地下热水的形成
(1)温泉型地下热水
在隆起山区温泉型地下热水的形成模式可以概括为:大气降水入渗补给→地下水经历深循环并获得大地热流或岩浆热源的加热→上升至地表以温泉的形式出露。例如福建漳州地热田地下热水分布于漳州盆地中部花岗岩裂隙型热储层中，其补给区主要在西北部丘陵山区，大气降水入渗后逐渐汇集到断裂带，地下水经深循环和加热后，在盆地中央的北北东向断裂和北西西向断裂交汇处上涌并穿透第四系孔隙含水层后出露地表(图4.20)。
图4.20 福建漳州地热田地下热水形成模式示意图(据汪集旸等，1993)
(2)盆地型地下热水
分布在沉积盆地深层基岩热储层及其上覆孔隙热储层中的地下热水，其形成模式可以大体上概括为“侧向径流补给—大地热流供热—层状热储”。地下热水的补给区在盆地边缘的基岩山区，由于补给区距离远，地下热水的径流极其缓慢。例如天津市深层中新元古界和下古生界碳酸盐岩裂隙岩溶热储层，地下热水的补给区主要在北部山区，大气降水入渗补给后，地下水向南径流，在天津市区附近获得来自深部大地热流的加热而增温，连同其上覆新近系松散－半固结的孔隙含水层中的地下水也获得增温，从而使该地区地下分布有多层热储层(见图4.6)。
(1)地下热水的补给来源
大多数地下热水起源于大气水，是由当地大气降水入渗补给而形成的。这类地下热水的矿化度通常小于1g/L，少数达ng/L。分布在沿海地区的地下热水可能混合有海水，因而部分热水起源于海水，这种热水的矿化度介于淡水和海水之间。在某些沉积盆地深层分布有地下热卤水，它们可能起源于古代大气水或古海水，其矿化度可以大于现代海水，最高达300g/L以上。
地下热水的稳定同位素D和18O组成可以用来判别其补给来源。我国部分地区地下热水水样的δD和δ18O数据绘制在δD－δ18O关系图上(图4.21)，发现我国地下热水的δD和δ18O数据点大多落在大气降水线附近，没有存在明显的18O漂移。说明热水的补给来源是当地大气降水，并且水－岩氧同位素交换作用不明显。热水的δD和δ18O值受到不同纬度、不同高程以及距海岸的距离等的影响，位于我国南方且海拔低、离海岸比较近的水样的δD和δ18O数据点落在δD－δ18O关系图右上方，位于北方、海拔较高且远离海岸的水样δD和δ18O值偏负。地处西藏南部、四川西部的热水样品点δD和δ18O值偏负明显，数据点落在δD－δ18O关系图左下方，除了受到高海拔、远离海岸的影响外，还反映了冰雪融水的补给作用。
世界上不同地区的一些高温地热田地下热水的δD和δ18O值，在δD－δ18O关系图上大多存在18O漂移(见图3.12)，即18O相对富集。这通常是水－岩之间发生氧同位素交换作用的结果。一般水温越高，18O漂移越明显。δD和δ18O数据点的连线或趋势线与大气降水线的交点的δD、δ18O值与当地大气降水的δD、δ18O平均值接近，表明地下热水的补给来源是当地大气降水。
图4.21 中国地下热水δD和δ18O关系图(据Zhou等，2009a)GMWL—全球大气降水线;CMWL—中国大气降水线。1—内蒙古维纳温泉;2—吉林长白山温泉;3—辽宁汤岗子温泉;4—辽宁五龙背温泉;5—河北抚宁县温泉堡温泉;6—河北遵化县汤泉温泉;7—河北赤城温泉;8—河北赤城县塘子庙温泉;9—河北张家口市白庙温泉;10—河北怀来暖泉;11—河北怀来县后郝窑郝4井;12—河北大厂县“京东第一温泉”地热井;13—河北雄县浅牛3井;14—河北任丘地热井;15—北京延庆县松山温泉;16—北京小汤山地热井;17—北京市地热井;18—天津市地热井;19—山东临沂市汤头温泉;20—山东招远温泉;21—山东聊城地热井;22—山东菏泽地热井;23—陕西华清池温泉;24—陕西西安市地热井;25—陕西东汤峪温泉;26—陕西西汤峪温泉;27—安徽庐江温泉;28—安徽拌汤温泉;29—湖北咸宁温泉;30—江西庐山温泉;31—江西马鞍坪温泉;32—江西临川温泉;33—江西横径温泉;34—湖南大热水溪温泉;35—湖南落马坡温泉;36—湖南热水坑温泉;37—福建福州温泉;38—福建漳州温泉;39—广东从化温泉;40—广东广州市三元里热水井;41—广东中山温泉;42—广东阳江温泉;43—广东雷州半岛热水井;44—广西博白县温罗温泉;45—广西陆川温泉热水井;46—广西北流县清湾温泉;47—广西容县黎村温泉;48—贵州石阡温泉;49—贵州息烽温泉;50—贵州开阳温泉;51—重庆北碚温泉;52—重庆铜梁县虎峰温泉;53—四川达县马家沟温泉;54—四川稻城县茹布温泉、东朗温泉、日东温泉、勇茶卡温泉;55—云南安宁温泉;56—云南大理市下关温泉;57—云南昌宁县鸡飞温泉;58—云南龙陵县邦腊掌温泉;59—云南腾冲县热海地热田大滚锅泉眼;60—云南瑞滇温泉;61—云南瑞丽市孔雀温泉;62—青海贵德温泉;63—青海温泉镇温泉;64—西藏那曲县谷露温泉;65—西藏当雄县羊八井地热田;66—西藏措美县突多温泉;67—西藏定日县尼夏温泉;68—西藏昂仁县搭各加温泉
