貴州省赫章縣天然礦泉水調(diào)查與遠景評價

陳 娟，黃學(xué)良

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局七總隊，貴州 貴陽 550005）

礦泉水作為一種天然保健的飲品，人們對它的認識已逐漸提高，它不僅無污染、無糖，更因含有多種對人體有益的微量元素而成為人們的首選飲品之一，符合人們追求純凈、有益健康的飲水需求。受貴州省國土資源廳和畢節(jié)市赫章縣人民政府的委托，結(jié)合該縣的自然資源條件，提出了做大做強水產(chǎn)業(yè)，促進大健康產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的計劃，為扶貧攻堅提供強有力的資源基礎(chǔ)保證。

1 區(qū)域地質(zhì)與水文地質(zhì)

1.1 自然地理環(huán)境

赫章縣位于貴州省西北部，屬暖溫帶溫涼春干夏濕氣候，氣溫日差較大，年差較小，年均降雨量為785.5～1068mm，全年平均降水日為174d，雨量充足，縣境屬長江水系，有橫江流域和烏江流域，主要為六沖河、后河、白泥河、以則河及其支流。

1.2 地形地貌

調(diào)查區(qū)被舍虎梁子、結(jié)構(gòu)梁子、三望坪、韭菜坪等大山分割，地勢西北、西南和南部較高，東北部偏低。境內(nèi)山高坡陡，峰巒重疊，溝壑縱橫，河流深切。地貌以侵蝕地貌為主，其次為溶蝕地貌及溶蝕侵蝕地貌。溶蝕地貌主要可劃分為有峰叢洼地、溶丘谷地、巖溶低山溝谷等；非溶蝕地貌主要有侵蝕構(gòu)造地貌、侵蝕堆積地貌及剝蝕構(gòu)造地貌等。

1.3 地質(zhì)概況

（1）地質(zhì)構(gòu)造。調(diào)查區(qū)地處川滇南北向構(gòu)造帶之東，南鄰東西向構(gòu)造帶之北，大地構(gòu)造位置分屬羌塘—揚子—華南板塊—揚子陸塊—上揚子地塊—黔北隆起區(qū)—織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)、畢節(jié)弧形褶皺帶。調(diào)查區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜，從構(gòu)造形跡的規(guī)模和空間展布情況看，主要為北西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造，另外還有零星分布的東西向構(gòu)造[1]。

（2）地層與巖漿巖。赫章縣境內(nèi)出露地層自古生代中晚寒武世（）至中侏羅世（J）的沉積層序中，除缺失中晚奧陶世及早、晚志留世的沉積外，其余均有分布，尤以石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系（T）較為發(fā)育，且晚二疊世玄武巖（P2β）流遍及全區(qū)，厚度在10～800m之間，與下伏茅口組及上覆龍?zhí)督M均成假整合接觸。主要巖性為暗綠、暗灰藍、灰黑色斑狀玄武巖，拉板玄武巖，細粒玄武巖，斑狀杏仁狀玄武巖等，此外還零星分布有第四系（Q）。

