西藏温泉

赵平

西藏有多少温泉

中国科学院青藏高原综合科学考察队将广义的温泉定义为：从地下深部自然涌出或喷出的地下水，泉口温度比当地年平均气温高出5℃以上。超过45℃的温泉可称为热泉，温度达到或超过当地沸点的温泉称为沸泉。国内一些学者倾向于将温泉的下限温度设定在25℃，以避免不同地区有着不同的温泉判别标准。然而，我国地域辽阔，纬度跨越较大，地势高低悬殊，各地年平均气温变化较大。在青藏高原，一些城市的年平均气温低于冰点，而海南省三亚市等地的年平均气温则超过25℃，因此，将25℃取作温泉的判别标准并不科学。

温泉是自然界最常见的地质现象，温泉水也可称作地热水。有的温泉激喷如柱、气势磅礴，有的气泡翻滚、雾气缭绕，有的涓涓细流、清澈透明（图1-4）。在高原，有的温泉区出露着数十眼温泉、热泉和沸泉，水热活动强烈，如昂仁县搭格架、谢通门县查布、南木林县芒热、聂荣县则布查卡等热泉区。据不完全统计，我国约有温泉3000处（含台湾地区128处）。《西藏温泉志》一书收录了677处温泉/温泉区，该书作者实地考察了其中361处温泉/温泉区（图5-6），测量了泉水温度，报道了水质化学成分等基础资料，其他温泉条目则摘录自相关文献或依据当地农牧民的口述整理而成，这部分温泉大多地处荒山野岭，人迹罕至，如仲巴县曲争息扎热泉（图7）、申扎县木斯勒热泉等，也有个别温泉条目存在谬误。囿于当时的工作条件，有一些温泉并没有被收录进《西藏温泉志》。如定结县陈塘镇的九眼温泉，从离得最近的秀雄玛村出发，还需要沿着羊肠小道步行约两小时才能到达泉区;又如双湖县措折强玛乡的江爱热泉（图8），位于羌塘国家级自然保护区实验区内，渺无人烟;再如安多县的巴茸巴空温泉（图9）、岗尼西热泉（图10），等等。近年来，随着西藏道路交通的不断改善，有越来越多的温泉正被人们撩开神秘的面纱。

间歇喷泉具有较好的观赏性，是一类不能连续喷发热水和水蒸气的沸泉，国内为数不多的间歇喷泉仅见于西藏南部和四川西部。间歇喷泉的喷发周期短的只有几分钟，长的可以是几个月或更长时间;喷发持续时间大多数在十分钟以内;喷发高度一般是8～20米。世界上著名的间歇喷泉有冰岛雷克雅未克附近的盖歇尔大喷泉、美国黄石国家公园老忠实泉、新西兰罗托鲁阿火山区波胡图喷泉等。

在间歇喷泉的泉口壁上，常常覆有一层致密的泉华，泉口与地下深部的地热水腔体有封闭性能良好的喉管相连。当腔体内地热水的温度和压力积蓄达到一定临界条件时，上涌气泡的减压膨胀将导致静水压力快速失衡，从而触发地热水在围岩压力的驱动下以喷发形式释放压力，形成间隙喷泉。一个典型的、完整的喷发周期由休眠期、涌水期、喷发期和冒汽期四个阶段组成。在昂仁县搭格架温泉区南端一大型泉华台地上，有一个间歇喷泉在激喷时的汽水柱曾喷高至20米，气势磅礴，但现在这个泉口和喉管已遭到破坏，热泉变成了一个持续喷发的沸泉，喷射高度时高时低，汽水柱高度不超过5米。在搭格架长马曲（河）西侧的泉华台地上，也有一个间歇喷泉斜嵌在河岸的泉华陡壁上，每天大约喷发两次（图11），激喷时汽水柱以45°角向河对岸斜射。长马曲（河）东岸的泉华层上，还有一個规模不大的间歇喷泉，汽水柱喷高约2米。除搭格架外，西藏的查布、古露和芒热等温泉区也有间歇喷泉，但规模和强度远不及搭格架。

