y源潛力做出初步評估。

大多數(shù)溫泉水偏堿性，人體浸泡后皮膚上有一種滑溜的感覺，而近中性或酸性溫泉水就沒有這種感覺。少數(shù)溫泉附近彌漫著臭雞蛋的氣味，那是因為溫泉中含有硫化氫組分，硫化氫能消炎殺菌，治愈皮膚病。西藏溫泉水普遍富含氟、硼、偏硅酸、鋰、鍶等礦物成分，達到我國醫(yī)療熱礦泉水的命名標準，對關(guān)節(jié)、風(fēng)濕、神經(jīng)、心肺血管等疾病具有較好的治療效果。

五彩斑斕的泉華景觀

地下熱水從深部儲層上涌至泉口以及在溢出地表的流動過程中，因溫度和壓力條件發(fā)生了變化，有時會沉淀出一些礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)通常稱為泉華。泉華沉積絢麗多彩，形態(tài)千姿百態(tài)，常見有泉華臺（圖12）、泉華層、泉華脊、泉華柱（圖13）、泉華錐、泉華丘和泉華蘑菇（圖14）等。溫泉水中生活著嗜熱微生物，不同種類的微生物存活于不同的溫度區(qū)間，聚球藻是黃綠色，綠曲菌是橙黃色（圖15），棲熱菌是紅棕色，這些微生物附著在泉華和礫石表面，形成了艷麗的溫泉景觀。

泉華可分為硅華和鈣華兩大類型。硅華主要出現(xiàn)在高溫地?zé)崽?，主要成分是二氧化硅，常見礦物是非晶質(zhì)二氧化硅、蛋白石、玉髓和石英等。當(dāng)熱水從地下深處向上運移時，因壓力下降而發(fā)生氣化，也就是人們常說的沸騰。氣化過程損失了水蒸氣，造成剩余熱水中二氧化硅的濃度上升，疊加上二氧化硅溶解度隨溫度降低而變小的因素，導(dǎo)致水中二氧化硅組分達到過飽和而沉淀出來。硅華質(zhì)地堅硬，沉積速度較慢，有層狀、針狀、柱狀、鮞狀等形式，能形成規(guī)模巨大的泉華臺地。

鈣華常見于中低溫水熱活動區(qū)，與熱水壺水垢的物質(zhì)組成大體相似，主要成分是碳酸鈣，混有少量的碳酸鎂等礦物，常見礦物是文石、方解石和白云石等。與二氧化硅不同，碳酸鈣的溶解度是隨溫度降低而增加的。然而，當(dāng)?shù)責(zé)崴驂毫档投l(fā)生沸騰時，可溶性二氧化碳氣體逃逸，導(dǎo)致熱水中碳酸氫鈣和碳酸氫鎂發(fā)生分解，碳酸根含量驟然上升，碳酸鈣、碳酸鎂等礦物達到過飽和而沉淀出鈣華。純潔的鈣華呈乳白色（圖16），質(zhì)地較軟，沉積速度較快，應(yīng)用鈾系不平衡法，科研人員可以確定鈣華的形成年代。

西藏為何溫泉多

溫泉的熱源主要有三大類：第一類是巖漿熱源，即地殼深部存在的巖漿熔融體;

第二類是地溫梯度高異常區(qū)的傳導(dǎo)熱，如深大斷裂帶附近或沉積盆地中高熱導(dǎo)率的基巖凸起區(qū);

第三類是地殼中天然放射性同位素鈾、釷、鉀衰變所釋放出來的熱能。

大約在65個百萬年以前，印度板塊與歐亞板塊發(fā)生劇烈碰撞。碰撞發(fā)生后，印度板塊繼續(xù)向北俯沖到歐亞板塊之下，陸—陸碰撞導(dǎo)致地殼相疊合，造就了巨厚的青藏高原地殼。在強烈的擠壓、剪切和摩擦作用下，青藏高原部分上地殼中出現(xiàn)了巖漿熔融體（動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽疃葹?5～20km，厚約20km，這些巖漿熔融體為西藏溫泉提供了強大的熱源。

當(dāng)少數(shù)巖漿熔融體沿著構(gòu)造活動帶上涌并侵位在上地殼5～7km深度時，其頂部則可能形成高溫地?zé)崽?，如羊八井、羊易、古露、古堆、芒熱、查布、搭格架等地?zé)崽铩?/p>

