綏寧縣金屋塘飲用天然礦泉水資源特征及水質評價

邵平

摘 ?要 ?金屋塘5個鉆井地下水均為花崗巖裂隙水，水化學類型HCO3-Na·Ca型水，水質清澈，口感好，水溫20-25℃，平均流量1.305L/S，偏硅酸含量53.4-63.91mg/L，PH值7.18-7.40，礦化度90.0-143.0mg/L，且含Sr、Li、I、Br、Zn等多種對人體有益元素，附近居民長期飲用，部分適宜作飲用天然礦泉水的開發。

關鍵詞 ?天然礦泉水;水資源特征;水質評價;綏寧

中圖分類號：P641;X824 ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： Groundwaters from well drillings belong to Crevice water in the granite from Jinwutang. Hydrochemical type is HCO3-Na·Ca. The waters are crystal clear and have a good taste. The temperature of the water varies from 20 to 25 ℃. Average current is about 1.305 L/S. Metasilicic acid content is between 53.4 to 63.91 mg/L， with the PH values of 7.18 to 7.40. Salinity of the water is between 90.0 to 143.0 mg/L， and containing a variety of beneficial elements， such as Sr， Li， I， Br and Zn. Some of the water is suitable to development as the natural mineral water for drinking.

Keywords： Natural mineral water; Characteristic of water resource; Evaluation of water quality; Suinin

工作區位于湖南省綏寧縣北部，行政區劃為綏寧縣金屋塘鎮，涉及新華村、金屋村、草寨村、雄魚村和主溪村，面積40.08km2，水源地在我國地勢第二級階梯與第三級階梯分界線上的雪峰山中，山脈長達350km，為云貴高原東部邊緣。本文通過詳細的野外勘查和室內測試，查明水資源分布特征，并對其進行水質評價，為后期的開發提供參考。

1 ?地質概況

1.1 地層巖性

水源地地層出露有震旦系、寒武系、奧陶系、第四系地層。上震旦統燈影組（Zbdn）出露于水源地北部，巖性為灰色、深灰色塊狀硅質巖。寒武系（∈）主要出露于水源地北部，下、中、上三統均有出露，整合于震旦系上統之上厚度43-86m，分布面積0.30km2。下統小煙溪組（∈1xy）由炭質板巖、炭質硅質板巖、硅質板巖等組成，中夾透鏡狀灰巖及砂巖透鏡體。厚度324m，分布面積2.89km2。寒武系中上統（∈2+3）巖性為灰黑色薄至中厚層灰巖夾薄層狀板巖，厚度20-95m，分布面積1.20km2。下奧陶統白水溪組（O1bs）主要出露于水源地東部地區，整合于寒武系之上。巖性以黑色、黃綠色板巖為主，上夾薄層砂巖、中夾炭質板巖、下夾透鏡狀灰巖。厚度285-685m，分布面積14.28km2。第四系（Q）沖洪積層主要分布于東部溝谷地帶，灰色、灰黃色砂質粘土、粘土質砂、砂礫卵石，厚度2-3m，分布面積0.99km2。殘坡積層廣泛分布于水源地斜坡坡地，灰黃色碎石粘土、碎石塊石，厚度1-20m。

1.2 地質構造

水源地位于楊子準地臺江南臺隆湘西南-桂北斷隆帶與湘中褶皺區的接合部位，區域上構造發育，新構造運動強烈，先后經歷了前震旦紀雪峰運動、中侏羅紀末寧鎮運動、早第三紀始新世末喜馬拉雅運動。

從雪峰運動到喜馬拉雅造山運動，水源地按先后順序發育形成了南北向斷層、北西向斷層、北東向斷層三組斷裂。南北向斷層：水源地發育區域性溆浦—桂林南北向壓扭性大斷裂（F86）;北西向斷層：本組斷層有蔣家莊北西向斷裂（F114）、姚家北西向斷裂（F7）、冷水溪北西向斷裂（F8）、廟灣北西向斷裂（F9）;北東向斷層：本組斷層有架溪江北東向斷裂（F1）、步溪江北東向斷裂（F2）、新屋場北東向斷裂（F3）、陳家灣北東向斷裂（F4）、姚家北東向斷裂（F5）、冷水溪北東向斷裂（F6）。（見圖1）

斷層角礫巖及裂隙密集帶構成帶狀蓄水空間。壓性主斷裂面構造角礫巖不透水，在水源地起隔水阻水作用。復雜的地質構造控制了區域上各類型地下水的形成與分布，同時也為礦泉水的形成提供了空間環境。