按照泉水中所溶解的主要矿物成分，温泉可分为三大种类：氯化物型、硫酸盐型和碳酸氢盐型。氯化物温泉多见于高温地热田、海水入侵的地热田以及富含卤水的沉积盆地，如当雄县羊八井、昂仁县搭格架、南木林县查布等高温地热田。硫酸盐温泉多见于有火山岩出露的中高温地热田，酸性温泉居多，也有近中性或碱性的硫酸盐温泉，如米林县格嘎温泉等。碳酸氢盐温泉最为常见，可出现在各种岩性的中低温地热田，如南木林县洛扎南热泉等。科研人员通过分析温泉水中的化学成分和同位素组成，可以判断出温泉的补给来源和运移通道，推算出温泉的源区温度，对地热资源潜力做出初步评估。

大多数温泉水偏碱性，人体浸泡后皮肤上有一种滑溜的感觉，而近中性或酸性温泉水就没有这种感觉。少数温泉附近弥漫着臭鸡蛋的气味，那是因为温泉中含有硫化氢组分，硫化氢能消炎杀菌，治愈皮肤病。西藏温泉水普遍富含氟、硼、偏硅酸、锂、锶等矿物成分，达到我国医疗热矿泉水的命名标准，对关节、风湿、神经、心肺血管等疾病具有较好的治疗效果。

五彩斑斓的泉华景观

地下热水从深部储层上涌至泉口以及在溢出地表的流动过程中，因温度和压力条件发生了变化，有时会沉淀出一些矿物质，这些矿物质通常称为泉华。泉华沉积绚丽多彩，形态千姿百态，常见有泉华台（图12）、泉华层、泉华脊、泉华柱（图13）、泉华锥、泉华丘和泉华蘑菇（图14）等。温泉水中生活着嗜热微生物，不同种类的微生物存活于不同的温度区间，聚球藻是黄绿色，绿曲菌是橙黄色（图15），栖热菌是红棕色，这些微生物附着在泉华和砾石表面，形成了艳丽的温泉景观。

泉华可分为硅华和钙华两大类型。硅华主要出现在高温地热田，主要成分是二氧化硅，常见矿物是非晶质二氧化硅、蛋白石、玉髓和石英等。当热水从地下深处向上运移时，因压力下降而发生气化，也就是人们常说的沸腾。气化过程损失了水蒸气，造成剩余热水中二氧化硅的浓度上升，叠加上二氧化硅溶解度随温度降低而变小的因素，导致水中二氧化硅组分达到过饱和而沉淀出来。硅华质地坚硬，沉积速度较慢，有层状、针状、柱状、鲕状等形式，能形成规模巨大的泉华台地。

钙华常见于中低温水热活动区，与热水壶水垢的物质组成大体相似，主要成分是碳酸钙，混有少量的碳酸镁等矿物，常见矿物是文石、方解石和白云石等。与二氧化硅不同，碳酸钙的溶解度是随温度降低而增加的。然而，当地热水因压力降低而发生沸腾时，可溶性二氧化碳气体逃逸，导致热水中碳酸氢钙和碳酸氢镁发生分解，碳酸根含量骤然上升，碳酸钙、碳酸镁等矿物达到过饱和而沉淀出钙华。纯洁的钙华呈乳白色（图16），质地较软，沉积速度较快，应用铀系不平衡法，科研人员可以确定钙华的形成年代。

西藏为何温泉多

温泉的热源主要有三大类：第一类是岩浆热源，即地壳深部存在的岩浆熔融体;

第二类是地温梯度高异常区的传导热，如深大断裂带附近或沉积盆地中高热导率的基岩凸起区;

