廣東省涂里塘礦泉水的基本特征及形成機理探討

王小海

[摘要]涂里塘礦泉水廠利用2號和8號泉進行生產(chǎn)，雖然2個泉相距僅45m，但泉的性質(zhì)截然不同，水質(zhì)相差甚大，2號泉水中溶解性總固體、游離CO2、偏硅酸、鋰、鍶均達到飲用天然礦泉水規(guī)范的界限指標(biāo)，為復(fù)合型碳酸水，而8號泉水僅偏硅酸達標(biāo)，具有一定的特色。本文通過調(diào)查其水文地質(zhì)條件、水質(zhì)數(shù)據(jù)來分析研究2個泉的基本特征和形成機理。

[關(guān)鍵詞]含水層 構(gòu)造 礦泉水 水質(zhì) 形成機理

[中圖分類號] P641.7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-23-2

1礦區(qū)概況

水源地位于丘陵山區(qū)，北西部海拔125～168.5m，坡度8～26°；南東部海拔221.5～300m，坡度13～35°；中部為北東-南西向分布的谷地，長2km。丘陵區(qū)植被發(fā)育。地表小溪流較發(fā)育，南東方向上磷水庫面積約1800m2，蓄水量約4萬m3。水源地地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降雨量1442mm，每年4～9月為雨季，占全年降雨量的80%；年蒸發(fā)量996～1406mm，降雨量大于蒸發(fā)量。

2礦區(qū)水文地質(zhì)

礦區(qū)及周邊出露地層有白堊系上統(tǒng)南雄組、侏羅系中統(tǒng)漳平組、侏羅系下統(tǒng)金雞組、震旦系及第四系；區(qū)域內(nèi)斷層較發(fā)育，且規(guī)模不一，按走向分主要有兩組斷層，即北東向的F1～F3斷層和北西向的F5斷層。水源地處于蓮花山北麓的九龍嶂北西側(cè)丘陵山區(qū)，F(xiàn)1（五華—永定）斷層帶上。在水源地范圍沿斷層出露16個泉（或泉群），礦區(qū)主要開采的2、8號泉也分布在其中，該斷層走向NE35°，傾向北西，傾角36～43°；上盤為白堊紀(jì)上統(tǒng)南雄組地層，下盤為燕山早期第三階段侵入的花崗巖。地下水類型有：紅層裂隙水和塊狀巖類裂隙水。其中紅層裂隙水富水性弱；塊狀巖類裂隙水富水性中等。

礦區(qū)內(nèi)2、8號泉均為天然出露的礦泉，2號→8號泉方向235°，兩眼泉間距45m，泉口標(biāo)高均為+120m，高出溝谷5m，其中2號泉在斷層帶上，為一斷層上升泉，屬復(fù)合型碳酸礦泉，具承壓特點；8號泉產(chǎn)在斷層帶次一級硅化破碎帶中，為一下降泉，屬硅酸礦泉，不承壓（見圖1）。

3水質(zhì)特征

2號泉水化學(xué)類型為HCO3-Na·Ca類型；pH值6.28～8.14，屬中性水；其中溶解性總固體2089～2180mg/L，屬微咸水，游離CO2313.6～399mg/L，偏硅酸含量119～128mg/L，鋰含量0.30mg/L，鍶含量1.18mg/L，均達到飲用天然礦泉水規(guī)范的界限指標(biāo)，為復(fù)合型碳酸水，水質(zhì)較穩(wěn)定。但鐵、錳、氟含量超標(biāo)，經(jīng)水質(zhì)凈化設(shè)備凈化后已達標(biāo)。

8號泉水化學(xué)類型為HCO3-Na·Ca類型；pH值6.60～7.46，屬中性水，溶解性總固體107～110mg/L，屬淡水；偏硅酸含量28.3～37.81mg/L，含量變化稍大，達到飲用天然礦泉水規(guī)范的界限指標(biāo)，為硅酸型礦泉水，與2號泉水質(zhì)差異較大。

2號泉為復(fù)合型礦泉水（口感微咸），其中有五項元素達到國家飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)；而與之相隔僅45m的8號泉只有偏硅酸含量達到國家飲用天然礦泉水的標(biāo)準(zhǔn)，周邊發(fā)現(xiàn)的1號、13號、14號、7號、9號、4號、3號等泉水均未出現(xiàn)微咸口感?，F(xiàn)針對這種特殊的情況，對2號和8號礦泉水的形成機理進行相關(guān)分析。

2號泉為上升泉，屬承壓水，埋深比8號泉深，屬于較深層的地下水；2號泉水歷次化驗的Na+：Cl-摩爾濃度的比值范圍為20.07：1～48.375：1，可以排除源于古海水的可能；將2號泉水歷次的化驗結(jié)果投影到piper三線圖上（見圖2），屬于典型的深層花崗巖裂隙水；2號泉位于F1斷層破碎帶，斷層下盤為燕山三期花崗巖，上盤為白堊系上統(tǒng)南雄組砂巖，2號泉必然與地表的潛水有一定的水力聯(lián)系?，F(xiàn)初步推測2號泉水中有一部分水來源于深層的承壓水，該部分水在花崗巖裂隙中受高溫高壓的影響，在水循環(huán)的過程中溶濾了花崗巖中的Na、Ca、Fe、Mn等諸多元素。一部分水來源以地表的潛水，在深層的承壓水沿斷層上升的過程中與地表的潛水發(fā)生混合，從而形成了礦化度、游離CO2、鋰、鍶、偏硅酸含量5項界限指標(biāo)達到國家飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)的重碳酸鈣鈉型礦泉水，其中Na、Ca、Fe、Mn等元素都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于8號泉水。