(2)补给区纬度
大气降水的平均D和18O同位素组成与纬度的变化存在着相关关系。从低纬度到高纬度，大气降水的重同位素逐渐被贫化。中国大气降水δD值的纬度效应可以表示为(王东升，1993)
地下水科学专论
式中:NL为北纬纬度。根据地下热水的δD值可以估算地下热水补给区的纬度。例如北京地区深层地下热水的δD值为－67～－76，估算补给区的纬度约为北纬44°～50°。
(3)补给区高程
利用大气降水的δD和δ18O值的高程效应可以估算补给区高程。高程的大小随不同地区的气候和地形条件而异。中国大气降水δD值的高程效应可以表示为
地下水科学专论
式中:ALT为高程，m。例如，北京延庆县松山温泉的δD值为－84，δO值为－11.8，求得地下热水的补给区高程约为1900m，与温泉西北地区的大海坨山区的高程较接近。
式(3.7)是常用来估算补给区高程的另一个计算公式。例如，天津市区深层热水的δD值为－64～－81，已知高程每升高100m时δD值降低2.5，利用式(3.7)估算补给区高程为400～600m，与当地北部山区实际高程基本相符(周训等，2001)。
(4)补给区温度
利用大气降水的δD和δ18O值的温度效应可以估算补给区水的温度(或平均气温)。中国大气降水δD值的温度效应可以表示为
地下水科学专论
式中:T为补给区多年平均气温。例如，北京地区深层地下热水的δD值为－67～－76，估算北京地区地下热水补给区地面气温约为5～9℃。
地下热水是指高于当地年平均气温的地下水。我国将地下热水的温度下限规定为20℃（北方）—25℃（南方）。
我国的地下热水资源极为丰富，目前已发现水温在25℃的热水点有2600多处，且具有明显的区域性分布规律，呈现出藏滇、台湾两个高温温泉密集带和东南沿海、滇川两个低温热水密集带。
地下热水多形成于地热异常区（热流值或地热梯度高于区域背景值的地区即可看作地热异常区）。一般认为，地热异常与深部地幔熔融物质向地表浅部运移在岩石圈中形成的岩浆库（岩浆热源体）密切相关（图6-1）。岩浆库的深度一般为5—10km，温度高达600—900℃。
图6-1 高温地热异常形成示意图（HFU为热流单位，1HFU=4984×10－3J/cm2·s）
地下热水的形成受各种复杂的地质－水文地质条件的控制，其中不可缺少的是：有效覆盖层、下伏的透水层，有利的地质构造、热源的存在和足够的水补给，可概括为四个字（即四个要素）：
（1）储（即热储）。主要指渗透性良好的孔隙、裂隙岩层以及断裂裂隙系统，其中赋存有丰富的热水或蒸汽。
（2）盖（即盖层）。由不透水岩层组成，直接覆盖在热储之上，起保温隔热作用，能阻碍地球内部的热能向地表散失。
（3）通（即通道）。系指地下热水（汽）在静水压力作用下上涌的构造通道。
（4）源（主要是热源，也包括水源及水中物质成分的来源）。其中热源是地热区形成的重要条件，在四个要素中，热源起主导作用。热水（汽）的水源问题，也可以说是热水（汽）的成因问题，据同位素研究表明，地下热水大部分来自大气降水，其形成机理模型见图6-2。关于热水中物质组份（即可溶性组份）的来源，主要是热水与岩石之间发生溶滤作用的结果。即热水中大部分可溶性组分来源于围岩，其浓度主要取决于温度和压力条件，其中有的微量组分除溶滤成因外，与岩浆活动、火山喷发、降水也有密切的成因联系。
图6-2 高温热水型地热田模型（据D.E.怀特）
左图曲线1是纯水沸点的参考曲线；曲线2表示沿着由A点得到补给到E点排泄这一曲型循环途径的温度剖面
水的下沉和上升的现象。
（2）热水上升、冷水下沉对水的传热有什么影响？教学目标：（1）科学知识：知道在水和空气中，热传递主要靠对流的方式，热由高温处传到低温处。知道热可以不依靠任何介质以辐射的方式向周围传递。（2）科学探究：通过“冷热水产生对流实验”，发现冷热水接触，冷水下移、热水上升的规律。通过“热对流实...