第三类是地壳中天然放射性同位素铀、钍、钾衰变所释放出来的热能。

大约在65个百万年以前，印度板块与欧亚板块发生剧烈碰撞。碰撞发生后，印度板块继续向北俯冲到欧亚板块之下，陆—陆碰撞导致地壳相叠合，造就了巨厚的青藏高原地壳。在强烈的挤压、剪切和摩擦作用下，青藏高原部分上地壳中出现了岩浆熔融体（动能转变为热能），深度为15～20km，厚约20km，这些岩浆熔融体为西藏温泉提供了强大的热源。

当少数岩浆熔融体沿着构造活动带上涌并侵位在上地壳5～7km深度时，其顶部则可能形成高温地热田，如羊八井、羊易、古露、古堆、芒热、查布、搭格架等地热田。

温泉的形成与地质构造条件紧密相关。位于地势高处的大气降水和冰雪融水沿构造断裂带或裂隙向地下深处渗透，不断地从岩石中汲取热量。达到一定深度时，大气降水和冰雪融水在冷、热水密度差和地势高差的共同驱动下开始折返，再沿附近构造通道上升至地表形成温泉（图17）。在全球范围内，只有极少数地热水中混有来自深部岩浆的水分。

西藏温泉开发及前景

旅游观光与温泉洗浴 温泉是大自然恩赐给人类的宝贵资源，西藏有些泉区汇聚了温泉、沸泉、间歇喷泉、喷气孔、冒汽地面、沸泥塘、泉华、硫华、盐霜、水热蚀变等自然景观，是绝佳的旅游观光胜地，如昂仁县搭格架等地。羊八井地热勘探井放喷试验也是内地游客所喜爱的旅游观光项目。

泡温泉是大家所热爱的休闲娱乐和康复理疗的活动，西藏的日多、德宗、邱桑、卡乌、康布等温泉都流传着一些动人的传说。人口密集、交通便利的温泉，常建有规模大小不等的客房和理疗室，羊八井、日多、宁中等温泉度假村还建有游泳池。在人烟稀少的羌塘草原，常可见全家老少齐出动，在温泉附近搭建临时帐篷，带上酥油、糌粑、青稞酒、牛羊肉等生活必需品，待上一周或更长的时间泡温泉，那是孩子们最高兴、最快乐的日子。在双湖县巴岭乡其香错的西岸，当地居民在湖岸边挖了一个蓄水池塘，将42.5℃的温泉水引入池塘中，蓝天白云之下，微风拂面，人们在温泉水中尽情玩耍，那可是在海拔4700m 的羌塘高原！ （ 图18）

地热发电从拉萨出发，沿着青藏公路向西北方向行驶约90公里，便来到举世闻名的羊八井地热电厂。羊八井地热田位于谷露—羊八井—亚东大裂谷的中部，西北側是念青唐古拉山脉，东南侧是唐山山脉，区域内水热活动强烈，有水热爆炸、沸泉、温泉、热水湖、喷气孔、冒汽地面、水热蚀变带、硅质泉华、钙质泉华和硫酸盐霜等地热显示。

在中国科学院青藏高原综合科学考察队的积极推动下，1977年，羊八井地热田第一台300kW的发电机组投入运行。同年，1MW的1号发电机组开始发电。在1981年至1985年，又先后安装了3台3MW的发电机组，并正式组建羊八井地热电厂。

西藏地区缺煤、少油、无天然气，在大力开发水电之前，电力供应紧缺。羊八井地热电厂发电量曾一度占据拉萨电网的60%，被誉为是青藏高原上的一颗明珠。

1993年，羊八井ZK4002井在2006.8m深度记录到329.8℃的温度，这也是我国最早的、温度最高的一口干热岩井。1996年，ZK4001井在1495m深度揭露出251℃的地热水，放喷试验时的井口温度和压力分别稳定在200℃和15kg/cm2，每小时流量高达300吨（图19）。如今，羊八井地热电厂的总装机容量为25.18MW（图20）。截至2019年12月底，累计发电34.1亿千瓦时，减少CO2排放约275万吨，为西藏社会经济发展和节能减排做出了重要贡献。

