衡水市第四系飲用水天然礦泉水分布特征及成因分析

■張朝輝

（河北省地礦局第三水文工程地質大隊 河北 衡水053000）

衡水市第四系飲用水天然礦泉水分布特征及成因分析

■張朝輝

（河北省地礦局第三水文工程地質大隊 河北 衡水053000）

衡水市第四系第三、四含水組賦存鍶型、碘型、鍶碘型飲用天然礦泉水，本文論述了天然礦泉水的分布特征，分析了飲用天然礦泉水形成因素，為指導飲用天然礦泉水利用提供科學依據。

衡水市水文地質條件飲用天然礦泉水類型成因分析

1 區域水文地質條件

衡水市屬河北平原水文地質區，按水文地質特征自西北至東南分為滹沱河沖洪積水文地質亞區、滏陽河沖湖積水文地質亞區及漳衛河沖湖積水文地質亞區。地下水類型為第四系松散巖類孔隙水，垂向上根據地下水賦存條件和動力特征，以地層形成的時代為基礎，水文地質條件為要素，將第四系沉積層分成一、二、三、四含水組，相當于地層劃分中的全新統（Q4）、上更新統（Q3）、中更新統（Q2）、下更新統（Q1）。

第一含水組：含水層多由粉砂、粉細砂組成，砂層厚度小于10m，單位涌水量一般小于10m3/h·m。水化學類型多為Cl·SO4—Na·Mg型，礦化度0.6～13.8g/L，為淡水—咸水。

第二含水組：含水層北部較粗，中南部為中細砂。單位涌水量一般為5～20m3/h·m，水化學類型多為SO4·Cl—Na·Mg型、Cl·SO4—Na·Mg型。第二含水組下部礦化度一般小于2g/L，在第二含水組中上部，有較厚的咸水分布。咸水底界埋深自西北向東南由20m逐漸加深至160m。

第三含水組：砂層巖性普遍較粗，以中砂、粗砂為主，單位涌水量一般為15～30m3/h·m，水化學類型多為Cl·SO4—Na、HCO3·Cl· SO4—Na型，礦化度一般小于1g/L。

第四含水組：含水砂層北部較粗，以中粗砂為主，中南部巖性細一些，以細砂為主，偶見中粗砂。單位涌水量一般小于20m3/h·m，水化學類型多為HCO3·Cl·SO4—Na、Cl·SO4—Na型，礦化度小于1g/L。

由于一、二含水組受降水入滲影響較大，且大面積有咸水分布，開發利用意義不大。第三、四含水組，地下水補給來源為側向徑流及上層越流補給，其水質成分受人為影響較小，所以第三、四含水組為主要研究層位。

2 飲用天然礦泉水分布特征

根據水質資料分析，本區第三、四含水組主要為鍶型、碘型、鍶碘型飲用天然礦泉水(以下簡稱礦泉水)。

2.1 礦泉水區平面分布特征

第三含水組礦泉水的分布面積為2392.2km2，全區面積的27.1%，分為三個區，其中鍶型礦泉水分布二個區，面積為2170.9km2，占全區面積的24.6%。Ⅰ區分布在深州市、饒陽南部及武強的北部地區，面積2006.7km2，鍶含量0.4～1.7mg/L。Ⅱ區分布在棗強、桃城區與冀州交界處，面積164.2km2，鍶含量0.4～0.5mg/L。Ⅲ區為碘型礦泉水，主要分布在冀州市的南午村一帶，分布范圍較小，面積221.3km2，僅占全區面積的2.5%，碘含量0.2～0.3mg/L。

第四含水組礦泉水的分布面積4108.4km2，占全區面積的46.6%。分為二個區，Ⅰ區為鍶型礦泉水，分布在深州市、安平、饒陽及武強南部、桃城區的中部及冀州大部分地區，面積4068.1km2，占全區面積的46.1%，鍶含量0.4～1.4mg/L；Ⅱ區為鍶碘型礦泉水。分布在冀州市南黃家莊至南午村西北小片區域，面積40.3km2，僅占全區面積的0.46%，鍶含量0.2～0.4mg/L，碘含量0.2～0.4mg/L。

