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溫泉之旅

溫泉(hot spring)是雨水滲入地下,在深處加熱後再上升到地面形成的。但溫泉並非隨可見,而是必須要有適當的地理條件才能形成的:

一、地下的熱水:

砂岩是蘊藏熱水的最佳的儲集層之一
砂岩是蘊藏熱水的最佳的儲集層之一

地下要有一個熱水庫,也就是儲集層的部份,容量要夠大,才能儲存足夠熱水供噴發。孔隙或裂隙發達的岩層如:砂岩、礫岩、火山岩都是良好的含水層,可蘊含豐富的地下水;而此地下水的溫度高低則視她所在的深度與地溫梯度而定。地溫梯度(geothermal gradient)是指每單位深入地下的溫度變化幅度,地殼的地溫梯度平均而言是30℃/km,也就是每增加一公里的深度,溫度就升高攝氏三十度。地溫梯度的大小又與熱源種類有關:

  1. 存在地下僅約五至十公里深尚未冷卻的火山岩漿庫或侵入的火成岩體。由此熱源所造成的地溫梯度異常可能三倍於正常者以上,即超過90℃/Km;換言之,每深入地下一公里,溫度將昇高90℃/Km以上。
    事實上,以馬槽地區為例,民國五十八年至六十二年,由工業技術研究院能源礦物研究所在該區的鑽探資料 得知,距地表下100公尺處的溫度即達到1000℃,在地面下約1000公尺處的溫度則高達280℃ 。
    這麼高的地溫梯度,多數屬於局部性,除非侵入的火成岩體非常巨大,才可能形成區域性的地溫梯度異常。
  2. 第二類熱源為隆起的地函,為板塊運動所引起,所造成的地溫梯度異常可能二至三倍於正常者,即在60℃/Km與90℃/Km之間,異常範圍可能極大,乃區域性的異常。
    火山區通常有第一、二類的熱源,因此含水層不需深入地底,就常有高溫熱形成。

二、必須有靜水壓力導至熱水上湧:

造成靜水壓力差的方式叫能有如下數種:

  1. 因冷熱水密度不同所產生的壓力差,在開放性裂隙阻力較小的情況下,就可促使熱水 上湧而成溫泉。
  2. 深部熱水多數含有二氧化碳為主的氣體,熱水上升後由於壓力漸減而使所含氣體逐漸膨脹,減輕熱 水的密度,更有利於熱水上湧。
  3. 在高山深谷地形配合下,谷底的地面水比高山的地下水位低很多,因此谷底就可能成為靜水壓力差最大的地方,故熱水由谷底上湧的可能性最大,溫泉多數即發生在山谷中的河床。
  4. 適當的地質構造亦可造成靜水壓力差,如自流井即是,類似的地質條件也可使地下的熱水卜湧成溫泉。
  5. 在新造山運動區域內的深厚沈積物中,原來含有大量的水份,當沈積物被擠壓時,水份就如海綿被擠壓似地向外逃逸。假若沈積物內 有裂隙上下丁貫穿,則水份將沿著裂隙向上升至全地面成為溫泉;如果沒有通路渲洩,則形成高壓水且儲藏於於地層中,一旦為鑽井所截,也將湧出地表成為熱水。

三、岩石中須有深長裂隙供熱水通達地面:

裂隙本身雖然無法驅使熱水上升,但提供了熱水上升的通道。

最近更新在 2017-10-23