热矿水中的健康密码
作者单位/中国地质科学院水文地质环境地质研究所
责任编辑: 王依卓
Online: 2018-01-20
作者简介 About authors
李龙,硕士,从事地热资源研究等工作。
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文图/李龙.

热矿水是一种宝贵的具有多种用途的综合性矿产资源。目前,许多国家已成功将其应用于发电、供暖、养殖等方面。与此同时,热矿水还具有很高的医疗价值,对于促进经济发展和人类身体健康有十分重要的意义。
热矿水用于人类的医疗保健事业有着悠久的历史,早在4 000多年前,在医药尚未发展的远古时代,人们便借助于大自然的恩赐,利用热矿水治疗疾病。到了汉代,天文学家张衡所作的《温泉赋》中记有“六气淫错,有疾疠兮。温泉汨焉,以流秽兮”,阐述了温泉具有治病、除秽和保健等功效。地热水之所以具有医疗保健作用,主要是因为其中含有丰富的对人体健康有益的多种矿物质元素,当这些元素的含量达到医疗矿泉水的水质标准时,地热水就具有了较高的医疗保健价值。我国的一些著名温泉,都在不同历史时期有过关于洗浴治病的记载,表明先人在不断的实践中认识了温泉的医疗洗浴作用,并给后人以启迪。在人类活动比较多的温泉所在地,大多辟为温泉疗养地,如早已闻名的陕西华清池,以及北京小汤山、南京汤山、广东从化、辽宁汤岗子温泉,均早已得到开发利用。
何为热矿水
地球内部赋存着丰富的可再生的地热资源,这些资源一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热资源根据可利用模式的不同分为水热型地热资源、干热岩地热资源和浅层地温能资源三种。地下水在多孔性或裂隙较多的岩层中吸收地热,其所储集的热水及蒸汽出露地表,温度达到25℃以上的称为热矿水,属于水热型地热资源。
热矿水的分布
地热资源是世界上最古老的能源之一。据测算,地球内部的总热能量,约为全球煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量,相当于1 000亿桶石油燃烧产生的热量。地球本身像一个大锅炉,深部蕴藏着巨大的热能。在各种地质因素的作用下,这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集,如果达到可开发利用的条件,就是具有开发意义的地热资源。
高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。相对来说,中低温地热田广泛分布在板块的内部。
我国地热资源以中低温地热资源为主,分布广泛,具有明显的规律性和地带性。中低温地热资源主要分布在大型沉积盆地和山地的断裂带上。高温地热资源主要分布在藏南、滇西、川西和台湾地区。
这些分布在盆地,特别是大型沉积盆地的地热资源储集条件好、储层多、厚度大、分布广,是开发潜力最大的地热资源。我国沉积盆地型地热资源主要分布在松辽盆地、下辽河盆地、华北平原、河淮盆地、苏北盆地、江汉平原、汾渭盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、西宁盆地,等等。资源分布存在东西差异的问题,东部地区的华北、松辽、苏北等盆地,软流圈上拱导致地壳变薄,沉积巨厚,发育了多层叠置的热储系统,盆地热流值高。中部四川、江汉与鄂尔多斯等盆地,地壳总体较厚,盆地热流值偏低,主要热储层一般为低温热水,深凹陷地带富存中温热卤水。西部包括塔里木、柴达木、准噶尔等盆地,地壳厚,盆地热流值低,主要热储层矿化度较高,常为卤水。
山地断裂带上的地热资源属于隆起山地型地热资源,主要分布于我国的东南沿海、台湾、藏南、川西、滇西和胶辽半岛等地区。按温泉出露的情况,我国有四个水热活动密集带:藏南—川西—滇西水热活动密集带;台湾水热活动密集带;东南沿海地区水热活动密集带;胶辽半岛水热活动密集带。
何为医用热矿水?
