从20世纪60年代后期开始,世界各国加速地热电站的建设步伐。据计算,在地壳深处4~6公里之间的热能大约相当于600万亿吨标准煤,这样的深度,开发的可能性是很大的,目前仅开发了很少的一部分,潜力很大。据1985年统计,世界上已建成186座地热电站,分布在17个国家里,总发电能力为4764兆瓦,其中美国居首位,约有2012兆瓦,在建与计划建设的有1309兆瓦。其他国家依次为菲律宾894兆瓦、墨西哥645兆瓦、意大利519兆瓦、新西兰167兆瓦。菲律宾境内现有12座活火山,预计建成地热电站后的发电量可能超过美国。其中莱特岛上的地热开发的前景最佳,约相当于菲律宾地热发电量的二分之一。印度尼西亚也是多火山的国家,地热发电的潜力很大,正在积极开发。日本火山、地震均较多,有条件开发地热电站,从1966年开始建设,目前已建成10座左右,总发电量可能达到20万千瓦。其中以八丁原电站最大,发电量达5.5万千瓦。电站现有地热生产井16眼,9眼为正常运转,7眼备用,井深900~1 500米,井口温度为170℃,每小时产汽300吨,热水600吨。热气田的储热层与盖层都是第四纪更新世的火山岩。其他地热田也大都位于火山群中,已查明可开发的约有80多处。
我国最大的地热区在台湾北部的大屯复式火山区,地质条件与日本相同,从1965年开始调查勘探,已获得13个热气孔和热泉的具体资料,面积达50平方公里以上。其中有一处喷出的热气温度高达120℃,通过打钻还可提高温度,可达200℃以上。据初步估计,大屯地热发电的潜力很大,可达8~20万千瓦。
我国地质工作者在大陆范围内已经勘探的地热田(区)有40余个,已发现的天然温泉露头约2 600余处,人工热水露头约130处。其中藏滇、闽粤沿海、京津三地区颇有开发前景。
一些小规模的地热电站自1970年开始陆续建成,已有广东丰顺邓屋、河北怀来、湖南汤灰以及西藏羊八井等8座已经发电,以羊八井地热电站最为成功。羊八井位于拉萨北面约90公里,海拔4 300米,周围山峰终年冰封雪盖,但这里热水湖的温度高达92℃(当地沸点为86℃) 西藏拉萨羊八井藏布曲中的河心滩沸泉群(水温高达90℃)
,沸水翻腾、水花四溅、蒸汽灼人。1974年开始进行调查勘探,打了几十个钻孔,最深者达1 200米,井口水气温度达150℃,压力为4个大气压,平均流量每小时100吨。当时因井口密封不严,曾发生井喷,热泉冲向天空,高100多米。这里是几组断裂的交汇处,中生代的岩浆活动比较强烈,是热源的所在。中生代岩浆岩之上覆盖着较厚的第四系地层,把热量储藏覆盖起来,形成地热田(区)。据估计,深钻井中可获得300℃热泉,最有利于发电,潜在发电量可达1万多千瓦。
由于地热发电的经济核算、环境保护、安全生产等方面都有其优点,所以此项建设备受各国青睐。
与地热有关的,或者与火山作用有关的另一资源,就是温泉。早在远古时代,我们的祖先就注意到了温泉的作用。例如公元前五六百年前的东周时代,人们就已利用温泉沐浴,治疗疾病。又如汉代着名的学者张衡(公元78-139年)在其《温泉赋》中提到:“有疾疠兮,温泉治矣!”说明温泉治病,当时已较为普遍。直到明代,李时珍(1518-1593)在其名着《本草纲目》中也强调温泉对多种疾病颇有奇效。据医疗统计,利用温泉治疗的病种有关节炎、神经痛、皮肤病等。例如黑龙江五大连池每年接待的千万游客中,有不少就是利用这里的火山温泉来治疗疾病。
至于利用温泉灌溉田地,冬季养殖绿肥或饲料,代替燃料使温室保温,种植蔬菜瓜果,以及冬季取暖,更是好处说不完。例如冰岛,位于北极圈附近,天气自然十分寒冷,可在首都雷克雅未克,家家户户,温暖如春,其热能供应,全靠这里丰富的火山温泉。因为冰岛是着名的火山之国,正好位于大西洋的洋中脊上,火山喷发特别多,每5年就有一次喷发,有些喷发时的延续时间也很长,其中有座火山于1783年喷发,持续两年才告暂停。
有些温泉对人体的健康也大有好处。据报载:位于黄河之滨、崤山脚下的河南省陕县温塘村多年来一直像谜一样,本村人与一箭之遥的邻村相比,身材高大(男女小学生较普通村身高高3~5厘米,体重也重2.7~4.6公斤)、寿命长、患流行病少、患癌症病人更少(温塘村人群总死亡率及肿瘤死亡率低于普通村)。如果考查当地的历史记载,据《陕州志》载:“西汉年间,在县西温塘村大沟中,水四时皆热,病患洗浴者常来自四方。”汉光武帝刘秀、东汉末年曹操及唐代女皇武则天等均曾驾临温塘村沐浴,谓之“神水”。经中国预防医学科学院对这里进行流行病学调查和动物试验表明:温塘村人身体高大、抗病力强、发癌率低是长期饮用当地温泉矿泉水的结果。因而,专家认为:长期饮用温泉矿泉水,有延长寿命、增强免疫力、提高血白细胞、降低肿瘤死亡率的功效。现在温塘村的温泉矿泉水已由矿泉饮料公司进行开采销售,经济效益当然可观。问题是,一般群众将很难再享受此种“神水”的恩惠。
温泉
另一处着名的高原温泉位于青海省西宁市南130公里,与贵德相邻,有所谓“贵德古八景”之一的“沸泉冬温”。泉水在两山对峙的狭谷之中,当地海拔2 500米,有24个泉眼流出晶莹透明的潺潺泉水,其中3个从沟壁岩石裂缝中喷出,正好位于断层带上。
远在明代洪武十三年(1381)就有人来此治病,常泡温泉对关节炎、皮肤病有显着疗效,饮用温泉,还能治疗胃病。
1979年,当地政府在此建造温泉疗养院,不到3年时间,已有2万多人次前来治疗,治愈率达82%。后来,通过构造地质调查研究,打出一眼100米深的高温自喷热矿泉水,喷水高出地面19.4米,井口温度在93℃~96℃之间,高于当地开水沸点。15分钟可煮熟鸡蛋,40分钟可煮熟土豆,2小时可炖熟肉类。该井每昼夜涌水量达450吨,水色透明。经化验鉴定,水中含有氡、钍、镭、铀等矿物质,属重碳酸盐矿泉水,很适宜于医用。
我国目前城市利用地热资源最有成绩的是天津,不仅居国内领先地位,在国际上也居前列。已查明的全市地热资源大约相当于13亿吨标准煤。为利用地热,已打成地热深水井100多眼,试验地热发电也已获得成功。全市利用地热取暖的建筑面积已达140万平方米,成为世界上规模最大的地热采暖区。不仅如此,建在天津大学的我国第一所地热研究培训中心,已成为国际性的亚太地区最大的地热科研基地,为我国及日本、美国、德国、俄罗斯等培养地热专门人才160多名。
“杀人湖”的遐想
活动的地震与火山给人们带来的危害无需赘言,而潜在的地震与火山活动也不能掉以轻心。
看一下位于非洲中部喀麦隆境内玛瑙湖畔发生的惊心动魄的事。