湖北省飲用天然礦泉水分布特征與賦存規(guī)律研究

文美霞，鄭曉明，周愛國

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，湖北 武漢 430034)

水一直與人類生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人們對生活飲用水的要求在不斷提高，飲用天然礦泉水將迎來新一輪水源地勘察與規(guī)劃工作，因此飲用天然礦泉水的分布特征與賦存規(guī)律、成因機(jī)制與開發(fā)利用狀況以及分布區(qū)劃研究也會(huì)愈來愈受到重視。

飲用天然礦泉水是地下深處的水在徑流中溶解圍巖的礦物成分，使其含有多種人體必需的微量元素及礦物鹽，且具有不易污染，化學(xué)成分、流量、水溫等動(dòng)態(tài)指標(biāo)相對穩(wěn)定的地下礦水，以人工開采或自然出露方式排泄。湖北省位于東經(jīng)108°21′42″～116°07′50″、北緯29°01′53″～33°16′47″，飲用天然礦泉水資源豐富，在全省15個(gè)地級(jí)市(州)和武漢市均有分布。本文結(jié)合目前已掌握的省內(nèi)69個(gè)飲用天然礦泉水點(diǎn)的水化學(xué)特征，將飲用天然礦水分為5種類型，并從礦泉水賦存、出露的地質(zhì)環(huán)境分析它們的時(shí)空分布規(guī)律與賦存規(guī)律，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對湖北省飲用天然礦泉水分布區(qū)劃進(jìn)行研究，以為科學(xué)制定湖北省天然礦泉水遠(yuǎn)景規(guī)劃、科學(xué)圈劃水源地，以及更好地勘察、評價(jià)、利用和管理礦泉水資源提供科學(xué)依據(jù)，對發(fā)揮湖北省飲用天然礦泉水資源優(yōu)勢、促進(jìn)全省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。

1 湖北省飲用天然礦泉水概況

湖北省礦泉水資源豐富，根據(jù)20世紀(jì)90年代已完成的礦泉水調(diào)查工作，省內(nèi)共調(diào)查發(fā)現(xiàn)140處礦泉水水源地，其中飲用天然礦泉水水源地94處，醫(yī)療礦泉水33處、飲用醫(yī)療兩用礦泉水水源地9處、工業(yè)礦泉水水源地4處。但湖北省內(nèi)的94處飲用天然礦泉水水源地，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《飲用天然礦泉水》(GB 8537—1987)，經(jīng)省礦泉水技術(shù)評審組鑒定通過的飲用天然礦泉水水源地只有74處。2018年1月按照國家標(biāo)準(zhǔn)《飲用天然礦泉水》(GB 8537—2008)[1-4]重新評價(jià)湖北省飲用天然礦泉水資源，符合GB 8537—2008標(biāo)準(zhǔn)要求及有資料可查的飲用天然礦泉水水源地只有69處，按其達(dá)標(biāo)組分將省內(nèi)飲用天然礦泉水分為5種類型，即含鍶型礦泉水、含偏硅酸型礦泉水、含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水、含硒-鍶復(fù)合型礦泉水、含硒型礦泉水。其中,單指標(biāo)類型飲用天然礦泉水點(diǎn)有38處，占礦泉水點(diǎn)總數(shù)的55.1%；雙指標(biāo)復(fù)合類型優(yōu)質(zhì)飲用天然礦泉水點(diǎn)有31處，占礦泉水點(diǎn)總數(shù)的44.9%。

2 湖北省飲用天然礦泉水的分布特征

2.1 礦泉水區(qū)域分布特征

通過收集湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水點(diǎn)進(jìn)行重新評價(jià)，結(jié)果顯示：飲用天然礦泉水點(diǎn)在全省15個(gè)地級(jí)市(州)和武漢市均有分布，但其總體分布主要集中在武漢市、襄陽市、宜昌市、荊州市、恩施土家族苗族自治州、孝感市、荊門市等地區(qū)，占全省礦泉水井(泉)點(diǎn)總數(shù)的64.86%。湖北省內(nèi)69處飲用天然礦泉水點(diǎn)中，礦泉水井點(diǎn)有52處，占全省礦泉水井(泉)點(diǎn)總數(shù)的75.36%，在全省各地均有分布；礦泉水泉點(diǎn)有17處，占全省礦泉水井(泉)點(diǎn)總數(shù)的24.64%，主要分布于武漢市和十堰市，見表1。

表1 湖北省飲用天然礦泉水點(diǎn)分布數(shù)量表Table 1 Distribution of drinking natural mineral waterspots in Hubei Province

從湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水的地域與類型分布特征[5]來看,武漢市分布的礦泉水點(diǎn)有14處，礦泉水類型以含鍶型為主，其次為含鍶-偏硅酸復(fù)合型和含偏硅酸型；大冶市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有1處，礦泉水類型為含鍶-偏硅酸復(fù)合型；黃岡市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有4處，礦泉水類型為含偏硅酸型；荊州市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有7處，礦泉水類型以含鍶-偏硅酸復(fù)合型為主，其次為含偏硅酸型；十堰市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有3處，3處為3種飲用天然類型，分別為含鍶型、含偏硅酸型和含鍶-偏硅酸復(fù)合型；鄂州市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有2處，礦泉水類型1處為含鍶型，1處為含偏硅酸型；黃石市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有2處，礦泉水類型為含鍶型;潛江市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有2處，礦泉水類型為含鍶-偏硅酸復(fù)合型；恩施土家族苗族自治州分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有5處，礦泉水類型以含鍶型和含硒-鍶復(fù)合型為主，其次為含硒型;荊門市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有5處，礦泉水類型以含鍶-偏硅酸復(fù)合型為主，其次為含鍶型；神農(nóng)架林區(qū)分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有1處，礦泉水類型為含偏硅酸型；咸寧市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有3處，礦泉水類型以含偏硅酸型為主，其次含鍶-偏硅酸復(fù)合型；襄陽市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有8處，礦泉水類型以含鍶-偏硅酸復(fù)合型為主，其次為含硒型與含偏硅酸型；孝感市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有5處，礦泉水類型為含鍶-偏硅酸復(fù)合型；宜昌市分布的飲用天然礦泉水點(diǎn)有8處，礦泉水類型以含鍶型為主，其次為含鍶-偏硅酸復(fù)合型。根據(jù)各種類型礦泉水的占比，含鍶型、含偏硅酸型、含鍶-偏硅酸復(fù)合型為湖北省飲用天然礦泉水的主要類型，占全省礦泉水井(泉)點(diǎn)總數(shù)的94.20%，見圖1。

圖1 湖北省飲用天然礦泉水分布圖Fig.1 Distribution of drinking natural mineral water in Hubei Province 1.含鍶型礦泉水;2.含偏硅酸型礦泉水;3.含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水;4.含硒-鍶復(fù)合型礦泉水;5.含硒型礦泉水

2.2 不同類型礦泉水分布特征

根據(jù)《飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8537—2008)，按達(dá)標(biāo)組分將省內(nèi)飲用天然礦泉水分為5種類型，即含鍶型礦泉水、含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水、含偏硅酸型礦泉水、含硒-鍶復(fù)合型礦泉水、含硒型礦泉水。根據(jù)湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水的分布數(shù)量、所在行政區(qū)域以及特殊組分，按礦泉水類型來分析湖北省飲用天然礦泉水的分布特征。

2.2.1 含鍶型礦泉水

含鍶型礦泉水在湖北省內(nèi)分布有18處，占全省礦泉水點(diǎn)總數(shù)的26.08%，是全省數(shù)量較多的飲用天然礦泉水類型之一。含鍶型礦泉水除了在前述湖北省15個(gè)地級(jí)市(州)中的大冶、黃岡、荊州、咸寧、襄陽等市和神農(nóng)架林區(qū)沒有分布外，在湖北省其他地市(州)和武漢市均有分布，以武漢市和宜昌市分布較為集中，平面圖上主要分布于鄂東南、大洪山、鄂西南等地。該類型礦泉水水溫為17～25℃，礦化度為160.44～427.51 mg/L，鍶(Sr)含量為0.22～4.40 mg/L，水化學(xué)類型以HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型水為主。

2.2.2 含偏硅酸型礦泉水

含偏硅酸型礦泉水在湖北省內(nèi)分布有18處，占全省礦泉水點(diǎn)總數(shù)的24.63%，主要分布在武漢、黃岡、神農(nóng)架、襄陽、鄂州、荊州、咸寧、十堰等市，以武漢市、黃岡市分布較為集中，平面圖上主要分布于大別山、鄂東南、神農(nóng)架等地。該類型礦泉水水溫大多在17～20℃之間，其中房縣龍王礦泉水水溫達(dá)29.5℃，神農(nóng)架林區(qū)陽日礦泉水水溫高達(dá)40℃，礦化度為100.20～558.39 mg/L，偏硅酸(H2SiO3)含量為25.03～86.32 mg/L，水化學(xué)類型以HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型水為主。

2.2.3 含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水

含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水在湖北省內(nèi)分布有29處，占全省礦泉水點(diǎn)總數(shù)的43.47%，是全省數(shù)量最多的飲用天然礦泉水類型。含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水主要分布于武漢、宜昌、襄陽、荊門、孝感、荊州等市，平面圖中主要分布于江漢盆地、南襄盆地，其他地區(qū)零星分布。該類型礦泉水除了3處礦泉水點(diǎn)水溫在30～46℃外，其余礦泉水點(diǎn)水溫均在17～23℃之間，礦化度為253.53～638.00 mg/L，鍶(Sr)含量為0.23～2.83 mg/L，偏硅酸(H2SiO3)含量為28.02～98.80 mg/L，水化學(xué)類型以HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型水為主。

