地熱異常區

所謂地熱異常區，是與正常區相比較而言。同樣以傳導為傳遞熱能的形式，地表各處的熱流也並不相同，原因是不同岩石的導熱係數不等。地表熱流量一般介於0．8—2．0熱流單位之間，岩石導熱係數為4-10微卡/釐米·秒，因此，地温梯度一般為8—50℃/公里。以熱傳導為主時，各地的地温梯度不同，在地下3公里深處，低的僅24℃，高的可達150℃，但是，從地熱發電的技術考慮，由熱傳導差異引起的地熱異常，用來發電在經濟上並不合算，而只宜直接用於工業，農業或生活；因此，從地熱發電角度來看，還不能算作是熱異常。

世界上已發現的地熱田，熱異常主要是由對流作用造成的。因為技術主要是利用高温的流體，流體通過對流把熱能帶到地表，才便於使用。某些缺乏流體的緻密地層，由於熱傳導作用，戎主要由於熱傳導作用，也可形成很強的熱異常，有時深度不大，温度可高達300℃，這就是所謂乾熱岩石。乾熱岩石難以直接利用其能量， 辦法是在熱岩石中用人工方法造成裂隙(如地下常規爆破法、水力加壓法、地下原子能爆破法等)，然後將水壓入井中，使水在地下循環加熱，以熱水或蒸汽的形式返回地面再加利用。當然，這樣做，技術比較複雜，成本也高。因此，在技術條件下，仍以利用熱水或蒸汽為主要目標。尋找地熱田時主要是尋找具有高温蒸汽或熱水的區域。

地熱異常區，可以分為三種不同的類型。第一種是以熱水為主的熱水型，第二種是以蒸汽為主的蒸汽型，第三種是缺少水分的乾熱岩石型。已經開發利用的限於前兩種。

熱水型的地熱異常區是異常區中最常見的。在某一深度上水受熱增温，根據對流的原理，水受熱膨脹而上升，將熱能輸向淺部，而形成地熱異常區。

一般情況下，這種異常區都有地表顯示，在地表出現熱泉、噴泉等。當有泉出露可以直接觀察到熱水出露的地層、巖性時，可以確定它存在於那一種空隙系統(孔隙、裂隙、溶隙)之中。但是必須注意，泉出露口所處的地層有時不一定就是熱水上升通道所在的地層。例如，出露於第四紀沉積物的砂層中的温泉，往往是衍生泉，由於和砂層含水層中的冷水相混，温度有所降低，化學成分也發生了變化。這是熱水的出口被掩覆的一種情況。另一種情況，熱水受隔水層阻擋而在某一地段出露，但真正的熱水上升通道卻在相當遠的距離之外。因此，在工作時，應將熱泉的出露位置與當地的水文地質條件結合起來，判定熱水真正的上升通道的位置。

一般地下水中比較少見的元素，在熱水中往往含量較高，熱水中多伴生有H₂S和SO₂等氣體。因此，有一種看法認為，熱水是岩漿活動後期的氣體和液體，由於熱水和蒸汽的釋放，使某些相對稀有的元素集中，甚至在高温熱水泉附近生成汞和銀等礦牀。根據這種看法，熱水與蒸汽都來源於岩漿，是所謂的初生水，即是來自地球內部的水。但是，多年以來通過研究水中氫同位素，對熱水與蒸汽的來源，作了相當可靠的研究，否定了這種看法。

蒸汽型的地熱異常區可分為兩種，一種只產超熱蒸汽而沒有水，這就是幹蒸汽田，另一種產水並伴生有一定數量的蒸汽，這是濕蒸汽田。世界上所發現的蒸汽田地熱異常區，以濕蒸汽田為主，幹蒸汽田只有三個，意大利的拉德瑞羅、美國加州的間歇噴泉、日本的松川。

對蒸汽田的機理有三種不同的學説。第一種是意大利的法卡(Facca)及託南尼(Tonani)提出的。他們認為，蒸汽田原來都是充滿熱水，水温接近於沸點(相應於水所處深度的壓力下的沸點)，鑽孔打到此熱水，由於減壓沸騰成為蒸汽，上升噴出。如果在鑽孔中突變為蒸汽，則為濕蒸汽田，在鑽孔底部附近突變為蒸汽，則為幹蒸汽田。部分水汽噴出後，鑽孔附近的蒸發空間變大，當有幾個鑽孔時，各孔的蒸發空間逐漸連成一片，於是整個地熱系統的上部充滿蒸汽，下部則充滿水。 ^[2]