地下水在地面的天然出露點。當含水層或含水通道被侵蝕切割出露於地表時,在適宜的條件下,地下水便湧出成泉。泉的出現受一定的地質、水文地質及地形條件的控制,在一定的地段內可有泉群出現。舉世聞名的泉城──中國濟南,在2.6平方公裡範圍內曾出現106個泉,總湧水量最大時可達5立方米/秒,出現“傢傢泉水”的奇觀。在山區、丘陵的溝穀以及陡坡的坡腳處,常可見到泉流。在適當的條件下,海底及河底可出現水下泉,中國遼東半島海濱,從石灰巖中湧出許多海底泉,其中有著名的龍眼泉。

  類型 按不同的劃分標準,提出瞭泉的各種分類。①根據水力性質分為上升泉和下降泉(見圖)。上升泉,由承壓水補給,在水壓力或在氣體及水蒸氣的影響下,能夠上升到地表的地下水天然出露點。根據其出露與地質構造的關系,又分為自流盆地上升泉(圖f)、自流斜地上升泉(圖e)和斷層泉(圖 d)。下降泉,受上層滯水或潛水補給,在重力作用下,自由流出地面的地下水天然出露點。由潛水補給的下降泉根據其出露原因又可分為:溝谷切割揭露潛水含水層所形成的侵蝕泉(圖 a);地形切割達到含水層隔水底板時,地下水沿兩者的接觸面流出地表而形成的接觸泉(圖 b);潛水流動受到阻隔使水位壅高而湧溢地表所形成的溢泉(圖 c)。②根據含水層的空隙性質把泉分為孔隙泉、裂隙泉、巖溶泉3類。孔隙泉是松散沉積物中孔隙水的天然出露點。通常在沖洪積扇的前緣,由於地形及沉積物粒度變化,徑流受阻壅水,並在地表出露形成泉或泉群,成為地下水溢出帶。裂隙泉是堅硬巖層裂隙系統中地下水的天然出露點。裂隙泉可為上升泉也可為下降泉。因裂隙發育程度、補給范圍、補給水量的不同,裂隙泉的水量可有很大差別。巖溶泉是巖溶水的天然出露點。在中國,大型巖溶泉分佈廣泛,而且在工農業供水方面有十分重要的地位。中國著名的巖溶大泉見表。大多數巖溶泉水的流量極不穩定,降雨前後,雨季與旱季,泉水流量相差達數十至數百倍。有些巖溶泉水的流量呈潮汐變化,有時水量大,有時水量小,甚至幹涸,呈周期性變化,這種泉稱為多潮泉。有些巖溶泉,如中國山西、山東某些大泉,泉水流量相當穩定,如山東濟南泉群及山西廣勝寺泉等(見巖溶水)。③按補給泉的地下水的類型,分為上層滯水泉、潛水泉和自流水泉。④按水溫分為溫泉和冷泉。泉水溫度超過當地年平均氣溫的稱溫泉。通常以20℃作為溫泉的溫度下限。水溫等於或略超過當地的水沸點的稱沸泉。中國已經發現的溫泉點約2400多處。臺灣、廣東、福建、江西、雲南、西藏等省區溫泉較多,其中最多的為雲南省,有溫泉400多處,以騰沖火山區的溫泉最為著名。騰沖溫泉,數量多,溫度高,富含硫質。在79個泉群中,溫度在90℃以上的有10個泉群。在青藏高原,不少溫泉出露在海拔4000~5000米的高處,有些溫泉接近或超過當地的沸點。能夠周期性地、有節奏地噴水的溫泉,稱之為間歇泉。間歇泉是與近期火山或巖漿活動有關的水熱活動產物。世界上聞名的間歇泉主要分佈在3個火山地區:冰島、美國黃石公園、新西蘭北島的陶波。冰島的間歇泉在數百年前已著名。美國黃石公園的最大間歇泉之一的“巨人”間歇泉的活動周期為三晝夜,噴出的熱水柱溫度94℃,高達40米。

中國著名巖溶大泉

  此外,含有特殊的化學組分及氣體成分,或具有較高的溫度等而對人體有明顯的醫療作用的泉稱礦泉(見礦水)。

  溫泉的形成必須有熱源、水源以及流動通道。有些溫泉的形成與近期火山或巖漿活動有關。多數溫泉,則是地下水經深循環由地溫加熱而成。

  研究意義 自然界的泉,除瞭作為天然資源用作水源、能源,或提取礦物原料,或用於醫療而造福於人類外,在地質研究中,還具有重要意義。通過泉的調查,可以判斷巖層的含水性,推斷含水層的富水程度。研究泉水化學成分、物理性質和氣體成分,可以瞭解相應含水層中地下水的成因和水質特征等情況。通過泉的動態觀測,可以瞭解相應含水層的地下水動態及其形成。在地下徑流以泉的形式集中排泄的地區,泉水流量可作為論證地下水開采量保證程度的依據。泉的研究還有助於判斷地質構造和弄清不同成因類型裂隙的導水程度,當第四紀地層沉積厚度不大時,可通過泉的分佈,判斷被掩蓋的地層界線與構造線。