1.4 水文地質(zhì)條件

區(qū)域地下水主要靠大氣降水的滲入補給，根據(jù)其巖性及地下水在含水介質(zhì)中的賦存形式，可分為碳酸鹽巖巖溶水、基巖裂隙水2種類型。

（1）碳酸鹽巖巖溶水。主要分布在區(qū)域中部和南部，出露面積為1840km2，占調(diào)查區(qū)總面積的56.3%。以極不均的管道水為主，發(fā)育地下河24條，一般流量為100～1000L/S。區(qū)內(nèi)屬該類主要含水巖組有下二疊統(tǒng)（茅口組、棲霞組）、馬平群至上司段、巖關(guān)組至獨山組、婁山關(guān)群，三疊系關(guān)嶺組至永寧鎮(zhèn)組。其中，下二疊統(tǒng)厚層石灰?guī)r，溶洞、地下河強烈發(fā)育，富含管道水，其余各組多由薄層灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r組成，并夾有少量泥、頁巖。溶洞、地下河發(fā)育程度和富水性較下二疊統(tǒng)弱，洼地、落水洞多有分布。統(tǒng)計泉點共計18個，泉流最大可達262.5L/S，一般為1～100L/S。而三疊系關(guān)嶺組至永寧鎮(zhèn)組主要巖性為白云巖夾灰?guī)r、砂、頁巖。該組共調(diào)查地下河6條，總流227L/S，一般流量為10～100L/S，最大的30號地下河枯流量83.6L/S，共計泉點16個，總流量為315.1L/S，一般流量為10～100L/S。碳酸鹽巖溶水的富集受構(gòu)造控制明顯，區(qū)域北西向及北東向構(gòu)造占主導(dǎo)地位，這2種構(gòu)造體系地下水豐富。另外，褶曲的轉(zhuǎn)折端以及各種構(gòu)造的復(fù)合部位，往往巖溶水也比較富集。巖溶水的補給，主要是大氣降水的滲入補給。其方式是通過各種裂隙直接滲入地下或匯集于洼地、落水洞、漏斗等巖溶負地形再滲入地下，補給巖溶含水層,滲入系數(shù)一般為0.2～0.3。其次是地表河溪（或地下水排泄后，經(jīng)一定距離的表流，再次潛入地下）補給地下水。巖溶水由補給區(qū)至排泄區(qū)，以脈流逐漸匯集成管流的方式運移，徑流途徑受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌等因素的控制。區(qū)內(nèi)北西向構(gòu)造及北東向構(gòu)造對巖溶水的運移起著十分明顯的制約作用，巖溶水的運移往往與這些構(gòu)造結(jié)構(gòu)面或與之配套的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面方向一致。此外，運移的途徑和方向還明顯受當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面的控制，橫向谷從兩側(cè)分水嶺向河谷運移，順向谷多順層運移并排泄于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面。巖溶水主要以地下河及巖溶大泉的形式排泄，其排泄特點主要為集中排泄。在北西和北東向構(gòu)造帶上以及它們的復(fù)合聯(lián)合部位，地下水往往集中排泄。獨山、沙石浪、六曲溝及野馬川之北3km處是地下水的主要集中排泄帶。在六沖河、橫江及三岔河支流的大河、連山河、阿勒河等河谷，常見地下河及巖溶大泉出露。

（2）基巖裂隙水。調(diào)查區(qū)基巖裂隙水，以裂流為主，含水巖組出露于背、向斜的翼部，出露面積為991km2，占總面積約30.3%。統(tǒng)計泉點共計13個，主要集中在下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組至上二疊統(tǒng)宣威群中，總流量為49.3L/S，根據(jù)巖性的不同，分為碎屑巖裂隙水和玄武巖裂隙水。①碎屑巖裂隙水。區(qū)內(nèi)碎屑巖裂隙水主要富存在下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組至上二疊統(tǒng)宣威群，包括二疊系上統(tǒng)宣威群龍?zhí)督M（P2l）、長興組（P2c），下三疊飛仙關(guān)組（T1f）組，泉多出露于斷裂帶附近及褶皺較折端。根據(jù)1∶20萬區(qū)域水文地質(zhì)普查資料統(tǒng)計，該含水巖組泉水點共計13個，流量一般在1～10L/S，地下徑流模數(shù)約1.2L（S·km2），流量小的泉多出露于砂巖層間裂隙及風(fēng)化裂隙中，流量大的泉多出露于河流交匯處，調(diào)查區(qū)該套含水巖組中未灰?guī)r）頂托補給或側(cè)向補給玄武巖，這種情況的發(fā)生、往往是其它含水層的地下水位高于玄武巖含水層地下水位或下伏含水巖層地下水具承壓性質(zhì)，一部分地下水補給玄武巖含水層。玄武巖裂隙水徑流途徑短，多近源排泄，泉水流量小，較分散，無固定泉口，其排泄受地形條件和裂隙發(fā)育程度控制。

