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标题	贵州省石阡县溪沟锶—偏硅酸型饮用天然矿泉水形成条件及水质特征
范文	彭泽露 杨荣林 王硕 文章编号：1672-5603（2018）02-062-5 摘 要 贵州省石阡县溪沟锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水形成于石阡枢纽背斜南端，石阡枢纽断裂西盘沟谷的断裂破碎带上，含水层为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）地层，岩性为灰岩及白云岩，存储类型为“带状存储”兼“层状存储”的较复杂类型，主要补给来源为大气降水。经测算，矿泉水可开采量为420.53 m3/d，水中锶含量达1.35 mg/L，偏硅酸含量25.24 mg/L，均满足饮用天然矿泉水界限指标要求，可命名为锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水。该矿泉水具有纯天然、无污染、水质优、口感好等特征，有较高的开发利用价值。 关键词 石阡县溪沟、锶-偏硅酸型矿泉水、形成条件、水质特征 中图分类号：P641 文献标识码：A The Formation Conditions and Water Quality Characteristics of the Strontium-silicic Acid Type Drinking Natural Mineral Water in Xigou， Shiqian County Guizhou Province Peng Zelu1 ， Yang Ronglin2， Wang Shuo2 （1. Tongren land and resources survey and plan institute， Tongren Guizhou 554300； 2. Bureau of Land and Resources in Tongren City， Tongren Guizhou 554300） Abstract： The strontium-silicic acid type drinking natural mineral water in Shiqianxigou， Guizhou province is formed in the southern tip of the carpathian hub and the fracture zone of the west disc of the Shiqian hub， the aquifer is the formation of tongzi - red garden formation in Ordovician， lithology is limestone and dolomite， storage type is the more complex type of "strip storage" and "layered storage"，the main supply sources are atmospheric precipitation.The recoverable amount mineral water is 420.53m?/d， the Strontium in water contents 1.35 mg/L， metasilicate contents 25.24mg/L， all meet the requirements of drinking natural mineral water limits，can be named strontium - metasilicate for drinking natural mineral water； The mineral water has high development and utilization value of the characteristics of pure natural， pollution-free， water quality， good taste and so on. Keywords： Shiqianxigou； Strontium-silicate mineral water； Forming conditions； Water quality characteristics 1 概况 随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，饮用水的安全与健康越来越受广大人民群众关注，矿泉水以其天然无污染、安全、卫生、富含有利于人体健康的矿物质而逐渐成为热门商品[1]。贵州省石阡县溪沟锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水位于贵州省石阡县城所在地汤山镇城北鲜花村溪沟，距县城约3.3 km，有乡村公路相互连接，交通十分方便。2009年11月，石阡县被中国矿业联合会命名为“中国矿泉水之乡”，2012年6月被中国老年学会授予“中国长寿之乡”，优异的自然地理条件造就了溪沟锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水，其具有纯天然、无污染、水质优、口感好等特征，同时富含锶、偏硅酸等有利于人体健康的矿物质，深受当地人民群众喜爱，市场前景广阔，具有较高的开发利用价值。 2 地质环境条件 2.1地形地貌 区内为贵州云贵高原第二梯级面，武陵山脉西南缘，地势总体东南高，西北低，东南部一般海拔800—1000 m，区内最高处为花桥镇的尹家坡东，海拔1241.0 m，西北部一般海拔600—900 m，大沙坝乡的余家寨东石阡河谷底海拔仅410.0 m，是区内最低点，地貌类型主要为碎屑岩侵蚀形成的低中山沟谷、碳酸盐岩溶蚀—侵蚀形成的峰叢沟谷、溶丘洼地和溶丘谷地及河流冲积形成的侵蚀—堆积地貌。溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水井局部北东方位地势较高，南西方位河谷阶地地势较低，周边地貌组合类型为侵蚀—溶蚀峰丛沟谷，地势起伏不平，地形切割较大，地形坡度较陡，峰谷相对高差为80—200 m，钻井处于沟谷中，溪沟左岸，公路旁侧。 2.2地层岩性 区内周边出露地层由老到新有震旦系灯影组（Zbdn）、寒武系清虚洞组（∈1q）、娄山关群（∈2-3ls）、奥陶系桐梓组（O1t）、红花园组（O1h）、二叠系栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）、三叠系夜郎组（T1y）、茅草铺组（T1m），岩性主要为灰岩、白云岩；其中清虚洞组（∈1q）至红花园组（O1h）灰岩、白云岩为区内地热、矿泉水含水层。溪沟锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水的含水层为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）地层，岩性为灰岩及白云岩，上部盖层为奥陶系下统红花园组（O1h）地层，岩性为硅化石灰岩及白云质灰岩。 2.3地质构造 区内构造单元属扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形区与贵阳复杂构造变形区[2]。红石断裂之北西的凤冈北北东向构造变形区分布的一系列北北东向褶皱及断层，褶皱由西往东为石阡背斜、坪地向斜及熊家槽背斜，向斜褶皱形态宽缓，轴部出露三叠系地层；石阡背斜紧密狭窄，轴部出露寒武系地层，沿背斜轴部走向发育压性或纵张断层，呈北北东向，狭窄条状展布，背斜两翼不对称，西翼较缓，倾角25-45度，核部出露地层为高台组、娄山关群白云岩，两翼为奥陶系及志留系地层（图1）。溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水井（ZK1）位于石阡枢纽背斜南端，石阡枢纽断裂的西盘，钻井深179.39米，主要出水段为103.00—179.39 m，正好处在石阡枢纽断层破碎带上，孔段岩芯节理、裂隙及溶孔发育。 3 水文地质条件 3.1矿泉水地质条件 溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水井位于石阡枢纽背斜南端的次级构造观音山背斜近轴部，石阡枢纽断裂的西盘，含水层为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）地层，岩性为灰岩及白云岩，主要含水段正好处在石阡枢纽断层破碎带上，是一个良好的导水通道；盖层为奥陶系下统红花园组（O1h）硅化石灰岩及白云质灰岩，硅化层形成区内自封闭的储水盖层（图2）。該矿泉水井位于石阡枢纽背斜南端的次级构造观音山背斜近轴部，从储水条件来看，矿泉水井内的存储类型为层状热储；而石阡断裂带是一个良好的导水通道，成井孔的主要含水段正好处在石阡枢纽断层破碎带上，且石阡枢纽断层带在区域上为裂隙状热储，因此该矿泉水存储类型为受背斜控制的“层状存储”兼受断裂控制的“带状存储”较复杂类型。经勘查，该矿泉水钻井深179.39米，主要出水段为103.00—179.39 m，单孔稳定流抽水试验表明溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水井可开采量达420.53 m?/d。 3.2矿泉水补、迳、排条件 贵州省地质矿产局地质科学研究所张世从、陈履安等人将溪沟矿泉水年龄同位素δD（2H）、δ18O测定结果表示到δD—δ18O关系图上，结果显示溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水在全球大气降水线附近，表明溪沟矿泉水主要补给来源为大气降水[3]。该矿泉水井北东方位地势高、南西方位地势低，北东部为石阡背斜隆起高点及北东向红石走滑断裂束碳酸盐岩裸露区，区域内构造节理、裂隙及岩溶发育，入渗条件较好，主要补给水源大气降水渗入后，在静水压力下沿岩层节理、裂隙及断裂带缓慢地由北东部山区向南西部城南河谷缓慢流动，在与富含锶和偏硅酸矿物的围岩长期接触，经溶滤、水解和碳化作用形成锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水，该矿泉水在地形及地质条件的控制下，可以通过人工钻井揭露含水层排泄，也在石阡河的河谷阶地或沟谷中以泉群的形式排泄。 4 矿泉水水质特征 4.1感官特征 经检测，矿泉水的色度/度小于1度；浑浊度/NTU小于0.01；具有矿泉水特征性口味，无异嗅、异味；在温度较低时会有极少量的天然矿物盐沉淀物，无其他异物，感官上符合饮用天然矿泉水感官指标要求。 4.2 水化学类型 溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水钻井成井于1994年11月，井深为179.39 m，井口高于溪沟水位4 m，实测水温31.5℃，静止水位7.00 m，水位、水温动态变化较稳定。经检测，矿泉水pH值7.55，属中性水；矿化度为291.9 mg/L，为低矿化水，淡水；总硬度（以CaCO3计）为188.95 mg/L，属于微硬水；主要化学成份为Ca2+、Mg2+、K+、Na+等阳离子以及HCO3-、SO42-、Cl-等阴离子，根据主要化学成分含量，按舒长列夫分类，该矿泉水水化学类型为HCO3-Ca?Mg型。 