2.2 飲用天然礦泉水區埋藏特征

第三含水組礦泉水埋藏特征：Ⅰ區礦泉水類型為鍶型礦泉水，含水層頂板埋深175～200m，底板埋深350～400m。Ⅱ區礦泉水類型為鍶型礦泉水，含水層頂板埋深150～175m，底板埋深300～350m。Ⅲ區礦泉水類型為碘型礦泉水，含水層頂板埋深約175m，底板埋深約350m。

第四含水組礦泉水埋藏特征：Ⅰ區鍶型礦泉水分布區，含水層頂板埋深大于400m，局部小于350m。Ⅱ區為鍶碘型礦泉水，含水層頂板埋深300～350m，含水層底板埋深500～550m。

3 飲用天然礦泉水成因分析

3.1 鍶型礦泉水成因分析

根據礦泉水的分布特征，鍶型礦泉水成因有2種：

（1）在滹沱河沖洪積區礦泉水，處于滹沱河沖洪積扇的扇前區，廣泛接受了西部山區不同地質時期沖積、洪積的洪泛堆積物，主要為西部山區、山前地帶的變質巖、碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽等風化殘坡積物，所以區內的砂層和土層中富含鉀長石、鈉長石、石英、輝石、綠泥石、綠簾石、角閃石、云母等硅酸鹽類礦物，及磷灰石、重晶石、天青石、石膏、方解石、文石等磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽的礦物組。在硅酸鹽、硫酸鹽及碳酸鹽礦物組，類質同象代替現象極為普遍而多樣，礦物中的K、Na、Ca、Ba可以與Sr呈完全類質同象代替，并且平原區第四系含有大量的長石類風化砂，這些鋁硅酸鹽礦物具較強的水解、溶濾和陽離子交換作用，地下水隨著徑流途徑的延長進一步溶濾砂、礫及粘性土中的含鍶礦物，通過鉀、鈉長石為載體而置換鍶進入地下水，使鍶富集。此區內的礦泉水，鍶含量高，其值在0.27～1.486mg/L之間，最具開發價值。

（2）分布于滏陽河沖積、湖積區礦泉水，形成環境為古河道的河床河漫灘相堆積，受古沖積、湖積平原水文地質條件控制，沉積物顆粒細，水化學類型復雜、礦泉水含水層形成于中更新世早期及早更新世，埋深在350～500m，由于古地理地貌影響，各種礦物組分隨著沖洪積物的遠距離搬運，較為分散，但在較高的壓力和溫度條件下，使得地下水的溶濾交替作用加強，加快了巖土中可溶巖向水中溶解的速度和強度，使水中鍶離子含量增高，形成鍶型礦泉水。此區內的礦泉水，鍶含量在0.2～0.4mg/L之間，開發價值相對較低。

3.2 碘型礦泉水成因分析

衡水市第四系地下水含碘量超過0.1mg/L的區域主要分布在漳衛河沖湖積水文地質區及其影響區域。漳衛河主要由漳河、衛河兩大支流組成，以發源于山西長治市長子縣的濁漳及發源于山西陵川縣奪火鎮南嶺的衛河為主要源頭，在漳衛河上游，山高谷深，巖石裸露，坡陡流急，其裸露的含碘巖石礦物風化，并受水流沖蝕，使其成為水中碘含量增加的主要原因，由徑流流入下游，在漳衛河沖積區，地下水中碘的含量在0.108～0.438mg/L。

4 結論

衡水市第四系第三含水組與第四含水組賦存礦泉水，礦泉水的類型主要為鍶型與鍶碘型。鍶型礦泉水主要是通過溶濾、陽離子置換或可溶巖向水中溶解等作用形成。而碘型礦泉水則是因含碘巖石礦物風化，受水流沖蝕，流入衡水境內形成。總之通過對衡水市礦泉水的綜合研究，為衡水市宏觀管理，規劃開發利用第四系礦泉水提供技術依據。

［1］河北省地礦局第三水文工程地質大隊《衡水市飲用天然礦泉水調查評價報告》

［2］陳望和《河北地下水》

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-90-1