衡水市第四系飲用水天然礦泉水分布特征及成因分析

■張朝輝

（河北省地礦局第三水文工程地質大隊 河北 衡水053000）

衡水市第四系飲用水天然礦泉水分布特征及成因分析

■張朝輝

（河北省地礦局第三水文工程地質大隊 河北 衡水053000）

衡水市第四系第三、四含水組賦存鍶型、碘型、鍶碘型飲用天然礦泉水，本文論述了天然礦泉水的分布特征，分析了飲用天然礦泉水形成因素，為指導飲用天然礦泉水利用提供科學依據(jù)。

衡水市水文地質條件飲用天然礦泉水類型成因分析

1 區(qū)域水文地質條件

衡水市屬河北平原水文地質區(qū)，按水文地質特征自西北至東南分為滹沱河沖洪積水文地質亞區(qū)、滏陽河沖湖積水文地質亞區(qū)及漳衛(wèi)河沖湖積水文地質亞區(qū)。地下水類型為第四系松散巖類孔隙水，垂向上根據(jù)地下水賦存條件和動力特征，以地層形成的時代為基礎，水文地質條件為要素，將第四系沉積層分成一、二、三、四含水組，相當于地層劃分中的全新統(tǒng)（Q4）、上更新統(tǒng)（Q3）、中更新統(tǒng)（Q2）、下更新統(tǒng)（Q1）。

第一含水組：含水層多由粉砂、粉細砂組成，砂層厚度小于10m，單位涌水量一般小于10m3/h·m。水化學類型多為Cl·SO4—Na·Mg型，礦化度0.6～13.8g/L，為淡水—咸水。

第二含水組：含水層北部較粗，中南部為中細砂。單位涌水量一般為5～20m3/h·m，水化學類型多為SO4·Cl—Na·Mg型、Cl·SO4—Na·Mg型。第二含水組下部礦化度一般小于2g/L，在第二含水組中上部，有較厚的咸水分布。咸水底界埋深自西北向東南由20m逐漸加深至160m。

第三含水組：砂層巖性普遍較粗，以中砂、粗砂為主，單位涌水量一般為15～30m3/h·m，水化學類型多為Cl·SO4—Na、HCO3·Cl· SO4—Na型，礦化度一般小于1g/L。

第四含水組：含水砂層北部較粗，以中粗砂為主，中南部巖性細一些，以細砂為主，偶見中粗砂。單位涌水量一般小于20m3/h·m，水化學類型多為HCO3·Cl·SO4—Na、Cl·SO4—Na型，礦化度小于1g/L。

由于一、二含水組受降水入滲影響較大，且大面積有咸水分布，開發(fā)利用意義不大。第三、四含水組，地下水補給來源為側向徑流及上層越流補給，其水質成分受人為影響較小，所以第三、四含水組為主要研究層位。

2 飲用天然礦泉水分布特征

根據(jù)水質資料分析，本區(qū)第三、四含水組主要為鍶型、碘型、鍶碘型飲用天然礦泉水(以下簡稱礦泉水)。

2.1 礦泉水區(qū)平面分布特征

第三含水組礦泉水的分布面積為2392.2km2，全區(qū)面積的27.1%，分為三個區(qū)，其中鍶型礦泉水分布二個區(qū)，面積為2170.9km2，占全區(qū)面積的24.6%。Ⅰ區(qū)分布在深州市、饒陽南部及武強的北部地區(qū)，面積2006.7km2，鍶含量0.4～1.7mg/L。Ⅱ區(qū)分布在棗強、桃城區(qū)與冀州交界處，面積164.2km2，鍶含量0.4～0.5mg/L。Ⅲ區(qū)為碘型礦泉水，主要分布在冀州市的南午村一帶，分布范圍較小，面積221.3km2，僅占全區(qū)面積的2.5%，碘含量0.2～0.3mg/L。

第四含水組礦泉水的分布面積4108.4km2，占全區(qū)面積的46.6%。分為二個區(qū)，Ⅰ區(qū)為鍶型礦泉水，分布在深州市、安平、饒陽及武強南部、桃城區(qū)的中部及冀州大部分地區(qū)，面積4068.1km2，占全區(qū)面積的46.1%，鍶含量0.4～1.4mg/L；Ⅱ區(qū)為鍶碘型礦泉水。分布在冀州市南黃家莊至南午村西北小片區(qū)域，面積40.3km2，僅占全區(qū)面積的0.46%，鍶含量0.2～0.4mg/L，碘含量0.2～0.4mg/L。