4.3 水质指标 经检测，溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水中的水质界限指标锶含量为1.35 mg/L，偏硅酸含量为25.24 mg/L，表明锶和偏硅酸含量均达到了饮用天然矿泉水界限指标标准，可命名为锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水。水质限量指标中硒、锑、砷等18种成分含量远远小于限量指标要求，表明该饮用天然矿泉水各项指标均符合限量指标的要求。污染物指标中挥发酚、氰化物、阴离子合成洗涤剂等6种成分含量小于限量指标要求，表明该饮用天然矿泉水各项指标均符合污染物限量指标的要求。微生物指标中大肠菌群、粪链球菌、铜绿假单胞菌、产气荚膜梭菌均为0，表明矿泉水没有受到周边微生物的污染，符合微生物指标要求[4]。 5 锶-偏硅酸矿泉水形成条件分析 5.1锶形成条件 锶（Sr）属于元素周期表上第五周期，ⅡA族金属元素，化学性质活泼，类似镁、钙元素容易失去最外层的2个电子而变成离子，对周围的地球化学环境（温度、压力、浓度、pH值、氧化还原电位等） 适应性强，且具有很强的迁移力[1]。锶离子半径与钙、镁相近，电价相同，常以类质同相共存于岩石矿物中，在地下水中经常会发生离子交替吸附，被钙、镁取代进入水中，从而增加了地下水中锶的含量。经勘查，溪沟锶-偏硅酸型矿泉水及周边取样的温泉、地热含水层均为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）地层，水质检测结果表明周边矿泉水、温泉及地热水中锶含量为1.23～3.85 mg/L，且水中锶含量由北至南呈增加趋势，表明该矿泉水及温泉、地热含水层奥陶系下统桐梓—红花园组岩石中富含锶元素矿物（表1）。地下水经由城北山区向城南河谷阶地径流过程中，与富含锶元素矿物的围岩长期接触，经溶滤、水解和碳化作用，使水中的锶含量不断增高，从而达到矿泉水界限标准。 5.2偏硅酸形成条件 硅（Si）在地壳中的含量约占地壳总重量的25.7%，仅次于氧元素，主要组成硅氧化物及各种硅酸盐，分布十分广泛，但天然水体中硅含量一般小于25 mg/L[6]。溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水含水层为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）灰岩及白云岩，上部盖层地层为奥陶系下统红花园组硅化石灰岩及白云质灰岩。经勘查，溪沟锶-偏硅酸型矿泉水及周边取样的温泉、地热含水层均为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）地层，水质检测结果表明周边矿泉水、温泉及地热水中偏硅酸含量为21.59～49.42 mg/L，且水中偏硅酸含量由北至南呈增加趋势，表明该矿泉水及温泉、地热含水层奥陶系下统桐梓—红花园组岩石中富含偏硅酸盐矿物（表1）。地下水经由城北山区向城南河谷阶地径流过程中，与富含偏硅酸盐矿物矿物的围岩长期接触，经溶滤、水解和碳化作用使水中的偏硅酸含量不断增高，从而达到矿泉水界限标准。 6 结论 1、溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水形成于石阡枢纽背斜南端、石阡樞纽断裂西盘沟谷的断裂破碎带上，含水层为奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t-h）地层，岩性为灰岩及白云岩；主要补给来源为大气降水，补给区主要为石阡背斜隆起高点及北东向红石走滑断裂束碳酸盐岩裸露区，大气降水沿岩层节理、裂隙及断裂带缓慢流动，矿泉水存储沿断裂分布且受背斜控制，最终形成的存储类型为“带状存储”兼“层状存储”较复杂类型。 2、经测算，溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水单井可开采量为420.53 m?/d，实测水温31.5℃，pH值7.55，矿化度291.9 mg/L，总硬度（以CaCO3计）188.95 mg/L，水化学类型为HCO3-Ca?Mg型，矿泉水中锶含量为1.35 mg/L，偏硅酸含量25.24 mg/L，其它各项指标均满足《饮用天然矿泉水》（GB8537-2008）规定的界限指标要求，可命名为锶-偏硅酸型饮用天然矿泉水。 3、调查显示，溪沟锶-偏硅酸饮用天然矿泉水及周边温泉、地热水的含水层均为奥陶系下统桐梓—红花园组地层，水中锶含量为1.23～3.85 mg/L，偏硅酸含量为21.59～49.42 mg/L，且水中锶和偏硅酸含量由北至南呈增加趋势，表明该含水层岩石富含锶和偏硅酸矿物，主要补给水源大气降水在经过构造裂隙带时与富含锶和偏硅酸矿物的围岩长期接触，经溶滤、水解和碳化作用使水中的锶及偏硅酸含量不断增高，从而达到矿泉水界限标准。 参考文献/References [1]孙海军.凉州区高坝镇饮用天然矿泉水形成条件及水质特征[J].地下水.2016.38（3）：4-6. [2]彭泽露，王欣星，王硕.贵州省石阡县石材资源特征及开发建议[J].石材.2017.10：37-41. [3]张世从，陈履安.石阡地区热矿水的同位素地球化学研究[J].地质论评. 1992.3 8（5）：457-466. [4]中华人民共和国国家标准《饮用天然矿泉水》（GB 8537-2008）. [5]贵州省石阡县出露地热水地热、矿泉水采矿权设置可行性论证报告[R].邵颂友，周亚男，冉宇进，等.贵州省地质矿产勘查开发局一一四地质大队.2014. [6]周奇明，张茂忠，屠惠民，等.新寨矿泉水的水化学特征及其水质评价[J].矿产与地质.1995.48（9）：332-336.
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