2 水化學(xué)類型及水質(zhì)評價

2.1 地下水化學(xué)類型

根據(jù)前人資料中采取的187個水質(zhì)簡分析及43個全分析成果資料，區(qū)域淺層地下水水化學(xué)特征如表1所示。

區(qū)內(nèi)地下水水化學(xué)類型簡單，一般為HC03—Ca水，發(fā)育有地下河[2]。區(qū)內(nèi)碎屑裂隙水的補給與巖溶水一樣，主要靠大氣降水的直接滲透補給，其方式是通過各種裂隙直接滲入地下，補給給碎屑巖含水層，其次是地表河溪滲透補給。碎屑巖裂隙潛水徑流趨勢主要決定于地勢的高低，在重力作用下，由高處向低處運移；但成巖裂隙（層間裂隙）和構(gòu)造裂隙賦存的層狀裂隙水及脈狀（帶狀）裂隙水，在深部多具承壓狀態(tài)，不單有下降運移，而且在高水位靜水壓力作用下產(chǎn)生上升運移。水的運移速度緩慢，徑流途徑較短，具有近源排泄的特點。徑流速度隨不同地貌單元、不同構(gòu)造部位、不同層位巖類各有差別。碎屑巖裂隙水主要以泉的方式排泄，泉水出露往往受巖層組合控制。當(dāng)?shù)匦吻懈钶^劇，含水層被切割或被斷層阻隔，多數(shù)泉出露于含水性相對較強的砂巖或夾層灰?guī)r與含水性微弱的粘土巖或泥頁巖接觸部位，多以接觸下降泉為主，泉水出露標(biāo)高受隔水層控制、在山坡腳、山腰均有出露。泉水流量較小，多數(shù)＜10L/S，是山區(qū)分散居民飲用水源。另外，碎屑巖裂隙水還呈散流或片流排入河流、溪溝，是河溪枯季的主要補給源。②玄武巖裂隙水。多呈團塊或條帶狀零星分布于北部財神塘、毛姑、王家埡口一帶，中部羅州、赫章縣城一帶，主要為玄武巖夾泥巖及炭質(zhì)頁巖。西部覆蓋厚度大，最大近1000m，往東逐漸減薄，最小為100m。風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙發(fā)育，在赫章縣附近測得每平方米有裂隙16條，根據(jù)赫章4號孔資料，風(fēng)化殼厚度一般為30m，統(tǒng)計水點19個，總流量為20.6L/S，一般流量為0.1～1L/S；構(gòu)造轉(zhuǎn)彎部位，因裂隙發(fā)育所致，流量可達6.9L/S，泉點數(shù)量及流量自西往東略有減少[2]。玄武巖裂隙水主要靠大氣降水補給。大氣降水通過風(fēng)化裂隙及成巖裂隙（柱狀節(jié)理）滲入玄武巖裂隙及氣孔中，形成孔洞裂隙潛水。在局部地區(qū)（地段）還存在下伏含水層（一般為茅口組其次為 HCO3—Ca·Mg 水。含煤地層有少量 HC03·S04—Ca·Mg水。水溫為 9～ 18℃，pH 值為 5.5～ 8.25，為弱酸至堿性水，總硬度為0.98～25.10德度，礦化度為0.09～0.56g/L，水質(zhì)在垂直方向上變化不大，硝酸根含量0.00～10mg/L。其中，碎屑巖裂隙水礦化度一般＜0.5g/L，屬低礦化度淡水，總硬度一般為89～185mg/L，多屬軟水或微硬水，少數(shù)極軟水或硬水，pH值一般6.5～8，多呈中性水；玄武巖裂隙水礦化度為0.02～0.19g/L，屬低礦化度淡水，總硬度為23.0～172.3mg/L，多為極軟水、軟水，個別為微硬水，pH值為6.85～7.5，為中性水。

表1 水化學(xué)特征表[2]

綜上所述，區(qū)域內(nèi)的巖溶水礦化度較高，多為硬水、微硬水，碎屑巖裂隙水礦化度較低，多屬軟水或微硬水，玄武巖裂隙水多為軟水、極軟水。

2.2 礦泉水化學(xué)指標(biāo)

該次野外調(diào)查，共取8件樣品，其中巖溶水4件，碎屑巖裂隙水2件，玄武巖裂隙水2件，其中因SY3采樣上游有煤礦開采，水樣有污染，故沒有送樣檢測。其中，3件巖溶水樣，SY1產(chǎn)于棲霞—茅口組（P1q-m），SY5、SY8產(chǎn)于關(guān)嶺組（T2g）；2件玄武巖裂隙水樣品，SY2、SY6；2件碎屑巖裂隙水樣品，SY4、SY7，均產(chǎn)自飛仙關(guān)組（T1f）。

依據(jù)《飲用天然礦泉水》（GB 8537—2018）評價。

（1）感官要求、微生物指標(biāo)、污染物指標(biāo)。該次調(diào)查所取的7個送檢水樣的感官要求，檢測結(jié)果中菌落總數(shù)，污染物指標(biāo)檢測結(jié)果均未超標(biāo)。