1.3 巖漿巖

水源地中生代晚三疊世印支期安源運動巖漿活動強烈，中酸性侵入二長花崗巖崇陽坪巖株，巖株面積72km2，水源地巖漿巖面積20.12km2，巖漿巖巖性為黑云母石英二長巖（γ51），中粗粒結構，硬度大，巖體上部風化強烈。中侏羅世末燕山期寧鎮運動巖漿又發生活動，成群的巖株在水源地展布，有花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖和基性巖等。巖體侵入地層為奧陶系白水溪組。根據巖礦鑒定報告：黑云母石英二長巖具斑狀結構，主要由石英、長石及黑云母組成，其中：斑晶含量15%左右，粒徑4mm左右，礦物成分為斜長石，斜長石斑晶具弱的粘土礦化，基質含量85%（其中石英45%左右、斜長石20%左右、黑云母10%左右），粒徑多在1.0-0.5mm之間，石英多為他形，斜長石半自形為主，具弱的粘土礦化，黑云母自形成高度較高，具弱泥化。

花崗巖巖石化學成分為：SiO2為66.5%，TiO2為0.42%，Al2O3為14.5%，CaO為2.2%，MgO為1.19%，Na2O為2.68%，K2O為4.27%，FeO為3.17%。巖漿巖為水源地地下水礦化提供了可溶性SiO2。

2 ? 水文地質特征

2.1 地下水類型

按區內地下水賦存條件、含水介質巖性、水理性質及水動力特征，將水源地地下水分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖巖溶水三大類;其中基巖裂隙水又分為花崗巖裂隙水與板巖裂隙水。主要含水巖組劃分及特征，工作區礦泉水區含水量豐富出露的含水層組為花崗巖斷裂破碎帶含水巖組與板巖斷裂破碎帶含水巖組，是一套具有明顯韻律性，分別由變花崗巖與板巖組成。

①花崗巖斷裂破碎帶含水巖組

分布于水源地崇陽坪花崗巖體內，以北西向張性斷裂帶為主，其次為北東向壓性斷裂兩側裂隙密集帶，呈脈狀分布，斷裂產狀均較陡，傾角75-80°，含水巖組主要為斷層角礫巖、碎塊巖，厚約25m，透水性強，埋藏深，承壓水，壓性斷裂主斷裂面構造巖透水性差，地表泉水不發育。據工作區冷3#水文地質鉆探抽水試驗成果：冷3#鉆井位于冷水溪北西向斷裂（F8）與冷水溪北東向壓性斷裂（F6）北西側裂隙密集帶交匯處，鉆孔深318m，水頭高2.79 m，斷裂破碎帶裂隙水與上部接觸帶裂隙水混合后，自流量685.58m3/d，水溫35.5℃，抽水試驗水位降深為16.03m時，涌水量為2388.27m3/d，水量豐富。見圖2。

②侵入接觸板巖碎裂帶含水巖組

分布于水源地中西部巖漿侵入接觸帶，沿江中間、水碓沖、姚家、朝陽庵、冷水溪、莊上垴、田家廟一線分布，含水巖組為蝕變碎裂板巖，板巖熱液蝕變，巖石硬而脆，容易碎裂，接觸面波狀起伏，傾向東，傾角陡，巖漿侵入產生強烈擠壓破碎，熱液蝕變板巖破碎帶厚約30m，影響帶寬50-100m，碎裂、塊裂破碎板巖透水性強，埋藏深，承壓水，并且圍巖中有自巖體延伸的巖枝或巖脈，為地下水滲入創造有利條件。據工作區冷水溪調查4個礦泉統計，總流量5.22L/s，平均流量1.305L/s，最大流量為2.15L/s，最小流量0.08L/s;工作區冷1#鉆井位于花崗巖接觸帶影響范圍中，接觸面外85m處，據冷1#水文地質鉆探抽水試驗成果，鉆孔深252.38m，水位埋深8.56m，水溫26.5℃，抽水試驗水位降深72.21m時，涌水量為 296.01m3/d;冷3#鉆井花崗巖與板巖接觸界線位于199.65m，侵入接觸板巖碎裂帶裂隙水承壓自流，自流量392.17m3/d，水溫37.2℃，水量豐富。

2.2 地下水補、徑、排特征

水源地水資源主要來源于大氣降水補給，大氣降水至地面后，一部分滲入地下，除消耗于表層土持水、植被截流外，通過花崗巖風化裂隙、殘坡積松散巖類孔隙等直接緩慢入滲地下補給地下水;另一部分以地面徑流進入地表沖溝溪流。另外還存在溪流、小水電站渠道滲漏及農業灌溉水漏失對礦泉水的少量補給。主要補給方式為面狀分散補給[3-4]。礦泉水區內地下水徑流條件嚴格受花崗巖風化裂隙、殘坡積巖類孔隙、地形和斷層構造巖裂隙控制。水源地東部沖洪積松散巖類孔隙水徑流途徑短，往溪流下游方向徑流，板巖裂隙水向東部順地勢降低方向徑流。礦泉水排泄一部分以熱泉方式排泄于地表、一部分向深部基巖裂隙排泄、一部分向侵入接觸帶附近碳酸鹽巖裂隙、溶洞排泄、還有少部分側向越流到沖洪積松散巖類孔隙中[5]。