如果把热矿水视作全集,那么热矿水这个概念所包含的子集有很多,比如饮用天然热矿水、热矿泉、医用热矿水,等等。
水作为一种地热流体,把地热能带到地表,形成地下热水。一般来说,医用热矿水是自地下自然涌出或人工开采的矿水,含有1克/升以上的可溶性固体或含有特殊的气体,或含有一定量的微量元素,或具有34℃以上的温度。它既可以是天然出露的温泉水,也可是人工钻井取得的地热水。
根据温度的不同,医疗热矿水可以划分为手浸入水中有凉感的冷泉、手浸入水中有温感的温泉、手浸入水中有热感的热泉以及手浸入水中有烫感的高热泉,其温度标准分别为低于25℃、25~37℃、38~42℃和42℃以上。其中接近或高于人体温度(37℃)的热矿水,方能利用其天然温热性进行医疗。
除了自带高温以外,医疗热矿水因其富含的矿物成分,即便长时间浸泡,皮肤也不会发皱,反而会有一种滑腻感。同时能感觉到明显的浮力,或者在边角处,常有一层黄色的“氟化钙”结垢沉淀。这也是我们在日常生活中可以用来鉴别市场中的真假“温泉”的方法。
医用热矿水的功效
地热水是否具有医疗价值,主要取决于所含特殊组分和气体成分的含量,而不仅在于温度有多高。根据我国目前对医疗热矿水分类的统一标准,只要某一项组合的含量达到指标,即可作为医疗用水 。
不同的成分,作用在人体后也会有不同的效果。比如硫化氢水中的硫化氢对人具有兴奋作用,洗浴时对皮肤产生直接的刺激作用,并透过皮肤被肌体吸收,还可以通过呼吸道吸入体内,从而刺激皮肤内的神经末梢和血管壁的内感受器,使皮肤产生组织胺等物质,对慢性皮肤病有抗菌止痒作用。同时,硫化氢浴能增强肾排除金属及尿素物质的能力,有助于提高肾脏功能;碳酸氢钠泉水主要用于治疗消化疾病。这种泉水能促进胃内容物的排空,对胃肠蠕动功能有促进作用,洗浴时皮肤表皮呈碱性反应,表层的死亡细胞被溶解;硅水是指偏硅酸质量浓度达到每升50毫克的地热水,有助于治疗胃病、强壮骨骼、维持动脉壁的弹性和保护内膜,还可以软化血管,降低心血管疾病的死亡率;锂水中的锂元素能安定情绪,对人体中枢神经系统活动有调节作用,还可以改善造血功能,提高人体的免疫机能;氟是人体内骨骼和牙齿的组成成分,氟水中适量的氟能被牙釉质石晶粒表面吸着,增强牙齿硬度和抗酸能力,从而起到防龋的作用;硼水中的偏硼酸有消毒和止痛的作用;而氡水浴则对心血管系统和神经系统功能有调节作用。
医用热矿水的开发应用
现代医学认为,医疗热矿水治疗的病种众多。对治愈心血管系统、关节、神经系统、皮肤及其它疾病具有良好的医疗效果;还具有预防疾病、强身保健的功能。
我国温泉之中,比较著名的有小汤山温泉,其位于北京市昌平区东小汤山镇内。小汤山温泉出露在元古界雾迷山组灰岩裂隙中,水温大部分在40 ~ 60℃,温泉水温最高可达76℃,小汤山温泉外观淡黄清澈,水质温润,属于重碳酸硫酸钠型氟、偏硅酸医疗热矿水,用于医疗康复已有多年的历史,对皮肤病和关节炎有较好的医疗效果。从前,到了秋冬季节,远望泉区一片薄雾缭绕,那里池面热气蒸腾,泉池中水很清,但是深不见底,只看到不断从池底升起的串串气泡,到了池面,就泛成朵朵水花。在枯干的池子边缘,我们还能看到层层水迹的印痕,记录着泉水历年下降的水平。泉池在地面上是规整的八边形,但是泉池底部结构却有它的变化 。西池的东端和东池的南端,都用花岗岩条石封底,而在西池的南端和东池的北端各为一个斜列的井筒。这两个斜列井筒的连线方位与地下的结构正相呼应:北东65度方向——这正是小汤山地下花岗岩层断裂带的裂缝所在。就是从这儿,地下热源通过水作为介质,不断地升上来。
另一处值得一探的热矿水开发区则是被列为中国四大温泉康复中心之一的汤岗子温泉,它位于辽宁省鞍山以南7.5千米。据古籍记载,该温泉发现于唐贞观十八年(公元622年),唐太宗东征时,将士们曾在此洗浴和疗伤。辽、金时在此设汤池县,古时称温泉为“汤”,县以泉而得名。金太宗也曾来这里“坐汤”。温泉附近有明崇祯三年立的《奶奶庙碑》。而且此地当时不但是“名池”胜地,也是南北交通要冲。张作霖在此建“龙泉别墅”,设有大小浴池多处,日本人也在这里修建了“对翠阁”旅馆,设“龙宫温泉”,末代皇帝溥仪曾两次下榻温泉旅馆。汤岗子温泉共有温泉18穴,水温在57~65℃间,该温泉最高水温可达72℃。
据有关专家考证,汤岗子温泉在地热与地压作用下,沿阻力最小的地方涌出地表而形成的,这里地泉汨汨而涌,晶莹透澈。尤为可贵的是,水中含有大量的铁、锰、钠、碘、矾、钛、钾、硫、硼等20余种化学元素,对人体发挥抗炎、止痛、改善血液循环、恢复肌肉关节功能和调节免疫等效果。
奇特的温泉水“养育”了奇特的泥。汤岗子理疗医院热矿泥以荷花池为中心向四周扩散,离中心越远,泥的温度也越低。矿泥长期得到温泉的滋养,除含有温泉的化学成分外,还含有泥本身所固有的化学成分。利用天然热矿泥,可以进行局部泥疗;利用短波、超短波技术,可以对人体进行电泥疗,还可以进行泥浆浴。可促进人体血液循环加快,局部毛细血管扩张,非细菌性炎症像液体渗出引进的关节肿胀等病理产物,会随同排汗等途径大量排出体外,这一作用对于治疗风湿、类风湿症效果明显。同时,热能促使神经系统敏感降低,这样可以减轻风湿、类风湿、外伤后遗症、腰腿疼等疾病给患者带来的疼痛。因为泥疗采用的是物理疗法,因此治疗效果能保持相当长的一段时间。
近年来地热资源开发方兴未艾,洗浴医疗用水也得到了较快的发展,随着人民生活水平的不断提高,热矿水疗养越来越被人们重视。我国热矿水多为中低温热矿水,国内外众多研究表明,中低温热矿水作为医疗资源加以利用,具有很高的经济和环境效益,所以,发展中低温热矿水的医疗应用,前景十分广阔。