2.2.4 含硒-鍶復(fù)合型礦泉水

含硒-鍶復(fù)合型礦泉水在湖北省內(nèi)只有2處，占全省礦泉水點(diǎn)總數(shù)的2.89%，該類型礦泉水屬于珍稀類型礦泉水，主要分布在建始、恩施兩地。該類型礦泉水水溫在17～18.5℃之間，礦化度為284.00～361.00 mg/L，鍶(Sr)含量為0.28～0.51 mg/L，硒(Se)含量為0.041～0.046 mg/L，水化學(xué)類型一處為HCO3-Ca·Mg型水，另一處為H2SO4-Ca型水。

2.2.5 含硒型礦泉水

含硒型礦泉水在湖北省內(nèi)也只有2處，占全省礦泉水點(diǎn)總數(shù)的2.89%，該類型礦泉水也屬于珍稀類型礦泉水，主要分布在襄樊、恩施兩地。該類型礦泉水水溫為16～18℃，礦化度為332.00～640.90 mg/L，硒(Se)含量為0.012 6～0.048 mg/L，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型水。

3 湖北省飲用天然礦泉水的賦存規(guī)律

湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水分布廣泛，礦泉水的賦存[4-5]受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造(見圖2)、地球化學(xué)條件和地下水水動(dòng)力條件等控制，特別是取決于這些因素或條件相互間的作用。本文綜合分析了湖北省內(nèi)69處天然飲用礦泉水點(diǎn)的分布特點(diǎn)，并從地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和成因類型三方面總結(jié)了湖北省飲用天然礦泉水的賦存規(guī)律。

3.1 地層巖性方面

地層巖性是礦泉水賦存介質(zhì)的基礎(chǔ)，不同地層巖性控制著礦泉水的物質(zhì)成分[6-8]。湖北省內(nèi)地層發(fā)育齊全，出露有太古宇至第四系地層，省內(nèi)69處飲用天然礦泉水點(diǎn)主要賦存于下元古界—下震旦系、石炭系—下三疊系、中三疊系—侏羅系、白堊系—古近系、新近系—第四系地層中。

含偏硅酸型礦泉水賦存于下元古界—下震旦系地層中的各類片麻巖、變礫巖或變粒巖、片巖、板巖、變質(zhì)砂巖、間夾有白云巖或大理巖中，廣泛分布于鄂西北、鄂北—鄂東北秦嶺區(qū)，在鄂西的神農(nóng)架、黃陵廟和鄂東的藥姑山、方山、通山和大幕山等地均有分布。

含鍶型礦泉水賦存于石炭系—下三疊系[9-10]地層中的石灰?guī)r、含硅質(zhì)結(jié)核及硅質(zhì)條帶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r中，廣泛分布于揚(yáng)子區(qū)，在秦嶺區(qū)呈零星分布。該套地層是省內(nèi)含鍶礦泉水的主要賦存層位。

含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水賦存于三疊系—侏羅系地層中的泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、泥巖、砂礫巖和白堊系—古近系地層中的頁巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、砂礫巖以及新近系—第四系地層中的碎屑巖、黏土巖、粉砂巖、礫巖、泥灰?guī)r、淤泥質(zhì)黏土、粉細(xì)砂及砂礫石中，廣泛分布于鄂西當(dāng)陽盆地、鄂東南區(qū)及江漢盆地、南襄盆地，在基巖山區(qū)的一些斷陷或坳陷盆地呈零星分布。此外，在巖漿巖中性巖類中的黃陵廟、鄂西北、英山、鄂東南的鐵山、靈鄉(xiāng)、陽新、殷祖、金店等地均有分布。

含硒-鍶復(fù)合型礦泉水和含硒型礦泉水在湖北省內(nèi)出露較少，無法定性其地層巖性規(guī)律，省內(nèi)含硒型礦泉水主要分布在恩施地區(qū)，據(jù)近期恩施富硒產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，省內(nèi)硒的賦存與環(huán)境有密切的關(guān)系。

總之，依據(jù)地層巖性特征，湖北省內(nèi)埋藏于新近系碎屑巖中的飲用天然礦泉水，由于巖石物質(zhì)成分復(fù)雜，故礦泉水均為復(fù)合型，埋藏于碳酸鹽巖中的飲用天然礦泉水多為單一型，而埋藏于變質(zhì)巖和巖漿巖中的飲用天然礦泉水，由于巖性變化大，故兩者兼而有之。