8號泉為下降泉，且水中Na+、TFe、Mn2+等離子含量低，初步推斷其類型為潛水，屬非承壓水，在其水循環(huán)過程中溶濾了其路徑上的巖石的有益成分后形成偏硅酸型礦泉水。

作為匯水面積不是很大的潛水，其豐枯水期的流量應(yīng)有較明顯的波動，據(jù)以往的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示其變化起伏也較明顯，和推導(dǎo)結(jié)果吻合。

綜上所述，礦泉水形成的水文地質(zhì)環(huán)境是：2號泉中一部分水為深層花崗巖裂隙水，在深層受高溫高壓的影響而溶解了花崗巖中較多元素；一部分水來源于斷層中的潛水，最終形成了礦化度、游離CO2、鋰、鍶、偏硅酸含量5項界限指標(biāo)達到國家飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)的重碳酸鈣鈉型礦泉水。8號泉為類型為潛水，屬非承壓水，是以大氣降水深入補給基巖裂隙水后，沿斷裂帶和延伸較深的節(jié)理裂隙，經(jīng)深部循環(huán)運移，在其水循環(huán)過程中溶濾了其路徑上的巖石的有益成分后形成偏硅酸型礦泉水。經(jīng)野外實地調(diào)查表明，涂里塘礦泉水在埋藏條件、循環(huán)條件、水力性質(zhì)、動態(tài)變化以及水質(zhì)情況等都具備礦泉水的一般特征。

4允許開采量

4.1動態(tài)觀測

據(jù)原“七二三地質(zhì)大隊”在1994年1月～1995年3月期間對2號、8號泉的抽水總量動態(tài)觀測來看，2號泉71.54～78.80m3/d，8號泉52.70～58.75m3/d。2010年儲量核實期間的廠區(qū)抽水總量，2號泉74.3～77.8m3/d，8號泉54.9～57.6m3/d。從多年動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)可看出開采多來天然流量沒有減少，泉流量基本穩(wěn)定。

4.2允許開采量

2號泉、8號泉，原流量分別為0.186～0.203L/s、0.114～0.140L/s，總流量為0.300～0.343L/s。在原泉眼處開挖建成淺井，即2號井（泉）、8號井（泉）。建井后2號井（泉）的抽水量為73～78m3/d，8號井（泉）的抽水量為55～61m3/d，總流量為128～139m3/d。1995年10月，原廣東省礦產(chǎn)儲量委員會批準(zhǔn)2號井C級允許開采量70m3/d、8號井C級允許開采量50m3/d，兩井共120m3/d。

經(jīng)核實工作于豐、枯水期分別對2號井、8號井進行抽水試驗，單井涌水量分別為74～78m3/d、55～58m3/d，總涌水量129～136m3/d。2010年8月至2011年1月進行了動態(tài)觀測。2號井的涌水量77～80m3/d，8號井的涌水量57～60m3/d，總涌水量134～140m3/d。以上成果表明，兩井的涌水量與原評價期間的涌水量變化不大。

涂里塘礦泉水經(jīng)過多年開采，通過本次核實表明，水質(zhì)比較穩(wěn)定，水量波動不大。因此，原廣東省礦產(chǎn)儲量委員會批準(zhǔn)的C級允許開采量可以升為B級。截至2011年1月19日，涂里塘礦泉水保有B級允許開采量120m3/d，其中2號井70m3/d、8號井50m3/d。

5存在問題及建議

1.2號泉鐵、錳、氟超過限量標(biāo)準(zhǔn)，礦泉水廠引進凈水設(shè)備后初步試驗可以降低，使其達到規(guī)范要求，而不影響其它達標(biāo)界限指標(biāo)，但為保證礦泉水產(chǎn)品，建議對凈水設(shè)備處理后的水進行長期內(nèi)部監(jiān)測，確保界限指標(biāo)和限量指標(biāo)符合規(guī)范要求；

2.8號泉在2006年至2010年的三份水質(zhì)分析結(jié)果中，偏硅酸含量僅有一次為28.3mg/L，應(yīng)對其進行加密監(jiān)測，確保水質(zhì)后供應(yīng)市場。

參考文獻

[1]《廣東省梅縣涂里塘飲用天然礦泉水勘查評價報告》.1995年.廣東省地質(zhì)局七二三地質(zhì)大隊.

[2]《廣東省梅縣涂里塘飲用天然礦泉水資源核實報告》.2010年.廣東省地質(zhì)局七二三地質(zhì)大隊.

[3]《地下水運移模型》.1993年.南京大學(xué).朱學(xué)愚、謝春紅.

[4]《中國天然礦泉水資源形成分布特征》.2011年.吉林省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.張振權(quán).