-- 作者：何戎
-- 發佈時間：2006 01 14 1:01 AM
-- 【轉貼】所謂「地熱」指得是什麼呢
地熱是存在於地球內部的熱能，使得地溫隨深度而增加，而熱能也會經由地球內部傳送至地表消散。地溫梯度大約是每下探一公里，溫度上升攝氏 30 度。地球內部所蘊含的熱能巨大無比，然而以目前的技術，我們尚不能任意開採，只能開發地殼淺部地溫梯度異常高的地點的地熱資源。
當雨水降至地面，並滲入為地下水，再經斷層或裂隙深入地下，經地熱加熱後，大部分熱水儲存在滲透性良好的儲集層，如砂岩或裂隙岩層。小部分熱水再循環上升，湧出地表，形成溫泉或噴汽孔。熱水在儲集層時因受到蓋層的阻擋，會滯留在儲集層內，並在此發生對流作用。蓋層為一緻密不透氣的岩層，通常是沈積岩及火成岩，因為不發生對流作用，故其中溫度梯度很大。我們可想像此地熱儲集構造是熱源在下、儲集層居中、蓋層在上、地下水由側面補給，恰似一個天然燒開水的茶壺。
若鑽井鑽到儲集層，會有大量的熱水及蒸氣噴出。工程人員根據流體的溫度及壓力將其做不同用途，溫度高的用於發電，低的則直接用於暖房及工業用途等。
地熱系統的種類
根據地熱流體在儲集層中的形式，地熱系統大致可分成熱水型和蒸氣型兩種。
熱水型的地熱系統是以熱水存在於儲集層中。水相控制儲集層壓力，其溫度最高可達攝氏 370 度左右，低者則僅數十度。攝氏 200 度以上的地熱系統，因為熱水到達地面後，可有 10 ~ 30％ 轉變為蒸氣，故比較有發電價值。
蒸氣型是由高溫熱源供應熱量，加上岩層的低滲透性而形成。早期原是熱水型，後因熱水湧出量多於地下水注入量，逐漸轉變成蒸氣型；水受熱沸騰變成蒸氣，使水位下降至深部。部分蒸氣冒出地面，大部分蒸氣接近地表時又冷凝下來，蒸發熱則經由對流作用向地表傳送。在蒸氣儲集層中是熱水及蒸氣兩相共存，由蒸氣相控制儲集層壓力。熱水相因表面張力大，在小孔隙中流動，蒸氣相則經較大的管道逸出。世界上地熱系統中蒸氣型約占 10％，熱水型約占 90％。
世界的地熱資源
地球可看成是由三個同心圓所構成，亦即地殼、地函及地核。地球內部的溫度，一般推測地心內核（地表五千公里以下）可能高達攝氏 6,000 度，外核（地表以下二千九百至五千公里）大約是攝氏 3,000 ~ 5,000 度，地函（地表以下三十至二千九百公里）則大約是攝氏 500 ~ 3,000 度。最外層的地殼好像蘋果的皮，其厚度在海洋地帶平均是 7 公里，在內陸則約 20 ~ 65 公里。地殼的地溫梯度平均是每公里攝氏 30 度左右。
地球內部的熱能是基本熱源，然而欲形成具有開發價值的地熱田，須有較高溫的熱源集中於地殼淺部，以提供充分的熱能。造成熱源局部集中或異常地溫梯度的原因，實際上與地殼板塊運動有密切的關係。目前已知地殼至少可分為 15 個板塊在運動，板塊交界面有四種不同的運動形態，即擴張、隱沒、互撞與平移。板塊運動的結果使其邊緣地帶溫度局部增高，熱能集中，形成顯著的異常地溫梯度，進而產生火山活動及火成岩的侵入，並使地震頻繁。世界上主要的地熱區大部分分布在板塊邊緣的火山活動帶中。
火山活動及火成岩侵入到地表淺處可造成較高溫的地熱田。這一類熱源存在於地殼 5 ~ 15 公里深，正在活動或尚未冷卻的岩漿庫，或侵入的火山岩體中，其地溫異常值常高於正常值的三倍以上，即地溫梯度每公里超過攝氏 90 度，例如分布在環太平洋隱沒帶的火山環、熱點上方的夏威夷和中洋脊頂端的冰島等，都有岩漿庫存在於地底下。
如果沒有火山活動，而是以板塊活動帶的地溫異常帶為熱源所造成的地熱區，其範圍常較大，但溫度較低。這一類熱源是由板塊運動所引起，造成的地溫梯度異常值，可能是正常值的一倍半至二倍，也就是地溫梯度值在每公里約攝氏 45 ~ 60 度。其異常區域的範圍可能很大，大致整個山脈都能涵蓋其中，如歐亞板塊和菲律賓海板塊碰撞所形成的臺灣中央山脈造山變質帶。世界上主要的地熱區大都分布在板塊邊緣的火山活動帶中。
|