溫泉的形成與地質(zhì)構(gòu)造條件緊密相關(guān)。位于地勢高處的大氣降水和冰雪融水沿構(gòu)造斷裂帶或裂隙向地下深處滲透，不斷地從巖石中汲取熱量。達到一定深度時，大氣降水和冰雪融水在冷、熱水密度差和地勢高差的共同驅(qū)動下開始折返，再沿附近構(gòu)造通道上升至地表形成溫泉（圖17）。在全球范圍內(nèi)，只有極少數(shù)地?zé)崴谢煊衼碜陨畈繋r漿的水分。

西藏溫泉開發(fā)及前景

旅游觀光與溫泉洗浴 溫泉是大自然恩賜給人類的寶貴資源，西藏有些泉區(qū)匯聚了溫泉、沸泉、間歇噴泉、噴氣孔、冒汽地面、沸泥塘、泉華、硫華、鹽霜、水熱蝕變等自然景觀，是絕佳的旅游觀光勝地，如昂仁縣搭格架等地。羊八井地?zé)峥碧骄艊娫囼炓彩莾?nèi)地游客所喜愛的旅游觀光項目。

泡溫泉是大家所熱愛的休閑娛樂和康復(fù)理療的活動，西藏的日多、德宗、邱桑、卡烏、康布等溫泉都流傳著一些動人的傳說。人口密集、交通便利的溫泉，常建有規(guī)模大小不等的客房和理療室，羊八井、日多、寧中等溫泉度假村還建有游泳池。在人煙稀少的羌塘草原，?？梢娙依仙冽R出動，在溫泉附近搭建臨時帳篷，帶上酥油、糌粑、青稞酒、牛羊肉等生活必需品，待上一周或更長的時間泡溫泉，那是孩子們最高興、最快樂的日子。在雙湖縣巴嶺鄉(xiāng)其香錯的西岸，當(dāng)?shù)鼐用裨诤哆呁诹艘粋€蓄水池塘，將42.5℃的溫泉水引入池塘中，藍天白云之下，微風(fēng)拂面，人們在溫泉水中盡情玩耍，那可是在海拔4700m 的羌塘高原！ （ 圖18）

地?zé)岚l(fā)電從拉薩出發(fā)，沿著青藏公路向西北方向行駛約90公里，便來到舉世聞名的羊八井地?zé)犭姀S。羊八井地?zé)崽镂挥诠嚷丁虬司獊問|大裂谷的中部，西北側(cè)是念青唐古拉山脈，東南側(cè)是唐山山脈，區(qū)域內(nèi)水熱活動強烈，有水熱爆炸、沸泉、溫泉、熱水湖、噴氣孔、冒汽地面、水熱蝕變帶、硅質(zhì)泉華、鈣質(zhì)泉華和硫酸鹽霜等地?zé)犸@示。

在中國科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊的積極推動下，1977年，羊八井地?zé)崽锏谝慌_300kW的發(fā)電機組投入運行。同年，1MW的1號發(fā)電機組開始發(fā)電。在1981年至1985年，又先后安裝了3臺3MW的發(fā)電機組，并正式組建羊八井地?zé)犭姀S。

西藏地區(qū)缺煤、少油、無天然氣，在大力開發(fā)水電之前，電力供應(yīng)緊缺。羊八井地?zé)犭姀S發(fā)電量曾一度占據(jù)拉薩電網(wǎng)的60%，被譽為是青藏高原上的一顆明珠。

1993年，羊八井ZK4002井在2006.8m深度記錄到329.8℃的溫度，這也是我國最早的、溫度最高的一口干熱巖井。1996年，ZK4001井在1495m深度揭露出251℃的地?zé)崴?，放噴試驗時的井口溫度和壓力分別穩(wěn)定在200℃和15kg/cm2，每小時流量高達300噸（圖19）。如今，羊八井地?zé)犭姀S的總裝機容量為25.18MW（圖20）。截至2019年12月底，累計發(fā)電34.1億千瓦時，減少CO2排放約275萬噸，為西藏社會經(jīng)濟發(fā)展和節(jié)能減排做出了重要貢獻。