2.3 地下水動態特征

水源地本次施工5個鉆井均為偏硅酸礦泉水，從2015年3月12日至2016年4月30日同時開展了長期動態觀測，據長觀資料，本區礦泉水水溫、流量、水質動態均屬穩定型。由表1可看出，礦泉流量及溫度穩定。

3 ?礦泉水水質評價

經豐、平、枯期的水質檢驗，根據《飲用天然礦泉水》（GB8537—2008）標準要求，現對金屋塘礦泉水水質進行綜合評價。

3.1感官性狀特征

金屋塘礦泉水清澈透明，飲后清涼爽口，口感極好。多期水質檢驗分析結果表明，色度1-5度、無異色，渾濁度 0-1.3NTU;無異臭、異味;未檢出肉眼可見物（見表2）。另外，鉆井地下水溫度冷1#為29℃、冷2#為23.6℃、冷3#為25.5℃、姚1#為20.6℃、新1#為19.3℃。

3.2 常量元素或組分特征

金屋塘5個鉆井地下水均為花崗巖裂隙水，其水化學類型為重碳酸鈉鈣型HCO3-Na·Ca，總礦化度90.0-143.0mg/L，為低礦化度淡水，總硬度12.0-27.57 mg/L，為軟水，PH值7.18-7.40，為弱堿水;地下水深循環過程中，花崗巖礦物長石風化水解產生可溶性SiO2，然后溶于地下水中形成H2SiO3，含量一般53.4-63.91mg/L;本區為偏硅酸飲用天然礦泉水。

3.3 界限指標特征

金屋塘鎮5個鉆井地下水采樣檢測，偏硅酸含量均達到《飲用天然礦泉水》（GB8537-2018）規定礦泉水的界限指標，其中冷3#最大63.91mg/L、最小39.54mg/L、平均53.82mg/L，冷1#最大60.61mg/L、最小48.8mg/L、平均56.30mg/L，冷2#最大52.25mg/L、最小42.3mg/L、平均46.05mg/L，新1#最大43.0mg/L、最小36.5mg/L、平均39.93mg/L，姚1#為最小34.6mg/L。另外，冷2鍶含量接近指標，達0.17-0.19mg/L，其它界限指標較小。

3.4 限量指標特征

金屋塘鎮5個鉆井地下水采樣檢測，除冷2#、新1#豐水期As元素外，其它限量元素含量均在《飲用天然礦泉水》（GB8537-2018）規定礦泉水限量之內，滿足飲用礦泉水要求。

由于冷2#、新1#鉆井未成井，護壁管短、護壁管外沒有采取止水措施，金屋塘鎮在2016年3月3日-7月18日基本連續降雨，降雨量共達949.9mm，井內可能受到地表污染，4月和7月取水樣時，冷2#、新1#水砷含量達0.02-0.0261mg/L，并且新1#鉆井耗氧量偶爾達2.59mg/L，按《飲用天然礦泉水》（GB8537-2018）規定要求有超標。

3.5 污染物及微生物指標特征

金屋塘鎮5個鉆井地下水采樣檢測，水中揮發酚、氰化物、陰離子合成洗滌劑、亞硝酸鹽、總β放射性等污染物指標含量及微生物檢測均符合《飲用天然礦泉水》（GB8537-2018）規定要求。其中，冷1#鉆井地下水采樣微生物檢測偶爾不合格，其原因可能為水井長期不使用，地質管材銹蝕井內并受污染。

4 ?結論

水源地礦泉水為花崗巖構造裂隙水，其水化學類型為HCO3-Na·Ca，總礦化度90.0-143.0mg/L，總硬度12.0-27.57 mg/L，PH值7.18-7.40，為弱堿水。地下水深循環過程中，花崗巖礦物長石風化水解產生可溶性SiO2，然后溶于地下水中形成H2SiO3，含量一般53.4-63.91mg/L;本區為偏硅酸飲用天然礦泉水，水質清澈，無色無味，口感好，附近居民長期飲用，部分適宜作優質飲用天然礦泉水的開發，礦泉水開采對地質環境和人居環境影響較輕，水質、水量、水溫穩定，開采技術條件可行。

水源地冷2#及新1#鉆井水質動態觀測期間存在As元素不穩定情況，雨季取樣As含量不滿足要求，建議查明As污染原因，以便采取有效防治措施。

參考文獻/References

[1]滕繼奎.淺談歐洲礦泉水開發、保護和管理動態[J].中國礦泉水發展戰略國際論壇，2005，196～200.

[2]李宏偉，羅銳.龍門地下熱水的開發與利用前景分析[J].中國煤炭地質，2005，17（ 6） ： 26-28.

[3]河南省煤田地質局一隊.河南省洛陽市洛龍區龍門飲用天然礦泉水資源儲量核實計算[R].鄭 州： 河南省煤田地質局，2016.

[4] 呂樂樂，劉秋華.淺談洛陽地區構造格局[J].科技視界，2013（ 26） ： 391.

[5]徐九儒.洛陽龍門地熱的形成及賦存特征的分析[J]. 城市地質，2011，6（ 3） ： 40-42.