除羊八井地热电厂外，离阿里地区狮泉河镇32公里处，还曾建立过2MW的朗久地热电站，1987年投入运行;离那曲城镇2公里处，还曾建立过1MW的那曲地热电站，1993年投入运行。因电站规模太小，运营成本过高，这两座地热电站现已停产。2018年10月，装机容量为16MW的羊易地热电站正式并网发电。该电站采用奥玛特ORC双循环双工质发电机组，现有生产井ZK208和ZK203的最高井温分别是207℃和202℃，远期的装机容量实现32MW。西藏的搭格架、查布、芒热、古堆、古露等热泉区也具备建立地热电站的自然资源条件。

冰川矿泉水在念青唐古拉山脉南麓当雄县公堂乡的北侧，有几条近南北走向的“V”字形构造山谷。沿着这些山谷，分布着大面积的钙华沉积，有温泉出露。其中一个温泉的泉口温度是24℃，涌水量大，泉水纯净清澈，口感柔和，这便是“5100西藏冰川矿泉水”的水源地。

泉水起源于念青唐古拉山脉5100m附近的大气降水和冰雪融水，这些冷水沿着深大断裂进行循环，在从岩石中吸收热量的同时，溶解了岩石矿物中的锂、锶、偏硅酸等组分，返回至地面后便成为优质天然矿泉水。

除5100冰川矿泉水外，西藏类似的矿泉水还有很多，如位于聂拉木县（年平均气温3.5℃）境内的雪域露珠矿泉水，海拔4352m，出水温度14.2℃;位于安多县（年平均气温-2.1℃）境内的夏木拉冰川矿泉水，海拔4808m，出水温度11.9℃。

集中供暖、种植业和养殖业 西藏气候寒冷，生态环境脆弱。为了解决当地居民冬季供暖问题，错那县、当雄县人民政府投入大量资金，组织施工了一些地热井，利用地下热水实现了规模化集中供暖。此外，羊八井还利用废弃地热水给蔬菜温室大棚供暖，用地热电厂排放的尾水养殖罗非鱼。

温泉氦资源 氦气是一种沸点低、分子小、无色无味、基本上不与其他元素发生化学反应的惰性气体，已广泛应用在航空航天、低温超导、核工业和科学研究等领域。大气中的氦气浓度只有百万分之五点二，从大气中提取氦气的成本非常高。我国是一个氦气资源十分匮乏的国家，氦气消费主要依赖进口。一般而言，氦气浓度超过0.1% 就具备工业开发利用价值。四川盆地威远气田是国内唯一实现氦气工业化开采的天然气田。近年来，科研人员在阿里地区数处温泉气体样品中检测出氦气含量超过1%。印度科学家已有从类似温泉气体中提取氦气的先例，希望在不久的将来，能在阿里地区建立小型氦气制备示范基地。

与温泉相关的其他矿产资源 在辽阔的藏北高原构造断陷盆地，温泉和咸水湖/ 盐湖常常相伴显现，如热贡温泉与龙木措、荣玛热泉与依布茶卡、齐吾贡巴热泉与玛旁雍措等。这些温泉和咸水湖/ 盐湖都具有富含硼和碱金属元素组分的特征，温泉水可能是这些咸水湖/ 盐湖成矿物质的重要来源。在羊八井地热田周边，已开采出高品质的硫黄矿和高岭土矿，这些矿产资源都是高温水热蚀变的产物。而昂仁县搭格架和那曲市色尼区古露大面积出露的富铯硅华，被认定为具有很高的开采价值。伴随科学技术的不断进步，高效、经济地提取西藏温泉水中的锂组分也将成为现实。

随着第二次青藏高原综合科学考察研究项目的启动和深入展开，人们将揭示更多的隐藏在温泉之中的秘密，科学合理地开发和利用西藏温泉资源，将为优化能源结构，节能减排，助力建设青藏高原生态安全屏障做出更大的贡献。