山西省五台县发现天然矿泉水开发潜力区

2024-03-12孙岐发王宏利孙靖尧刘昌吉崔大鹏

地质与资源 2024年1期

孙岐发，王宏利，凌昕，卢兵，国林，胡宸，孙靖尧，周龙，李昌，赵剑，刘昌吉，王旭，崔大鹏

1. 中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心，黑龙江哈尔滨 150081；2. 中国地质调查局东北地质科技创新中心，辽宁沈阳 110034；3. 黑龙江省两大平原地下水资源开发与保护省级重点实验室，黑龙江哈尔滨 150086；4. 自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站，黑龙江哈尔滨 150086

矿泉水是珍贵、稀缺的具有重要意义的矿产资源，在我国分布广泛，几乎各省都有，不仅类型多样，且水质较好［1-4］. 为了查明山西省五台县矿泉水限量指标的富集性，在资料收集分析的基础上，进行了调查和样品采集工作. 通过化验分析及地下水化学特征综合研究［5-8］，发现以茹村乡为中心区域的地下水中富含锶，在研究区东侧以及东南侧区域的地下水中富含锌.为进一步确定地下水资源量，利用高密度电法确定了地下水富集区域. 最终，通过探采结合工程在东龙泉村获得丰富的矿泉水资源. 这一发现对当地健康饮水意义重大［9-13］，可为这一区域开发利用健康水资源起到示范作用.

1 研究区水文地质概况

研究区主要含水类型为碳酸盐岩类岩溶裂隙水、松散岩类孔隙水、变质岩类裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水. 1）碳酸盐岩类岩溶裂隙水主要位于研究区东南侧山区，该区域地形陡峭，河谷下切强烈. 石沟河、泗阳河在区内汇入清水河. 岩性分布主要有寒武系中上统的灰岩、页岩，奥陶系下中统的白云岩、灰岩. 2）松散岩类孔隙水主要在前寒武系上层分布，集中分布在沟谷、盆地等低洼地带. 孔隙水下层含水层与下伏的裂隙水直接联通，相对于其他含水类型，孔隙水分布零散、连通性差、边界不明晰. 3）变质岩类裂隙水主要赋存在前寒武系变质岩地层，是区域内分布面积最广的含水类型. 原岩包括白云岩、板岩、石英砂岩、玄武岩等，变质程度差异较大，构造发育. 多样的岩性导致含水类型结构复杂，地下水类型为赋存在构造裂隙和风化裂隙中的基岩裂隙水. 4）碎屑岩类孔隙裂隙水主要分布于研究区中南部，覆盖于碳酸盐岩之上，由石炭纪、二叠纪地层构成，沿北东东向零星分布. 在研究区，碳酸盐岩类岩溶裂隙水富含锌，变质岩类裂隙水及松散岩类孔隙水中富含锶.

2 地下水化学特征

研究发现，工作区内有含Zn、Sr 天然矿泉水富集开发潜力区. 采取的地下水样品经过检测发现部分区域Zn、Sr 含量达到矿泉水标准，Zn 最大值2.3 mg/L、Sr最大值1.17 mg/L. 富Zn、Sr 的区域分布在沟南乡、茹村乡和蒋坊乡，富Zn 面积73.71 km2，富含Sr 面积134.25 km2. 富锌水可以防治发育不良、厌食和异食癖、口腔溃疡、痤疮等；含锶水能够强壮骨骼，促进生长发育，同时对于保护心脑血管、减少心脑血管疾病的发生有一定的辅助作用. Zn、SO42-、Fe、Cl-、K+、Na+的含量区间分别为0.001～2.3、0.49～245.2、0.066～1.04、4.28～51.10、0.39～6.68、3.93～52.60 mg/L，变异性大，在区域上分布不均匀；Sr、Mg2+的含量区间分别为0.11～1.17、8.01～46.50 mg/L，变异性较大，区域上分布有差异；Ca2+、HCO3-的含量区间为38.00～134.50、443.70～1 362.00 mg/L，变异性小，区域上分布均匀. 受含水岩组不同的影响，研究区内不同地下水类型中的富集元素不同，碳酸盐岩地层的地下水中锌富集，变质岩地层及松散岩地层中锶容易富集（表1、图1），这一发现可为后续矿泉水调查研究提供参考. 同时，区域内的水资源可作为矿泉水、度假山庄、疗养院、美容院、养老院等健康养生和旅游度假资源开发利用.