2.2 飲用天然礦泉水區(qū)埋藏特征

第三含水組礦泉水埋藏特征：Ⅰ區(qū)礦泉水類型為鍶型礦泉水，含水層頂板埋深175～200m，底板埋深350～400m。Ⅱ區(qū)礦泉水類型為鍶型礦泉水，含水層頂板埋深150～175m，底板埋深300～350m。Ⅲ區(qū)礦泉水類型為碘型礦泉水，含水層頂板埋深約175m，底板埋深約350m。

第四含水組礦泉水埋藏特征：Ⅰ區(qū)鍶型礦泉水分布區(qū)，含水層頂板埋深大于400m，局部小于350m。Ⅱ區(qū)為鍶碘型礦泉水，含水層頂板埋深300～350m，含水層底板埋深500～550m。

3 飲用天然礦泉水成因分析

3.1 鍶型礦泉水成因分析

根據(jù)礦泉水的分布特征，鍶型礦泉水成因有2種：

（1）在滹沱河沖洪積區(qū)礦泉水，處于滹沱河沖洪積扇的扇前區(qū)，廣泛接受了西部山區(qū)不同地質時期沖積、洪積的洪泛堆積物，主要為西部山區(qū)、山前地帶的變質巖、碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽等風化殘坡積物，所以區(qū)內的砂層和土層中富含鉀長石、鈉長石、石英、輝石、綠泥石、綠簾石、角閃石、云母等硅酸鹽類礦物，及磷灰石、重晶石、天青石、石膏、方解石、文石等磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽的礦物組。在硅酸鹽、硫酸鹽及碳酸鹽礦物組，類質同象代替現(xiàn)象極為普遍而多樣，礦物中的K、Na、Ca、Ba可以與Sr呈完全類質同象代替，并且平原區(qū)第四系含有大量的長石類風化砂，這些鋁硅酸鹽礦物具較強的水解、溶濾和陽離子交換作用，地下水隨著徑流途徑的延長進一步溶濾砂、礫及粘性土中的含鍶礦物，通過鉀、鈉長石為載體而置換鍶進入地下水，使鍶富集。此區(qū)內的礦泉水，鍶含量高，其值在0.27～1.486mg/L之間，最具開發(fā)價值。

（2）分布于滏陽河沖積、湖積區(qū)礦泉水，形成環(huán)境為古河道的河床河漫灘相堆積，受古沖積、湖積平原水文地質條件控制，沉積物顆粒細，水化學類型復雜、礦泉水含水層形成于中更新世早期及早更新世，埋深在350～500m，由于古地理地貌影響，各種礦物組分隨著沖洪積物的遠距離搬運，較為分散，但在較高的壓力和溫度條件下，使得地下水的溶濾交替作用加強，加快了巖土中可溶巖向水中溶解的速度和強度，使水中鍶離子含量增高，形成鍶型礦泉水。此區(qū)內的礦泉水，鍶含量在0.2～0.4mg/L之間，開發(fā)價值相對較低。

3.2 碘型礦泉水成因分析

衡水市第四系地下水含碘量超過0.1mg/L的區(qū)域主要分布在漳衛(wèi)河沖湖積水文地質區(qū)及其影響區(qū)域。漳衛(wèi)河主要由漳河、衛(wèi)河兩大支流組成，以發(fā)源于山西長治市長子縣的濁漳及發(fā)源于山西陵川縣奪火鎮(zhèn)南嶺的衛(wèi)河為主要源頭，在漳衛(wèi)河上游，山高谷深，巖石裸露，坡陡流急，其裸露的含碘巖石礦物風化，并受水流沖蝕，使其成為水中碘含量增加的主要原因，由徑流流入下游，在漳衛(wèi)河沖積區(qū)，地下水中碘的含量在0.108～0.438mg/L。

4 結論

衡水市第四系第三含水組與第四含水組賦存礦泉水，礦泉水的類型主要為鍶型與鍶碘型。鍶型礦泉水主要是通過溶濾、陽離子置換或可溶巖向水中溶解等作用形成。而碘型礦泉水則是因含碘巖石礦物風化，受水流沖蝕，流入衡水境內形成。總之通過對衡水市礦泉水的綜合研究，為衡水市宏觀管理，規(guī)劃開發(fā)利用第四系礦泉水提供技術依據(jù)。

［1］河北省地礦局第三水文工程地質大隊《衡水市飲用天然礦泉水調查評價報告》

［2］陳望和《河北地下水》

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-90-1