圖2 湖北省地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.2 Geological structure of Hubei Province1.第四紀(jì)內(nèi)陸河湖碎屑巖建造;2.新近紀(jì)內(nèi)陸盆地碎屑巖建造;3.新近紀(jì)山間盆地磨拉石建造;4.白堊—古近紀(jì)內(nèi)陸河湖碎屑巖建造;5.晚侏羅—白堊紀(jì)陸內(nèi)火山碎屑巖建造;6.晚三疊世侏羅紀(jì)陸內(nèi)盆地含煤碎屑巖建造;7.三疊紀(jì)半閉塞臺(tái)地白云巖建造;8.二疊紀(jì)陸棚碳酸鹽巖—碎屑巖建造;9.泥盆—石炭紀(jì)陸表海碎屑巖建造;10.志留紀(jì)陸棚淺海碎屑巖建造;11.寒奧陶紀(jì)臺(tái)地碳酸鹽巖—碎屑巖建造;12.震旦紀(jì)臺(tái)地碳酸鹽巖建造;13.南華紀(jì)濱淺海碎屑巖建造;14.晚古生代基底;15.晚古生代縫合帶雜巖;16.早古生代基底;17.早古生代縫合帶雜巖;18.晚元古代基底;19.晚元古代縫合帶雜巖;20.中元古代基底;21.古元古代基底;22.古元古代縫合帶雜巖;23.太元古代基底;24.晚白堊世花崗巖;25.侏羅紀(jì)—早白堊世花崗巖;26.早古生代花崗巖;27.早古生代基性巖;28.早古生代蛇綠巖;30.早古生代造山花崗巖;31.早古生代造山基性巖;32.早古生代造山超基性巖;33.晚古生代花崗巖;34.晚古生代造山基性巖;35.晚古生代造山超基性巖;36.晚古生代島弧型花崗巖;37.晚古生代島弧型基性巖;38.晚古生代蛇綠巖;39.古元古代花崗巖;40.實(shí)測、推測構(gòu)造單元邊界斷裂;41.呂梁期地殼縫合帶;42.晉寧期地殼縫合帶;43.實(shí)測、推測主要斷裂;44.物探推測主要斷裂;45.深部巖石圈斷裂;46.正斷裂及產(chǎn)狀;47.逆沖推覆斷裂及產(chǎn)狀;48.平移斷裂及產(chǎn)狀;49.韌性剪切帶;50.地質(zhì)界線;51.角度不整合界線;52.平行不整合界線;53.巖石產(chǎn)狀;54.礦泉水編號(hào);55.含偏硅酸型礦泉水;56.含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水;57.含鍶型礦泉水;58.含硒-鍶復(fù)合型礦泉水;59.含硒復(fù)合型礦泉水

3.2 地質(zhì)構(gòu)造方面

斷裂構(gòu)造對礦泉水的賦存起著控制作用。湖北省不同時(shí)期、不同規(guī)模、不同方向的斷裂發(fā)育，構(gòu)成有規(guī)律的網(wǎng)絡(luò)狀(見圖2)，按其展布方向，大體上可分為NW向、EW向、NNE向、NE向、NNW向5組。在地質(zhì)發(fā)展的長期過程中，構(gòu)造隨時(shí)間、空間、位置、邊界條件會(huì)發(fā)生形變組合，湖北省飲用天然礦泉水主要分布[11-13]在南秦嶺大別造山帶(陸塊)和揚(yáng)子陸塊2個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元中。其中，南秦嶺大別造山帶中湖北省飲用天然礦泉水主要分布在柏桐-大別山高壓變質(zhì)折返帶、武當(dāng)—隨州陸內(nèi)裂谷、南襄上疊斷陷盆地和新洲上疊斷陷盆地4個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元中；揚(yáng)子陸塊中湖北省飲用天然礦泉水主要分布在揚(yáng)子陸塊基底、上揚(yáng)子陸塊、下?lián)P子陸塊和揚(yáng)子陸塊江漢上疊盆地4個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元中，見表2。

總觀湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水的分布特點(diǎn)，大都與區(qū)域地殼變形強(qiáng)度有著密切的關(guān)系，并與斷裂構(gòu)造相匹配產(chǎn)出，特別是在一些活動(dòng)斷裂帶，礦泉水呈串、成帶出現(xiàn)，根據(jù)其形成的時(shí)空聯(lián)系圈定了6個(gè)主要的礦泉水帶，即為青峰斷裂礦泉水帶、大洪山臺(tái)緣斷褶束礦泉水帶、建始—恩施斷裂礦泉水帶、新華斷裂礦泉水帶、胡集—沙洋斷裂礦泉水帶和鐘祥—永隆斷裂礦泉水帶(見圖2)。其中，受青峰斷裂影響形成的礦泉水有9號(hào)、46號(hào)、38號(hào)、21號(hào)、18號(hào)、20號(hào)、19號(hào)；受大洪山臺(tái)緣斷褶束影響形成的礦泉水有24號(hào)、25號(hào)、26號(hào)、60號(hào)；受建始—恩施斷裂影響形成的礦泉水有52號(hào)、65號(hào)、66號(hào)、67號(hào)、69號(hào)；受新華斷裂影響形成的礦泉水有13號(hào)、14號(hào)、15號(hào)、16號(hào)；受胡集—沙洋斷裂和鐘祥—永隆斷裂影響形成的礦泉水有10號(hào)、11號(hào)、12號(hào)、17號(hào)、27號(hào)、41號(hào)、47號(hào)、48號(hào)、51號(hào)、58號(hào)、59號(hào)、61號(hào)，這些飲用天然礦泉水大都受主干斷裂和橫主斷裂的影響形成。據(jù)湯河、京山湯堰和應(yīng)城湯池礦泉水田勘查資料證實(shí)，礦泉水等溫線展布與主干斷裂走向相吻合，反映了其賦存與分布嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造的控制。

