贵州省赫章县天然矿泉水调查与远景评价

陈 娟，黄学良

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队，贵州 贵阳 550005）

矿泉水作为一种天然保健的饮品，人们对它的认识已逐渐提高，它不仅无污染、无糖，更因含有多种对人体有益的微量元素而成为人们的首选饮品之一，符合人们追求纯净、有益健康的饮水需求。受贵州省国土资源厅和毕节市赫章县人民政府的委托，结合该县的自然资源条件，提出了做大做强水产业，促进大健康产业蓬勃发展的计划，为扶贫攻坚提供强有力的资源基础保证。

1 区域地质与水文地质

1.1 自然地理环境

赫章县位于贵州省西北部，属暖温带温凉春干夏湿气候，气温日差较大，年差较小，年均降雨量为785.5～1068mm，全年平均降水日为174d，雨量充足，县境属长江水系，有横江流域和乌江流域，主要为六冲河、后河、白泥河、以则河及其支流。

1.2 地形地貌

调查区被舍虎梁子、结构梁子、三望坪、韭菜坪等大山分割，地势西北、西南和南部较高，东北部偏低。境内山高坡陡，峰峦重叠，沟壑纵横，河流深切。地貌以侵蚀地貌为主，其次为溶蚀地貌及溶蚀侵蚀地貌。溶蚀地貌主要可划分为有峰丛洼地、溶丘谷地、岩溶低山沟谷等；非溶蚀地貌主要有侵蚀构造地貌、侵蚀堆积地貌及剥蚀构造地貌等。

1.3 地质概况

（1）地质构造。调查区地处川滇南北向构造带之东，南邻东西向构造带之北，大地构造位置分属羌塘—扬子—华南板块—扬子陆块—上扬子地块—黔北隆起区—织金穹盆构造变形区、毕节弧形褶皱带。调查区内构造较为复杂，从构造形迹的规模和空间展布情况看，主要为北西向构造和北东向构造，另外还有零星分布的东西向构造[1]。

（2）地层与岩浆岩。赫章县境内出露地层自古生代中晚寒武世（）至中侏罗世（J）的沉积层序中，除缺失中晚奥陶世及早、晚志留世的沉积外，其余均有分布，尤以石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）较为发育，且晚二叠世玄武岩（P2β）流遍及全区，厚度在10～800m之间，与下伏茅口组及上覆龙潭组均成假整合接触。主要岩性为暗绿、暗灰蓝、灰黑色斑状玄武岩，拉板玄武岩，细粒玄武岩，斑状杏仁状玄武岩等，此外还零星分布有第四系（Q）。

1.4 水文地质条件

区域地下水主要靠大气降水的渗入补给，根据其岩性及地下水在含水介质中的赋存形式，可分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水2种类型。

（1）碳酸盐岩岩溶水。主要分布在区域中部和南部，出露面积为1840km2，占调查区总面积的56.3%。以极不均的管道水为主，发育地下河24条，一般流量为100～1000L/S。区内属该类主要含水岩组有下二叠统（茅口组、栖霞组）、马平群至上司段、岩关组至独山组、娄山关群，三叠系关岭组至永宁镇组。其中，下二叠统厚层石灰岩，溶洞、地下河强烈发育，富含管道水，其余各组多由薄层灰岩、白云岩、白云质灰岩组成，并夹有少量泥、页岩。溶洞、地下河发育程度和富水性较下二叠统弱，洼地、落水洞多有分布。统计泉点共计18个，泉流最大可达262.5L/S，一般为1～100L/S。而三叠系关岭组至永宁镇组主要岩性为白云岩夹灰岩、砂、页岩。该组共调查地下河6条，总流227L/S，一般流量为10～100L/S，最大的30号地下河枯流量83.6L/S，共计泉点16个，总流量为315.1L/S，一般流量为10～100L/S。碳酸盐岩溶水的富集受构造控制明显，区域北西向及北东向构造占主导地位，这2种构造体系地下水丰富。另外，褶曲的转折端以及各种构造的复合部位，往往岩溶水也比较富集。岩溶水的补给，主要是大气降水的渗入补给。其方式是通过各种裂隙直接渗入地下或汇集于洼地、落水洞、漏斗等岩溶负地形再渗入地下，补给岩溶含水层,渗入系数一般为0.2～0.3。其次是地表河溪（或地下水排泄后，经一定距离的表流，再次潜入地下）补给地下水。岩溶水由补给区至排泄区，以脉流逐渐汇集成管流的方式运移，径流途径受地层岩性、地质构造、地貌等因素的控制。区内北西向构造及北东向构造对岩溶水的运移起着十分明显的制约作用，岩溶水的运移往往与这些构造结构面或与之配套的构造结构面方向一致。此外，运移的途径和方向还明显受当地侵蚀基准面的控制，横向谷从两侧分水岭向河谷运移，顺向谷多顺层运移并排泄于当地侵蚀基准面。岩溶水主要以地下河及岩溶大泉的形式排泄，其排泄特点主要为集中排泄。在北西和北东向构造带上以及它们的复合联合部位，地下水往往集中排泄。独山、沙石浪、六曲沟及野马川之北3km处是地下水的主要集中排泄带。在六冲河、横江及三岔河支流的大河、连山河、阿勒河等河谷，常见地下河及岩溶大泉出露。