热水蚀变的结构模型
因此，海相火山岩系、浅位岩浆房、同火山断裂系统和海底局限盆地，常常是发育海底热水流体成矿系统的必要条件。（2）在海底裂谷带或扩张伸展带，海底火山喷发常常是中心式或中心-裂隙式，常沿海底裂陷带形成串珠状分布的海相火山杂岩区，并诱发若干相对独立的、空间分离的热水流体对流循环系统，因而，造就...
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采暖热水系统就是将太阳能热水器与地暖相接合的一种方式。充分利用太阳能热水器将光能转化成热能，将水箱里的水加热形成对流，使热水器水箱里的水全部变成热水；再通过系统将水箱里的水输送到地暖水管里，彼此间形成热水循环，以使地暖加热，室内温度升高，从而达到采暖效果。
冷水下沉热水上浮的原理
根据液体热胀冷缩的规律，冷水温度升高后，体积增大，密度减小，温度高的水分子向上运动，温度低的水密度大，向下运动形成对流，所以，冷水加热成热水后可以浮在冷水上。
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热水中的水分子，是在不仃的运动，不仃的碰撞。这种无规则的碰撞，可产生两种情况：一种是顺势分子的运动越来越剧烈，一种是顶头相碰两者能量抵消。其结果就会使少量的分子能克服水中分子的引力而跑出水面进入空中，形成水蒸汽。水温越高跑出的越多，水蒸汽压也就越高 ...
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高州市13660189617： 地下的热水是怎样形成的? - ？
人才瑞平： 地下的热水并不是从地球内部深处流出的,而是由天上的降水流入地球内部被加热后形成的.当天上的雨水降到地面上后,接着就沿岩石或土壤的空隙、裂缝向地下深处渗透.雨水在下渗过程中,不断吸收周围岩石的热气,逐渐增温而形成地下...
高州市13660189617： 地下热水 - 搜狗百科？
人才瑞平： 当然是地球里面的热能所产生的能量得来的、、、比如在俄罗斯的地热温泉就是在俄罗斯的地下有岩浆在地底下流动所造成的结果
高州市13660189617： 地下热水是怎么来的？
人才瑞平： 地下水受到岩浆的热 形成热水
高州市13660189617： 地下的热水是哪来的? - ？
人才瑞平： 数千米的地下挨岩浆近的都是热水
高州市13660189617： 温泉是怎么形成的 - ？
人才瑞平： 温泉的形成,一般而言可分为两种:一种是地壳内部的岩浆作用所形成,或为火山喷发所伴随产生,火山活动过的死活山地形区,因地壳板块运动隆起的地表,其地底下还有未冷却的岩浆,均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中...
高州市13660189617： 为什么温泉会有热水？
人才瑞平： 世界上处处都有泉水,甚至有地方还有热的泉水,叫温泉,它在地层中的总含量高达7亿立方千米之多.在地下很深的地方,也有一种叫做岩浆的东西,但岩浆相当热,比炉火还热.当地下水从那里经过时,就逐渐变成热水,这些热水从地下冒出来以后,就形成了我们见到的温泉. 地下的热水并不全是从地球内部的深处流出来的,还包括天上的降水等流入地球内部以后被加热后逐渐形成的.假如渗入到30多千米深处,温度就会有1000~1300℃.假如地层深处有含水性相当好的大孔隙地层,地下热水就会逐渐聚集起来,形成具有大量开采价值的地下热水层