表2 湖北省飲用天然礦泉水構(gòu)造分布表Table 2 Structure distribution of drinking naturalmineral water in Hubei Province

續(xù)表2

3.3 成因類型方面

礦泉水是地下水的一種特殊造化，按照礦泉水形成的不同條件可劃分為多種成因類型[14-18]。根據(jù)湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水賦存、出露的地質(zhì)環(huán)境，分析它們的時(shí)空分布規(guī)律，并將不同成因類型形成的礦泉水的主要控制因素作為劃分原則，將湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水劃分為構(gòu)造斷裂深循環(huán)型礦泉水、基巖裂隙型礦泉水、沉積盆地緩慢徑流型礦泉水。

構(gòu)造斷裂深循環(huán)型礦泉水的賦存與深大斷裂、地下水的遠(yuǎn)源循環(huán)效應(yīng)、溫度及壓力效應(yīng)和圍巖環(huán)境緊密相關(guān)。區(qū)域性深大斷裂由于切割深度大，為礦泉水在深循環(huán)過程中獲得溫度和壓力創(chuàng)造了好的條件，也使地層巖石中特征元素或組分容易富集[19-21]，形成天然礦泉水。湖北省內(nèi)此類礦泉水有9處。據(jù)大別山、長壽、十里牌、長灘、浪口等礦泉水資料顯示，這類天然礦泉水往往水溫較高，礦泉水類型主要為含鍶-偏硅酸復(fù)合型，鍶含量一般為0.23～0.92 mg/L，偏硅酸含量一般為30.01～54.91 mg/L。礦泉水的鍶含量總的變化規(guī)律為三疊系的鍶含量高于奧陶系-震旦系，其含量的高低除與巖性有關(guān)外，還與水溫有關(guān)，一般規(guī)律為高溫者鍶含量高、低溫者鍶含量低，兩者呈正相關(guān)關(guān)系，而偏硅酸[22-24]含量則表現(xiàn)更為明顯。

基巖裂隙型礦泉水的賦存主要受斷裂控制，一般分布于山區(qū)兩側(cè)的溝谷區(qū)，主要接受大氣降雨的入滲補(bǔ)給，沿基巖裂隙順勢向下徑流，在徑流途徑中淋溶地層巖石中含量高的特征元素和組分，并不斷富集，當(dāng)以泉的形式排泄于地表時(shí)，特征元素含量已達(dá)標(biāo)，形成天然礦泉水。此類礦泉水在湖北省內(nèi)有35處，礦泉水主要含水層為古近系—白堊系碎屑巖裂隙含水層、三疊系—石炭系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水層和花崗巖、變質(zhì)巖、玄武巖裂隙含水層。其中，古近系—白堊系碎屑巖裂隙含水層為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水；三疊系—石炭系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水層以含鍶型礦泉水為主；花崗巖、變質(zhì)巖裂隙含水層為含偏硅酸型礦泉水，玄武巖裂隙含水層為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水。

沉積盆地緩慢徑流型礦泉水主要分布于江漢盆地和南襄盆地的崗狀平原及平原區(qū)，出露的形式主要為人工開采井。此類礦泉水湖北省內(nèi)有25處，其中第四系中上更新統(tǒng)孔隙承壓含水層中有6處，新近系—第四系下更新統(tǒng)裂隙孔隙含水層中有19處。據(jù)新近系—第四系下更新統(tǒng)15處礦泉水點(diǎn)的檢測資料顯示，礦泉水中鍶和偏硅酸含量總的變化規(guī)律為盆地邊緣低于盆地腹地，礦泉水中鍶的含量在江漢盆地西部高于東部，而礦泉水中偏硅酸的含量在江漢盆地東部又高于西部。

4 湖北省飲用天然礦泉水分區(qū)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的普遍提高，礦泉水成為推動(dòng)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源之一，科學(xué)、合理地開發(fā)利用礦泉水資源變得極其重要。綜合礦泉水成因類型，根據(jù)湖北省飲用天然礦泉水的分布特征與賦存規(guī)律以及開采利用狀況，對省內(nèi)飲用天然礦泉水進(jìn)行分區(qū)，可為省、市礦泉水長遠(yuǎn)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，對科學(xué)圈劃水源地，更好地勘察、評價(jià)、利用和管理礦泉水資源具有十分重大的意義，更有利于掌握湖北省飲用天然礦泉水分布的全貌。

湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水成因復(fù)雜、分布廣，自然環(huán)境因素和社會(huì)因素各異，根據(jù)礦泉水賦存的含水介質(zhì)特征、儲(chǔ)存與運(yùn)移的空間形態(tài)特征，將省內(nèi)飲用天然礦泉水劃分為構(gòu)造斷裂型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)、基巖裂隙型含鍶-硒-偏硅酸礦泉水區(qū)和沉積盆地型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)3大區(qū)，并根據(jù)前述礦泉水的分布特征與賦存規(guī)律，進(jìn)一步劃分為11個(gè)亞區(qū)，詳見圖3。

4.1 構(gòu)造斷裂型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)

湖北省內(nèi)構(gòu)造斷裂型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)又分為房縣—谷城礦泉水亞區(qū)和大洪山礦泉水亞區(qū)2個(gè)亞區(qū)。

(1) 房縣—谷城礦泉水亞區(qū)：本區(qū)屬上揚(yáng)子臺(tái)坪大巴山臺(tái)緣褶沖帶西端，北側(cè)為近東西向展布的青峰斷裂帶，由于受該斷裂帶控制，區(qū)域常有地震活動(dòng)和地溫泉出露，反映了挽近期仍有持續(xù)活動(dòng)跡象，對地?zé)嵘?、分布起著明顯的控制作用。該區(qū)與青峰斷裂平行或橫切的小型斷裂發(fā)育，地層走向多沿近東西向展布，形成背斜、向斜，向斜核部為志留系，背斜核部多為震旦系，局部為前震旦系，兩翼為奧陶系—寒武系。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)5處，主要賦存于震旦系—寒武系碳酸鹽巖裂隙巖溶空隙和斷裂帶中，水溫在29～42℃之間，為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水或含偏硅酸礦泉水。

(2) 大洪山礦泉水亞區(qū)：位于襄—廣斷裂以南、南漳—荊門斷裂以東，南、東部與江漢盆地相接。區(qū)內(nèi)地層比較復(fù)雜，除個(gè)別地層缺失外，從古生代至新生代地層均有分布，各時(shí)代的碳酸鹽巖與砂巖、頁巖相間分布。構(gòu)造上，該區(qū)處于大巴山臺(tái)緣褶沖帶東段、鄂中臺(tái)褶帶京山褶皺束，北西向褶皺和同向斷裂十分發(fā)育，其上疊加了一組NNE向斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)4處，其中賦存于震旦系—奧陶系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組中的礦泉水點(diǎn)2處，水溫為30～38℃，為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水;賦存于石炭系—二疊系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組中的礦泉水點(diǎn)2處，水溫為17～25℃，為含鍶型礦泉水。

圖3 湖北省飲用天然礦泉水區(qū)劃圖Fig.3 Division of drinking natural mineral water in Hubei Province 1.房縣—谷城礦泉水亞區(qū);2.大洪山礦泉水亞區(qū);3.竹溪南部礦泉水亞區(qū);4.恩施西部礦泉水亞區(qū);5.江漢平原西部礦泉水亞區(qū);6.安陸市礦泉水亞區(qū);7.武漢—黃石礦泉水亞區(qū);8.鄂州—大冶礦泉水亞區(qū);9.大別山礦泉水亞區(qū);10.江漢盆地礦泉水亞區(qū);11.南襄盆地礦泉水亞區(qū);12.含鍶型礦泉水;13.含偏硅酸型礦泉水;14.含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水;15.含硒-鍶復(fù)合型礦泉水;16.含硒型礦泉水

4.2 基巖裂隙型含鍶-硒-偏硅酸礦泉水區(qū)

湖北省內(nèi)基巖裂隙型含鍶-硒-偏硅酸礦泉水區(qū)又分為竹溪南部礦泉水亞區(qū)、鄂區(qū)礦泉水亞區(qū)、江漢平原西部礦泉水亞區(qū)等7個(gè)亞區(qū)。

(1) 竹溪南部礦泉水亞區(qū)[25]：本區(qū)屬上揚(yáng)子臺(tái)坪大巴山臺(tái)緣褶沖帶西端，北側(cè)為近東西向展布的青峰斷裂帶，與青峰斷裂平行或橫切的小型斷裂發(fā)育，地層走向多沿近東西向展布，形成背斜、向斜，向斜核部為三疊系，背斜核部為寒武系下統(tǒng)，兩翼為奧陶系—二疊系。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為碳酸鹽巖裂隙巖溶水，含水巖組主要為二疊系—三疊系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組和寒武系—奧陶系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組。含水巖組中，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)1處，賦存于二疊系—三疊系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組中，為含鍶型礦泉水。