（2）基岩裂隙水。调查区基岩裂隙水，以裂流为主，含水岩组出露于背、向斜的翼部，出露面积为991km2，占总面积约30.3%。统计泉点共计13个，主要集中在下三叠统飞仙关组至上二叠统宣威群中，总流量为49.3L/S，根据岩性的不同，分为碎屑岩裂隙水和玄武岩裂隙水。①碎屑岩裂隙水。区内碎屑岩裂隙水主要富存在下三叠统飞仙关组至上二叠统宣威群，包括二叠系上统宣威群龙潭组（P2l）、长兴组（P2c），下三叠飞仙关组（T1f）组，泉多出露于断裂带附近及褶皱较折端。根据1∶20万区域水文地质普查资料统计，该含水岩组泉水点共计13个，流量一般在1～10L/S，地下径流模数约1.2L（S·km2），流量小的泉多出露于砂岩层间裂隙及风化裂隙中，流量大的泉多出露于河流交汇处，调查区该套含水岩组中未灰岩）顶托补给或侧向补给玄武岩，这种情况的发生、往往是其它含水层的地下水位高于玄武岩含水层地下水位或下伏含水岩层地下水具承压性质，一部分地下水补给玄武岩含水层。玄武岩裂隙水径流途径短，多近源排泄，泉水流量小，较分散，无固定泉口，其排泄受地形条件和裂隙发育程度控制。

2 水化学类型及水质评价

2.1 地下水化学类型

根据前人资料中采取的187个水质简分析及43个全分析成果资料，区域浅层地下水水化学特征如表1所示。

区内地下水水化学类型简单，一般为HC03—Ca水，发育有地下河[2]。区内碎屑裂隙水的补给与岩溶水一样，主要靠大气降水的直接渗透补给，其方式是通过各种裂隙直接渗入地下，补给给碎屑岩含水层，其次是地表河溪渗透补给。碎屑岩裂隙潜水径流趋势主要决定于地势的高低，在重力作用下，由高处向低处运移；但成岩裂隙（层间裂隙）和构造裂隙赋存的层状裂隙水及脉状（带状）裂隙水，在深部多具承压状态，不单有下降运移，而且在高水位静水压力作用下产生上升运移。水的运移速度缓慢，径流途径较短，具有近源排泄的特点。径流速度随不同地貌单元、不同构造部位、不同层位岩类各有差别。碎屑岩裂隙水主要以泉的方式排泄，泉水出露往往受岩层组合控制。当地形切割较剧，含水层被切割或被断层阻隔，多数泉出露于含水性相对较强的砂岩或夹层灰岩与含水性微弱的粘土岩或泥页岩接触部位，多以接触下降泉为主，泉水出露标高受隔水层控制、在山坡脚、山腰均有出露。泉水流量较小，多数＜10L/S，是山区分散居民饮用水源。另外，碎屑岩裂隙水还呈散流或片流排入河流、溪沟，是河溪枯季的主要补给源。②玄武岩裂隙水。多呈团块或条带状零星分布于北部财神塘、毛姑、王家垭口一带，中部罗州、赫章县城一带，主要为玄武岩夹泥岩及炭质页岩。西部覆盖厚度大，最大近1000m，往东逐渐减薄，最小为100m。风化裂隙、构造裂隙发育，在赫章县附近测得每平方米有裂隙16条，根据赫章4号孔资料，风化壳厚度一般为30m，统计水点19个，总流量为20.6L/S，一般流量为0.1～1L/S；构造转弯部位，因裂隙发育所致，流量可达6.9L/S，泉点数量及流量自西往东略有减少[2]。玄武岩裂隙水主要靠大气降水补给。大气降水通过风化裂隙及成岩裂隙（柱状节理）渗入玄武岩裂隙及气孔中，形成孔洞裂隙潜水。在局部地区（地段）还存在下伏含水层（一般为茅口组其次为 HCO3—Ca·Mg 水。含煤地层有少量 HC03·S04—Ca·Mg水。水温为 9～ 18℃，pH 值为 5.5～ 8.25，为弱酸至碱性水，总硬度为0.98～25.10德度，矿化度为0.09～0.56g/L，水质在垂直方向上变化不大，硝酸根含量0.00～10mg/L。其中，碎屑岩裂隙水矿化度一般＜0.5g/L，属低矿化度淡水，总硬度一般为89～185mg/L，多属软水或微硬水，少数极软水或硬水，pH值一般6.5～8，多呈中性水；玄武岩裂隙水矿化度为0.02～0.19g/L，属低矿化度淡水，总硬度为23.0～172.3mg/L，多为极软水、软水，个别为微硬水，pH值为6.85～7.5，为中性水。