除羊八井地?zé)犭姀S外，離阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)32公里處，還曾建立過2MW的朗久地?zé)犭娬荆?987年投入運行;離那曲城鎮(zhèn)2公里處，還曾建立過1MW的那曲地?zé)犭娬荆?993年投入運行。因電站規(guī)模太小，運營成本過高，這兩座地?zé)犭娬粳F(xiàn)已停產(chǎn)。2018年10月，裝機容量為16MW的羊易地?zé)犭娬菊讲⒕W(wǎng)發(fā)電。該電站采用奧瑪特ORC雙循環(huán)雙工質(zhì)發(fā)電機組，現(xiàn)有生產(chǎn)井ZK208和ZK203的最高井溫分別是207℃和202℃，遠期的裝機容量實現(xiàn)32MW。西藏的搭格架、查布、芒熱、古堆、古露等熱泉區(qū)也具備建立地?zé)犭娬镜淖匀毁Y源條件。

冰川礦泉水在念青唐古拉山脈南麓當(dāng)雄縣公堂鄉(xiāng)的北側(cè)，有幾條近南北走向的“V”字形構(gòu)造山谷。沿著這些山谷，分布著大面積的鈣華沉積，有溫泉出露。其中一個溫泉的泉口溫度是24℃，涌水量大，泉水純凈清澈，口感柔和，這便是“5100西藏冰川礦泉水”的水源地。

泉水起源于念青唐古拉山脈5100m附近的大氣降水和冰雪融水，這些冷水沿著深大斷裂進行循環(huán)，在從巖石中吸收熱量的同時，溶解了巖石礦物中的鋰、鍶、偏硅酸等組分，返回至地面后便成為優(yōu)質(zhì)天然礦泉水。

除5100冰川礦泉水外，西藏類似的礦泉水還有很多，如位于聶拉木縣（年平均氣溫3.5℃）境內(nèi)的雪域露珠礦泉水，海拔4352m，出水溫度14.2℃;位于安多縣（年平均氣溫-2.1℃）境內(nèi)的夏木拉冰川礦泉水，海拔4808m，出水溫度11.9℃。

集中供暖、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè) 西藏氣候寒冷，生態(tài)環(huán)境脆弱。為了解決當(dāng)?shù)鼐用穸竟┡瘑栴}，錯那縣、當(dāng)雄縣人民政府投入大量資金，組織施工了一些地?zé)峋?，利用地下熱水實現(xiàn)了規(guī)?；泄┡４送?，羊八井還利用廢棄地?zé)崴o蔬菜溫室大棚供暖，用地?zé)犭姀S排放的尾水養(yǎng)殖羅非魚。

溫泉氦資源 氦氣是一種沸點低、分子小、無色無味、基本上不與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的惰性氣體，已廣泛應(yīng)用在航空航天、低溫超導(dǎo)、核工業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域。大氣中的氦氣濃度只有百萬分之五點二，從大氣中提取氦氣的成本非常高。我國是一個氦氣資源十分匱乏的國家，氦氣消費主要依賴進口。一般而言，氦氣濃度超過0.1% 就具備工業(yè)開發(fā)利用價值。四川盆地威遠氣田是國內(nèi)唯一實現(xiàn)氦氣工業(yè)化開采的天然氣田。近年來，科研人員在阿里地區(qū)數(shù)處溫泉氣體樣品中檢測出氦氣含量超過1%。印度科學(xué)家已有從類似溫泉氣體中提取氦氣的先例，希望在不久的將來，能在阿里地區(qū)建立小型氦氣制備示范基地。

與溫泉相關(guān)的其他礦產(chǎn)資源 在遼闊的藏北高原構(gòu)造斷陷盆地，溫泉和咸水湖/ 鹽湖常常相伴顯現(xiàn)，如熱貢溫泉與龍木措、榮瑪熱泉與依布茶卡、齊吾貢巴熱泉與瑪旁雍措等。這些溫泉和咸水湖/ 鹽湖都具有富含硼和堿金屬元素組分的特征，溫泉水可能是這些咸水湖/ 鹽湖成礦物質(zhì)的重要來源。在羊八井地?zé)崽镏苓?，已開采出高品質(zhì)的硫黃礦和高嶺土礦，這些礦產(chǎn)資源都是高溫水熱蝕變的產(chǎn)物。而昂仁縣搭格架和那曲市色尼區(qū)古露大面積出露的富銫硅華，被認定為具有很高的開采價值。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進步，高效、經(jīng)濟地提取西藏溫泉水中的鋰組分也將成為現(xiàn)實。

隨著第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目的啟動和深入展開，人們將揭示更多的隱藏在溫泉之中的秘密，科學(xué)合理地開發(fā)和利用西藏溫泉資源，將為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，節(jié)能減排，助力建設(shè)青藏高原生態(tài)安全屏障做出更大的貢獻。