(2) 恩施西部礦泉水亞區(qū):本區(qū)屬上揚(yáng)子臺(tái)坪恩施臺(tái)褶區(qū)的利川臺(tái)褶束、恩施臺(tái)褶束，褶皺呈北東向展布，向斜、背斜核部分別為三疊系、志留系，兩翼為泥盆系—二疊系，二疊系下統(tǒng)巖石呈高硒含量異常，遠(yuǎn)高于地殼的平均豐度。區(qū)內(nèi)三疊系下統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)屬碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組，地下水運(yùn)動(dòng)多以巖溶管道流和裂隙脈狀流為主。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)5處，主要賦存于三疊系下統(tǒng)—二疊系下統(tǒng)碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組空隙中，1處為含硒型礦泉水，2處為含鍶型礦泉水，2處為含鍶-硒復(fù)合型礦泉水。

(3) 江漢平原西部礦泉水亞區(qū):本區(qū)位于江漢平原向鄂西山區(qū)的過渡地帶，地表多為第四系更新統(tǒng)地層覆蓋，多為黏性土層，零星出露侏羅系—古近系地層，巖性為砂、砂礫巖、黏土巖。區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于侏羅系、白堊系—古近系砂、砂礫巖裂隙中。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)9處，其中4處為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水，5處為含鍶型礦泉水。

(4) 安陸市礦泉水亞區(qū):本區(qū)位于安陸市城區(qū)周邊，屬十堰—隨州走滑剪切構(gòu)造帶。區(qū)內(nèi)河流一級(jí)階地為第四系沖積黏土、砂、砂礫石層，基巖大多為公安寨組黏土巖、泥質(zhì)粉砂巖等，玄武巖零星出露于公安寨組中，順層產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)地下水主要為第四系松散巖類孔隙水、玄武巖裂隙水。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)3處，屬玄武巖裂隙水，為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水。

(5) 武漢—黃石礦泉水亞區(qū)[26-28]:本區(qū)屬下?lián)P子臺(tái)坪武漢-黃梅臺(tái)緣褶沖帶，發(fā)育近東西向展布的線性褶皺，向斜核部為三疊系，背斜核部為志留系，兩翼為泥盆系—二疊系，麻團(tuán)斷裂將其分為東西兩段，東段出露燕山期侵入巖。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為碳酸鹽巖裂隙巖溶水，含水巖組主要有石炭系—二疊系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組、三疊系中下統(tǒng)碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)11處，7處為含鍶礦泉水，其中賦存于石炭系—二疊系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組中的礦泉水點(diǎn)有3處，賦存于三疊系中下統(tǒng)碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組中的礦泉水點(diǎn)有4處。

(6) 鄂州—大冶礦泉水亞區(qū):本區(qū)位于鄂州市太和至大冶市陳貴一帶，主要為燕山期火山巖分布區(qū)，巖性主要為流紋巖、閃長巖等，火山巖風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙發(fā)育，賦存有地下水。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)2處，2處礦泉水點(diǎn)均賦存于火山巖構(gòu)造裂隙中，1處為含偏硅酸礦泉水，1處為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水。

(7) 大別山礦泉水亞區(qū)[29-31]:本區(qū)位于襄—廣斷裂以北和麻團(tuán)斷裂以東地區(qū)，主要包括黃岡市大部分地區(qū)。區(qū)內(nèi)出露一套太古界基底變質(zhì)巖系和呂梁-大別期和燕山期中酸性侵入巖，主要構(gòu)造有北東向構(gòu)造、近南北向構(gòu)造、北西向構(gòu)造和北北東向構(gòu)造等。區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于變質(zhì)巖和花崗巖風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙中。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)4處，變質(zhì)巖、花崗巖裂隙水點(diǎn)各有2處，均為含偏硅酸型礦泉水。

4.3 沉積盆地型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)

沉積盆地型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)主要分布在江漢盆地和南襄盆地崗狀平原及平原區(qū)，是分布較均一的大型礦泉水區(qū),又分為江漢盆地礦泉水亞區(qū)和南襄盆地礦泉水亞區(qū)2個(gè)亞區(qū)。

(1) 江漢盆地礦泉水亞區(qū)：江漢盆地為燕山期生成的斷陷盆地，面積約為30 000 km2,盆地內(nèi)接受了中新生代內(nèi)陸湖相、湖河交互相的巨厚層碎屑堆積。其中，第四系厚度為160～283 m，成因以沖積、沖湖積及沖洪積為主，呈多韻律，上部為黏性土層，下部為砂、砂礫石層；第四系之下的新近系，最大厚度為790 m，屬湖河相堆積，一般由黏土(巖)、砂(巖)、砂礫(巖)呈多韻律不等厚互層。上述兩套地層組成了江漢盆地內(nèi)的兩個(gè)主要含水巖組，即下部(新近系和下更新統(tǒng))裂隙孔隙承壓含水巖組和上部(中上更新統(tǒng))孔隙含水巖組。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)20處，其中下部裂隙孔隙承壓含水巖組中礦泉水點(diǎn)有16處，11處為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水，5處為含偏硅酸礦泉水；上部孔隙含水巖組中礦泉水點(diǎn)有4處，3處為含偏硅酸礦泉水，1處為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水。

