凉州区高坝镇饮用天然矿泉水形成条件及水质特征

孙海军

(甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院，甘肃 张掖 734000)

凉州区高坝镇饮用天然矿泉水形成条件及水质特征

孙海军

(甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院，甘肃 张掖 734000)

[摘要]对凉州区高坝镇饮用天然矿泉水水源地进行了水文地质调查、分析测试等相关工作，分析了该矿泉水形成条件及水质特征。其中微量元素锶含量为0.506～0.640 mg/L，已达到国家饮用天然矿泉水标准，具有较高开发利用价值。本文对其矿泉水形成条件进行了初步探讨，并对该矿泉水的水质进行了分析，对今后该矿泉水合理开发利用资源提供参考依据。

[关键词]饮用天然矿泉水；形成条件；水质特征；锶

随着社会的发展，人民生活水平的不断提高，人民越来越关注食品安全与健康，矿泉水以其天然、纯净、安全、卫生、有利于健康而成为热门商品。在市场的需求下，开发矿泉水资源是当前的热点，凉州区高坝镇饮用天然矿泉水具有水质好、口感好，无污染的特征。通过对凉州区高坝饮用矿泉水水源地的开展水文地质调查、分析测试，其所含的微量元素达到国家饮用天然矿泉水的标准，具有较高的开发利用价值。

1地质环境概况

1.1地层岩性

水源地所处的武威盆地属祁连褶皱系的走廊过渡带，自上新世以来处于大幅度沉降过程，沉积了巨厚的第四系。第四系下更新统为半固结-松散的河湖相砂、砾砂与泥岩互层；第四系中、上更新统及全新统以洪积或冲洪积砂、砾砂、砂砾石及砾卵石为主，由南向北，岩性颗粒逐渐变细。南部山前地带，地层岩性为一套巨厚单一的砾卵石层，向盆地北部，渐变为砂、砾砂、砂砾石、亚砂土、亚粘土互层的多层结构。

1.2地质构造

武威盆地是祁连山褶皱带与阿拉善台块之间的一个中新生界盆地，自加里东期至喜马拉雅期都显示了程度不同的活动性，沉积了比较完整的地层系统，形成复杂的构造轮廓。加里东期构造以北西西-东西向大型复式褶皱和走向逆断裂为主，并伴随岩浆活动，系本区构造的奠基时期。海西-印支期和燕山期构造运动相对较弱，分别形成近南北向和以北东向为主的新构造线。相继的新构造运动比较强烈，以上升的震荡运动为主，上升幅度由西向东渐小，系区内地貌的主要发育期。北西向南升北降的大断裂长期控制着山地和平原截然不同的发展历程，至今仍显示相当的活动性。

图1　区域构造略图

对水源地及周边地质结构和水文地质条件具有重大控制作用的主要为武威南部祁连山前大断裂，该断裂为一隐伏逆断层(F1)，水源地位于该断层下盘，距离该断层约12 km(图1)，走向南东—北西，在祁连山前形成“断层台阶”(图2)，切断了中上更新统—全新统含水层，使断层两侧的地下水位落差达百米以上。

图2　研究区水文地质剖面图

1.3地形地貌

区内地貌类型分祁连山山地、走廊平原绿洲和腾格里沙漠三种，在大地构造上位于祁连褶皱系中的走廊过渡带。西南部是祁连山东段冷龙岭的前山地带，为走廊带的毛藏古凸起和莲花山凸起，山势降为中山、低山、丘陵和盆地，主要山峰冬青顶、莲花山、天梯山、第五山，海拔2 000～3 200 m；东北部是河西走廊平原地东段，为走廊带的凹陷，呈西北—东南向延伸，按其成因和形态可分为冲积平原，冲积细土平原，海拔1 500～2 000 m；东部是腾格里沙漠，海拔1 500 m以下。

2水文地质条件

2.1含水岩组及富水性

根据含水岩组孔隙性质和地下水物理性质、水力特征，区内地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水。含水层岩性

为上更新统砾卵石和砾质亚砂土层，含水层厚度大于40 m，水位埋深15～50 m，受季节及降水影响变化较大，富水性较好，以本次抽水试验最大降深2.15 m的1.5倍做为最大允许降深，推算出最大涌水量为2 683.51 m3/d。

2.2地下水补、径、排条件

地下水主要接受冰川融水入渗、河道水入渗、渠系水入渗、田间灌溉水入渗和侧向径流补给；地下水由南西向北东方向径流，排泄方式主要为侧向径流排泄和人工开采。

3矿泉水水质特征

3.1感官特征

色度≤5度，无色透明；浑浊度≤3 NTU；口感凉淡，无嗅无味；无肉眼可见物。水温10℃～11℃，溶解性总固体252.20～688.10 mg/L。

3.2水化学类型

通过对水源地多次地下水采集与检验，其主要成分K+1.60～1.63 mg/L，Na+9.02～9.40 mg/L，Ca2+58.5～59.02 mg/L，Mg2+11.19～11.70 mg/L，HCO3-158.60～173.50 mg/L，Cl-8.93～10.60 mg/L，SO42-52.00～61.50 mg/L，其含量决定了地下水水化学类型。据此，按舒长列夫分类法，将地下水水化学类型划分为HCO3--SO42-型。pH值7.87～8.03。可溶性总固体252.20～688.10 mg/L，为淡水。总硬度(CaCO3计)194.2 mg/L，属微硬水。