（2）理化、限量指標(biāo)。將區(qū)內(nèi)泉水理化指標(biāo)檢測結(jié)果與我國現(xiàn)行飲用天然礦泉水的標(biāo)準(zhǔn)對比統(tǒng)計，如表2所示。限量指標(biāo)項目中沒有一項超標(biāo)，但據(jù)《飲用天然礦泉水》（GB 8537～2018）規(guī)定，在界限指標(biāo)中，必須要有一項（或一項以上）指標(biāo)大于界限指標(biāo)，檢測結(jié)果中SY4、SY5、SY8鍶含量均＞0.2mg/L，水質(zhì)上達到飲用天然礦泉水界限標(biāo)準(zhǔn)[3]。從感官要求、微生物指標(biāo)、污染物指標(biāo)、理化限量指標(biāo)4項綜合評價，其中有3個樣品（SY4、SY5、SY8）在界限指標(biāo)中有一項大于界限指標(biāo)（鍶含量＞0.2mg/L），水質(zhì)在限量指標(biāo)上滿足我國現(xiàn)行飲用天然礦泉水水質(zhì)要求。

表2 飲用礦泉水界限指標(biāo)、限量指標(biāo)與檢測結(jié)果對比表 單位：mg/L

（3）礦泉水鍶含量與含水巖組的關(guān)系。根據(jù)樣品分析結(jié)果顯示，有益元素鍶含量＞0.2mg/L的3件樣品中，2件產(chǎn)于關(guān)嶺組（T2g）（SY5、SY8）、1件產(chǎn)于飛仙關(guān)組（T1f），推斷在調(diào)查區(qū)內(nèi)關(guān)嶺組（T2g）及飛仙關(guān)組（T1f）是天然礦泉水產(chǎn)出的有利地層。此外，礦泉水中還含有其他有益人體的微量元素和組分，如鋰、鋅、硒等，但含量均小于國家標(biāo)準(zhǔn)的界限指標(biāo)，反映出水源地中相應(yīng)的化學(xué)成分含量較低。

3 遠景評述

調(diào)查區(qū)地下水類型主要碳酸鹽巖巖溶水，其次為基巖裂隙水，主要靠大氣降水滲入補給。

碳酸鹽巖巖溶水，主要分布在區(qū)域中部和南部，補給面積大，徑流途徑較長，水量豐富，并多以管流形式集中排泄于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面。從水化學(xué)特征和水質(zhì)上來看，調(diào)查區(qū)內(nèi)巖溶水礦化度較高，一般為0.5～0.75mg/L，硬度為150～450mg/L，pH值為7.55～8.25，屬弱堿性水；且根據(jù)所采的2個巖溶水樣品做的有益微量元素分析結(jié)果顯示，泉水中所含鍶元素已達到天然礦泉水國家標(biāo)準(zhǔn)的界限指標(biāo)要求，找礦遠景較好。

基巖裂隙水主要靠大氣降水通過裂隙孔隙滲入補給，向地勢較低的部位匯流，以泉的形式排泄?；鶐r裂隙水的補給、徑流、排泄主要受區(qū)內(nèi)次一級分水嶺的控制，補給面積一般較小，運移速度較慢，徑流途徑短，多近源排泄，且泉水流量較小，多數(shù)＜10L/S，其中玄武巖裂隙水一般＜1L/S。從水化學(xué)特征上來看，碎屑巖裂隙水礦化度一般＜0.5g/L，屬低礦化度淡水，總硬度一般為89～185mg/L，多屬軟水或微硬水，少數(shù)極軟水或硬水，pH值一般6.5～8，多呈中性水。而玄武巖裂隙水礦化度為0.02～0.19g/L，屬低礦化度淡水；總硬度為23.0～172.3mg/L，多為極軟水、軟水，個別為微硬水，pH值為6.85～7.5，為中性水。根據(jù)所采的4件基巖裂隙水樣品（2件碎屑巖裂隙水、2件玄武巖裂隙水）分析結(jié)果顯示，僅1件含水巖組為T1f的樣品（SY7）所含有益元素達到了天然礦泉水國家標(biāo)準(zhǔn)的界限要求，基巖裂隙水找礦遠景次之。

4 結(jié)論

（1）調(diào)查區(qū)水資源豐富，地下水類型中碳酸鹽巖巖溶水找礦遠景較好，基巖裂隙水次之。

（2）經(jīng)樣品分析結(jié)果顯示，SY4、SY5、SY8樣品鍶元素含量＞0.2mg/L，其中SY8鍶元素含量可達1.25mg/L，已達天然礦泉水國家標(biāo)準(zhǔn)的界限指標(biāo)（≥0.2mg/L），為高鍶型天然礦泉水。

（3）調(diào)查區(qū)天然礦泉水主要產(chǎn)于關(guān)嶺組（T2g）地層，其次為飛仙關(guān)組（T1f）地層，可作為下一步勘查工作的重點層位。