表1 水化学特征表[2]

综上所述，区域内的岩溶水矿化度较高，多为硬水、微硬水，碎屑岩裂隙水矿化度较低，多属软水或微硬水，玄武岩裂隙水多为软水、极软水。

2.2 矿泉水化学指标

该次野外调查，共取8件样品，其中岩溶水4件，碎屑岩裂隙水2件，玄武岩裂隙水2件，其中因SY3采样上游有煤矿开采，水样有污染，故没有送样检测。其中，3件岩溶水样，SY1产于栖霞—茅口组（P1q-m），SY5、SY8产于关岭组（T2g）；2件玄武岩裂隙水样品，SY2、SY6；2件碎屑岩裂隙水样品，SY4、SY7，均产自飞仙关组（T1f）。

依据《饮用天然矿泉水》（GB 8537—2018）评价。

（1）感官要求、微生物指标、污染物指标。该次调查所取的7个送检水样的感官要求，检测结果中菌落总数，污染物指标检测结果均未超标。

（2）理化、限量指标。将区内泉水理化指标检测结果与我国现行饮用天然矿泉水的标准对比统计，如表2所示。限量指标项目中没有一项超标，但据《饮用天然矿泉水》（GB 8537～2018）规定，在界限指标中，必须要有一项（或一项以上）指标大于界限指标，检测结果中SY4、SY5、SY8锶含量均＞0.2mg/L，水质上达到饮用天然矿泉水界限标准[3]。从感官要求、微生物指标、污染物指标、理化限量指标4项综合评价，其中有3个样品（SY4、SY5、SY8）在界限指标中有一项大于界限指标（锶含量＞0.2mg/L），水质在限量指标上满足我国现行饮用天然矿泉水水质要求。

表2 饮用矿泉水界限指标、限量指标与检测结果对比表 单位：mg/L

（3）矿泉水锶含量与含水岩组的关系。根据样品分析结果显示，有益元素锶含量＞0.2mg/L的3件样品中，2件产于关岭组（T2g）（SY5、SY8）、1件产于飞仙关组（T1f），推断在调查区内关岭组（T2g）及飞仙关组（T1f）是天然矿泉水产出的有利地层。此外，矿泉水中还含有其他有益人体的微量元素和组分，如锂、锌、硒等，但含量均小于国家标准的界限指标，反映出水源地中相应的化学成分含量较低。

3 远景评述

调查区地下水类型主要碳酸盐岩岩溶水，其次为基岩裂隙水，主要靠大气降水渗入补给。

碳酸盐岩岩溶水，主要分布在区域中部和南部，补给面积大，径流途径较长，水量丰富，并多以管流形式集中排泄于当地侵蚀基准面。从水化学特征和水质上来看，调查区内岩溶水矿化度较高，一般为0.5～0.75mg/L，硬度为150～450mg/L，pH值为7.55～8.25，属弱碱性水；且根据所采的2个岩溶水样品做的有益微量元素分析结果显示，泉水中所含锶元素已达到天然矿泉水国家标准的界限指标要求，找矿远景较好。

基岩裂隙水主要靠大气降水通过裂隙孔隙渗入补给，向地势较低的部位汇流，以泉的形式排泄。基岩裂隙水的补给、径流、排泄主要受区内次一级分水岭的控制，补给面积一般较小，运移速度较慢，径流途径短，多近源排泄，且泉水流量较小，多数＜10L/S，其中玄武岩裂隙水一般＜1L/S。从水化学特征上来看，碎屑岩裂隙水矿化度一般＜0.5g/L，属低矿化度淡水，总硬度一般为89～185mg/L，多属软水或微硬水，少数极软水或硬水，pH值一般6.5～8，多呈中性水。而玄武岩裂隙水矿化度为0.02～0.19g/L，属低矿化度淡水；总硬度为23.0～172.3mg/L，多为极软水、软水，个别为微硬水，pH值为6.85～7.5，为中性水。根据所采的4件基岩裂隙水样品（2件碎屑岩裂隙水、2件玄武岩裂隙水）分析结果显示，仅1件含水岩组为T1f的样品（SY7）所含有益元素达到了天然矿泉水国家标准的界限要求，基岩裂隙水找矿远景次之。

4 结论

（1）调查区水资源丰富，地下水类型中碳酸盐岩岩溶水找矿远景较好，基岩裂隙水次之。

（2）经样品分析结果显示，SY4、SY5、SY8样品锶元素含量＞0.2mg/L，其中SY8锶元素含量可达1.25mg/L，已达天然矿泉水国家标准的界限指标（≥0.2mg/L），为高锶型天然矿泉水。

（3）调查区天然矿泉水主要产于关岭组（T2g）地层，其次为飞仙关组（T1f）地层，可作为下一步勘查工作的重点层位。