3.3水质界限指标

锶含量为0.506～0.640 mg/L，已达到饮用天然矿泉水标准。锂、锌、碘化物、偏硅酸、硒、游离二氧化碳、溶解性总固体等在丰水期和枯水期含量实测值低于饮用天然矿泉水标准(表1)。

表1　天然矿泉水界限指标评价一览表　mg/L

注：“-”代表未检测项(数据来源：甘肃省武威市凉州区高坝矿泉水水源地勘探报告)。

3.4水质限量指标

“国标”中所规定的十八种元素或重金属，丰水期和枯水期水的含量均未超过限量值，符合“国标”要求(表2)。表明矿泉水未受污染。

3.5微生物指标

丰水期和枯水期所取水样中大肠菌群、菌落总数等均未检出，表明矿泉水水质符合饮用卫生标准。

4锶型矿泉水形成条件分析

锶(Sr)是ⅡA族元素，它化学性质活泼，容易失去最外层的2个价电子而变成离子。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。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，从而被钙、镁取代进入水中。从而增加了地下水中锶的含量。

从矿泉水水源地周边机民井所取水样做锶离子含量的测试分析，结果表明，矿泉水水源地周边地下水锶含量0.548～0.836 mg/L，说明该矿泉水水源地周边地下水中富含锶元素。地下水经由山区向平原径流过程中，与围岩长期接触，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矿泉水水源地卫生防护区划

凉州区高坝镇饮用矿泉水水源地属层状埋藏型水源地，结合《生活饮用水卫生标准》、《饮用天然矿泉水》、《饮用水水源保护区划分技术规范》等水源卫生防护范围的相关规定，拟将矿泉水水源地严格保护区以矿泉水水源井、矿泉水生产区向地下水上游外推100 m的范围，限制区以矿泉水水源井、矿泉水生产区向地下水上游外推300 m。100 m严格保护区内应设立明显标志，设置围栏。无关人员不得入内，不得放置与取水设备无关的其它物品，消除一切可能导致矿泉水污染的因素及妨碍取水设施运行的活动。300 m限制区内，不得设置居住区和工厂、厕所、水池，不得堆放垃圾、废渣或铺设污水管道，严禁使用农药、化肥，并不得有破坏水源地水文地质条件的活动。

表2　天然矿泉水限量指标评价一览表　mg/L

注：“-”代表未检测项(数据来源：甘肃省武威市凉州区高坝矿泉水水源地勘探报告)。

6结语

(1)水源地地下水的物理性质与感官性状指标、常量元素指标、理化指标均符合饮用天然矿泉水水质的要求，地下水矿化度252.20～688.10 mg/L，达标元素锶含量0.506～0.640 mg/L，根据其水质特征可定名为锶型饮用天然矿泉水。

(2)该矿泉水的形成是砂砾卵石层风化溶解、锶离子交替吸附的结果，形成了富含锶的饮用天然矿泉水。

(3)通过初步划定保护区范围，做好相关规划，防止矿泉水水源地遭受污染，以保证可持续开发利用。

参考文献

[1]甘肃省武威市凉州区高坝饮用矿泉水水源地勘探报告[R].张掖：甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院.2015.

[2]赵振，陈惠娟，罗银飞,等.青海玉树热水沟天然矿泉水形成条件及水质分析[J].地下水.2013.35(6)：4-6.

[3]黎坤敖.贵州省中坝镇地热井矿泉水地质环境及其影响分析[J].贵州大学学报(自然科学版).2015.32(2)：39-41.

[4]郭文祥.韩城龙饮天然饮用矿泉水成因分析[J].中国煤炭地质.2015.27(1)：44-49.

The formation conditions and water quality characteristics of drinking natural mineral water in Gaoba Town

SUN Hai-jun

(Institute of Hydrogeoloical and Engineering Geology,Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploitation and Development Zhangye 734000,Gansu)

Abstract:The work of hydrogeological investigation and testing for drinking natural mineral water source of Gaoba Town in Liangzhou District is completed，analysis of drinking natural mineral water formation conditions and water quality characteristics. The trace element strontium content are 0.506～0.640mg/L，The indicators are in line with national standards，with high exploitation value. The paper makes a study on the formation condition and quality analysis of the mineral water，which is helpful for further exploration.

Key words:drinking natural mineral water；formation conditions；water quality characteristic；strontium

[收稿日期]2016-02-01

[作者简介]孙海军(1984-)，男，陕西延长人，工程师，主要从事水文地质勘察工作。

[中图分类号]P641.5+1

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)03-0004-03