西藏溫泉

趙平

西藏有多少溫泉

中國科學院青藏高原綜合科學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，泉口溫度比當地年平均氣溫高出5℃以上。超過45℃的溫泉可稱為熱泉，溫度達到或超過當地沸點的溫泉稱為沸泉。國內一些學者傾向于將溫泉的下限溫度設定在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。

溫泉是自然界最常見的地質現象，溫泉水也可稱作地熱水。有的溫泉激噴如柱、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，報道了水質化學成分等基礎資料，其他溫泉條目則摘錄自相關文獻或依據當地農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，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，國內為數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)時間大多數在十分鐘以內;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熱水腔體有封閉性能良好的喉管相連。當腔體內地熱水的溫度和壓力積蓄達到一定臨界條件時，上涌氣泡的減壓膨脹將導致靜水壓力快速失衡，從而觸發(fā)地熱水在圍巖壓力的驅動下以噴發(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熱田、海水入侵的地熱田以及富含鹵水的沉積盆地，如當雄縣羊八井、昂仁縣搭格架、南木林縣查布等高溫地熱田。硫酸鹽溫泉多見于有火山巖出露的中高溫地熱田，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，可出現在各種巖性的中低溫地熱田，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，對地熱資源潛力做出初步評估。

大多數溫泉水偏堿性，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，對關節(jié)、風濕、神經、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，這些礦物質通常稱為泉華。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。硅華主要出現在高溫地熱田，主要成分是二氧化硅，常見礦物是非晶質二氧化硅、蛋白石、玉髓和石英等。當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，導致水中二氧化硅組分達到過飽和而沉淀出來。硅華質地堅硬，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，當地熱水因壓力降低而發(fā)生沸騰時，可溶性二氧化碳氣體逃逸，導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），質地較軟，沉積速度較快，應用鈾系不平衡法，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)的傳導熱，如深大斷裂帶附近或沉積盆地中高熱導率的基巖凸起區(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了巖漿熔融體（動能轉變?yōu)闊崮埽?，深度?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。

當少數巖漿熔融體沿著構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熱田，如羊八井、羊易、古露、古堆、芒熱、查布、搭格架等地熱田。

溫泉的形成與地質構造條件緊密相關。位于地勢高處的大氣降水和冰雪融水沿構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動下開始折返，再沿附近構造通道上升至地表形成溫泉（圖17）。在全球范圍內，只有極少數地熱水中混有來自深部巖漿的水分。

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。羊八井地熱勘探井放噴試驗也是內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，常可見全家老少齊出動，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，當地居民在湖岸邊挖了一個蓄水池塘，將42.5℃的溫泉水引入池塘中，藍天白云之下，微風拂面，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）

地熱發(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熱電廠。羊八井地熱田位于谷露—羊八井—亞東大裂谷的中部，西北側是念青唐古拉山脈，東南側是唐山山脈，區(qū)域內水熱活動強烈，有水熱爆炸、沸泉、溫泉、熱水湖、噴氣孔、冒汽地面、水熱蝕變帶、硅質泉華、鈣質泉華和硫酸鹽霜等地熱顯示。

在中國科學院青藏高原綜合科學考察隊的積極推動下，1977年，羊八井地熱田第一臺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熱電廠。

西藏地區(qū)缺煤、少油、無天然氣，在大力開發(fā)水電之前，電力供應緊缺。羊八井地熱電廠發(fā)電量曾一度占據拉薩電網的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℃的地熱水，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，羊八井地熱電廠的總裝機容量為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，為西藏社會經濟發(fā)展和節(jié)能減排做出了重要貢獻。

除羊八井地熱電廠外，離阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)32公里處，還曾建立過2MW的朗久地熱電站，1987年投入運行;離那曲城鎮(zhèn)2公里處，還曾建立過1MW的那曲地熱電站，1993年投入運行。因電站規(guī)模太小，運營成本過高，這兩座地熱電站現已停產。2018年10月，裝機容量為16MW的羊易地熱電站正式并網發(fā)電。該電站采用奧瑪特ORC雙循環(huán)雙工質發(fā)電機組，現有生產井ZK208和ZK203的最高井溫分別是207℃和202℃，遠期的裝機容量實現32MW。西藏的搭格架、查布、芒熱、古堆、古露等熱泉區(qū)也具備建立地熱電站的自然資源條件。

冰川礦泉水在念青唐古拉山脈南麓當雄縣公堂鄉(xiāng)的北側，有幾條近南北走向的“V”字形構造山谷。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。為了解決當地居民冬季供暖問題，錯那縣、當雄縣人民政府投入大量資金，組織施工了一些地熱井，利用地下熱水實現了規(guī)?；泄┡?。此外，羊八井還利用廢棄地熱水給蔬菜溫室大棚供暖，用地熱電廠排放的尾水養(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)生化學反應的惰性氣體，已廣泛應用在航空航天、低溫超導、核工業(yè)和科學研究等領域。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唯一實現氦氣工業(yè)化開采的天然氣田。近年來，科研人員在阿里地區(qū)數處溫泉氣體樣品中檢測出氦氣含量超過1%。印度科學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。

與溫泉相關的其他礦產資源 在遼闊的藏北高原構造斷陷盆地，溫泉和咸水湖/ 鹽湖常常相伴顯現，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/ 鹽湖成礦物質的重要來源。在羊八井地熱田周邊，已開采出高品質的硫黃礦和高嶺土礦，這些礦產資源都是高溫水熱蝕變的產物。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。伴隨科學技術的不斷進步，高效、經濟地提取西藏溫泉水中的鋰組分也將成為現實。

隨著第二次青藏高原綜合科學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，科學合理地開發(fā)和利用西藏溫泉資源，將為優(yōu)化能源結構，節(jié)能減排，助力建設青藏高原生態(tài)安全屏障做出更大的貢獻。