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►溫泉是指地底下自然湧出，水溫高於當地年平均溫度5°C的泉水。根據學者托德、拉莫羅、唐納等人的定義，水溫高於38°C即為溫泉。而臺灣的溫泉則需為地下自然湧出或人為抽取，溫度為30°C以上，且泉質符合特定條件者。
►溫泉的成因可分為「火山性」及「非火山性」，熱源則可分為火成岩、沉積岩、變質岩3類。
►溫泉因目的與標準不同，而有相異的分類方式。最常用的溫泉分類標準為化學成分、地質性質、物理性質、溫度等。

溫泉是天水（雨水）向地底下滲透，在地殼深處被岩漿的熱、地殼高的地溫梯度（geothermal gradient）〔註〕，或放射性元素的輻射熱等加熱，然後再經由裂隙上升，自然湧出地表而形成。所以，形成溫泉的條件，除了有地表水的循環外，還包括地底下需有地熱和裂隙。另外，溫泉是地熱的窗口，地底下是否有高溫的地熱存在，可由地表處有無高溫的溫泉來判斷。在各種精密儀器尚未發明之前，探勘地熱最直接簡便的方法，就是調查該地溫泉的分布，以及溫泉的物理和化學性質。

註：地溫梯度是指地下每單位深度的溫度變化幅度。一般而言，地殼的地溫梯度平均是30℃ ∕ km，也就是每增加一公里的深度，溫度就會上升30℃。

溫泉的定義

依據學理，溫泉的定義是指地底下自然湧出的泉水，其水溫高於當地年平均溫度5℃或10℉以上的泉水。由於地球上每個地區的年平均溫度不一，例如赤道地區的年平均溫度可能超過25℃，高緯度地區的年平均溫度則可能低於10℃，而臺灣地區的年平均約為20℃左右，故各地區溫泉的溫度，依照上述定義而有所不同。一般的泉水從地底深處往上移動到達地表時，會與當地的地表溫度達到平衡，所以泉水湧出地表時，其溫度與地表的溫度大致相同。若泉水湧出的溫度高出當地的年平均溫度，表示地底下有多餘的熱源，可供應給地下泉水，使泉水溫度高出地表的溫度，所以稱之為溫泉。

一般而言，人們對於高出地表5℃的泉水──以臺灣為例約為25℃──基本上感覺不出泉水的熱度，所以可能不會接受其為溫泉。故筆者認為，溫泉較被人接受的水溫，應該是稍高於人體體溫，觸摸後會令我們有熱的感覺。所以，美國學者托德（David Keith Todd）、拉莫羅（Philip E. LaMoreaux）、唐納（Judy T. Tanner）等人，定義熱泉水為水溫高於38℃，或100℉以上的泉水，似乎較合乎人們對溫泉的認識。根據臺灣《溫泉法》的標準，溫泉的定義需符合地下自然湧出或人為抽取之泉溫為30℃以上，且泉質符合下列之一者：

一、溶解固體量：總溶解固體量（total dissolved solids, TDS）〔註〕在500 ppm（mg／ L）以上。

二、主要陰離子含量
（一）碳酸氫根離子（HCO₃^-）250 ppm 以上。
（二）硫酸根離子（SO₄^2-）250 ppm 以上。
（三）氯離子（含其他鹵族離子）250 ppm 以上。

三、特殊成分：
（一）游離二氧化碳（CO₂）250 ppm 以上。
（二）總硫化物（total sulfide）0.1 ppm 以上。但在溫泉使用事業的使用端出水口不得低於0.05 ppm。
（三）總鐵離子（Fe²⁺+ Fe³⁺）大於10 ppm。
（四）鐳（radium, Ra）大於一億分之一（curie／L）。

什麼是冷泉？

冷泉是指湧出地表的泉水，其溫度終年不變，且大部分時間低於當地的年平均地表溫度，不論冬、夏水溫幾無變化。通常冷泉的水源來自於地下一定的深度，且不受氣溫與地表水影響。但並不是所有地底湧出的泉水都被稱為冷泉，冷泉的泉水中需要溶有大量的氣體，主要為二氧化碳。由於在地底深處壓力大，因此泉水中溶有較多的氣體，當其上升湧出地表時，壓力遽減溶解度降低，氣體會逸出並吸收熱量降低水溫。故在地表上所觀察到的冷泉，通常有大量的氣泡伴隨產生，且溫度低於地表的泉水。例如宜蘭的蘇澳冷泉，在150公尺深處的泉水約為40℃的溫泉，但到達地表溫度則降至約20℃。另外，新竹的北埔冷泉和高雄的大岡山冷泉，也都是臺灣地區較著名的冷泉。

註：總溶解固體量是指溶解於水中的固態物質的總含量，包括所有的碳酸氫根離子、氯鹽、硫酸鹽、鉀、鈉、鈣、鎂等無機鹽，以及少量可溶性的有機物質。

溫泉的成因

溫泉為儲存於地下的熱水，上湧至地表所形成的，所以形成溫泉的條件為地下有熱水存在，並有靜水壓力差，導致熱水上湧時，由岩石中的深長裂隙使熱水通達地面。另外，影響溫泉的成因，包括地下熱源種類和泉水化學的變化。一般而言，溫泉的熱源可分為「火山性」及「非火山性」兩大類，
前者與岩漿活動有關，後者則是地溫遽增的結果。臺灣除了火山岩區，例如大屯火山群、龜山島、綠島的溫泉外，絕大部分的溫泉即是屬於造山運動時，由於板塊快速抬升高於岩體後冷卻散熱所形成的。而影響溫泉的化學成分則包括水和地下固體岩石的反應，與地下液體如海水、地層水、化石水、岩漿水等的混合，以及火山氣體、地層內因變質作用、交代變質作用（metasomatism）〔註〕，或生物代謝等所生成的氣體。

而岩石有3大類，其形成溫泉的因素各不相同，以下逐一介紹。

註：交代變質作用是岩石與熱液之間產生化學反應的一種變質現象。不同於變質作用發生在相對高壓高溫下的地質條件，使晶體發生再結晶形成不同於母岩的礦物組合，但整體化學組成不會改變；交代變質作用則不僅礦物組合改變，也會改變整體的化學組成。

火成岩區

火成岩區的溫泉熱源，主要是來自於岩漿。在火山活動頻繁的地區，尤其是年輕的火山，地底下的岩漿庫可提供大量熱源，且火山噴發時所形成的火山碎屑岩，或是因火山劇烈活動對岩層產生爆破作用，形成豐富的裂隙和斷層，讓地表水能滲入地下深處。……【更多內容請閱讀科學月刊第627期】