书城科普读物求知文库-能源的形势与现状
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第14章 祖国的地热资源与开发

地球是热的,地球内部最热,而地壳的温度相对降低,地表则散热,这些热能叫“地热”或“大地热流”。在单位时间内,地表单位面积内散发出的热能可以测量,测量的结果表明,大地热流量分布是不均匀的,究其原因,和地质构造、岩浆活动有关。据此,科学家们把我国地热系统分做两大类五个亚型。

第一大类是构造隆起区热流类,指地壳隆升区和地质块体碰撞造山隆起带。包括3个类型:①火山型,在隆起区边缘有火山活动,带来强地热流。②非火山型,在碰撞体边缘产生的地热流。③深循环型,地质块体之间断裂带形成的温泉热流体。

第二大类是构造沉陷区热传导类,主要指由于地壳下沉形成盆地,接受再沉积的地区。包括两个类型,①断陷盆地型,盆地边有深断裂造成盆地,存在碳酸盐岩低温热传导体系,②造山型,即下陷盆地,也存在着低温热流系统。

我国地热资源情况是怎样的呢?

在构造隆起区地热资源,以水热活动为特点,我国水热活动以温泉方式显示,有单泉、群泉等。泉集中成区或带分布。“温泉”是指地下涌出的泉水,温度高出当地年平均温度的称作“温泉”,另外还有沸泉、沸喷泉、间歇泉、喷气泉等。

水热活动和地质构造有关,构造隆起区由地质块体拼合而成,块体之间活动带是地热高值区,离开活动带则温度降低。我国西藏、云南、四川、福建、台湾等地都是高温水热区。高温水热区和新生代火山有关,如云南腾冲,台湾大屯、基隆龟山岛等。低温泉多数与碳酸盐岩有关,分布很广,华东、华北、东北、西北、中南都有,以喀斯特(溶洞)低温泉的形式出现。水热活动密集带,受地质构造控制,可以形成水热活动的密集区,如藏川滇区,台湾区、东南区、辽东区和沿海区等。

在构造沉陷区的隐伏型地热资源,往往在地表显示不强,通常以隐伏形式出现。大量的地质调查表明,大型沉陷盆地有利于水热资源形成和保存,因为盆地大,沉积物厚,有利于水循环、充分吸热和聚取。另外,由于盆地的低热背景值又决定了一些盆地只能赋存低温热水,在我国华东西北,以及华东中部的一些盆地就是如此。

热水储层的发育和沉积建造有关,沉积建造是指沉积岩成分和环境的综合,譬如淡水沉积岩,咸水湖沉积岩,火山岩,火山沉积岩,碳酸盐岩,它们赋存热水的发育程度不同。

隆起区热泉型资源在我国分布广,资源丰富,许多地区都已经开发,主要用于发电、农业养殖,医疗等,前景良好。沉陷区盆地水热资源,发展很不平衡,华东苏北、华北大型盆地水热资源前景好,储量大,但西北较差,咸热泉较多,如何利用是一个难题。四川盆地盐卤水可以用作化工原料。在地热开发中,盆地热水开发可引起地壳下沉,盐水开发可引起地表盐污染,这些都有待于进一步研究。

温泉——造福人类的源泉

温泉在地质学上称热泉,是指温度明显高于当地年平均温度的泉水。随着水热活动强度的不同,可以表现为沸泉、沸喷泉、间歇喷泉、喷气孔、硫气孔以及水热爆炸等形式。其形成机制是由地下水在径流过程中不断吸取围岩热量形成温度不等的热水,在适当的构造部位出露地表即形成热泉。

中国是热泉广布和利用热水历史悠久的国家之一,据考证,最早报道温泉的文献可追溯到东晋时代,当时常璩在《华阳国志》中首先描述了川西安宁河谷的喜德红妈温泉。此后,北魏的《水经注》和唐代的《元和郡县志》也有相应的记载。人们早期对热泉的利用多以洗浴治病为主,以后又用来灌溉农田。人们懂得从温泉中提取矿物质,则是很晚的事情。元顺帝至正九年(公元1349年),汪大渊首次报道台湾大屯火山地热区盛产硫磺。明末徐霞客也曾对云南腾冲人民如何从地热流体中提取硫磺做过详细描述。但是,在以木材为主要能源的时代,谁也不曾想到可以从温泉之下储存的地热能中提取出绿色能源来造福人类。

二十世纪七十年代,经过两次能源危机,再加上自然环境日趋恶化,常规能源储量日渐减少,人们开始寻求一些新的替代能源。地热能以资源覆盖面广、对生态环境污染小、运营成本低等优势而受到人们的青睐,在世界范围内(包括中国)出现了一个地热勘探、开发和利用的高潮。据统计,1995年全世界地热发电总装机容量为6797.9MW,到2000年已达9960MW。

我国热泉众多,且呈带状展布,按水热活动强度和热泉的密度并结合其它地质条件,可划分为滇藏地热带,台湾、东南沿海地热带,胶辽半岛地热带。针对我国能源结构特点和地理布局,地热作为一种有前景、有实效的新型辅助能源,具有十分重要的意义。在局部区域,如滇藏地区,由于其化石燃料缺乏,而地热资源潜力颇大,故可作为重要能源加以利用。目前,西藏的羊八井地热电站的供电量已占拉萨市电网供电量的40%以上,而且利用热发电的排放水还建立了50000m2的农业温室,使之成为拉萨市的主要蔬菜生产基地。云南西部的腾冲地区热泉众多,初步估算有装机4.5万千瓦的潜力,如果能够充分开发利用,将对地区社会经济发展和生态环境的改善起到很好的作用。

热泉在作为能源资源的同时,又是疗养资源和旅游资源,其中有些还是优质的矿泉水,随着我国人民生活水准的提高,保健事业和旅游事业的发展,将日益显得重要。如此看来,地热资源确实是大自然赋予我们的宝贵财富,温泉真是造福人类的源泉。