(2) 南襄盆地礦泉水亞區(qū)：本區(qū)屬南襄盆地的一部分，為該盆地的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，即襄棗凹陷，面積為3 925 km2。區(qū)內(nèi)地表多分布中更新統(tǒng)地層，上部為黏性土層，下部為砂礫石層，賦存有孔隙承壓水，向北、向東逐漸尖滅；下伏新近系—下更新統(tǒng)地層，賦存有裂隙孔隙承壓水。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦泉水點(diǎn)5處，其中裂隙孔隙承壓含水巖組中礦泉水點(diǎn)有3處，2處為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水，1處為含硒型礦泉水；孔隙含水巖組中礦泉水點(diǎn)有2處，1處為含偏硅酸礦泉水，1處為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水。

由于湖北省內(nèi)地下水資源的時(shí)空分布不均、干旱范圍廣，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)具有季節(jié)性的伏秋旱、春夏旱、秋季旱和冬季旱。為了改變?nèi)彼F(xiàn)狀，劃分礦泉水區(qū)，在干旱找水期，可以快速選擇水源地以緩解旱情，也可以指導(dǎo)勘查出水質(zhì)更優(yōu)、水量更大的飲用水水源地；在豐水期，對用水分散的農(nóng)村開發(fā)利用礦泉水，將可有效改善農(nóng)村飲用水水源地緊張的現(xiàn)狀。

5 結(jié) 論

(1) 根據(jù)GB 8537—2008國家標(biāo)準(zhǔn)，按達(dá)標(biāo)組分可將湖北省飲用天然礦泉水分為5種類型，即含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水、含偏硅酸型礦泉水、含鍶型礦泉水、含硒-鍶復(fù)合型礦泉水，含硒型礦泉水。其中，湖北省內(nèi)含鍶型礦泉水點(diǎn)有18處，含偏硅酸型礦泉水點(diǎn)有17處，含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水點(diǎn)有30處，含硒-鍶復(fù)合型礦泉水點(diǎn)有2處，含硒型礦泉水點(diǎn)有2處，分布于湖北省內(nèi)16個(gè)市，主要集中分布于武漢市、襄陽市、宜昌市、荊州市、恩施土家族苗族自治州、孝感市、荊門市等地。

(2) 本文主要從地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和成因類型三個(gè)方面分析總結(jié)了湖北省飲用天然礦泉水的分布特征與賦存規(guī)律。①在地層巖性方面：省內(nèi)69個(gè)礦泉水點(diǎn)主要賦存于下元古界—下震旦系、石炭系—下三疊系、中三疊系—侏羅系、白堊系—古近系、新近系—第四系地層中。其中，石炭系—下三疊系地層是省內(nèi)含鍶礦泉水的主要賦存層位，埋藏于新近系碎屑巖中的飲用天然礦泉水，由于巖石物質(zhì)成分復(fù)雜，故礦泉水均為復(fù)合型，埋藏于碳酸鹽巖中的礦泉水多為單一型，而埋藏于變質(zhì)巖和巖漿巖中的礦泉水，由于巖性變化大，故兩者兼而有之。②在地質(zhì)構(gòu)造方面：總觀湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水的分布特點(diǎn)，根據(jù)其形成的時(shí)空聯(lián)系圈定了6個(gè)主要的礦泉水帶，即為青峰斷裂礦泉水帶、大洪山臺(tái)緣斷褶束礦泉水帶、建始—恩施斷裂礦泉水帶、新華斷裂礦泉水帶，胡集—沙洋斷裂礦泉水帶和鐘祥—永隆斷裂礦泉水帶。③在成因類型方面：根據(jù)礦泉水成因劃分為構(gòu)造斷裂深循環(huán)型礦泉水、沉積盆地緩慢徑流型礦泉水、基巖裂隙型礦泉水。其中，構(gòu)造斷裂深循環(huán)型礦泉水的水溫較高，鍶含量總的變化規(guī)律為三疊系鍶含量高于奧陶系—震旦系，礦泉水中鍶含量的高低與巖性、水溫有關(guān)，一般規(guī)律為高溫者鍶含量高、低溫者則低，兩者呈正相關(guān)關(guān)系，特別是礦泉水中偏硅酸含量表現(xiàn)更為明顯；沉積盆地緩慢徑流型礦泉水中鍶和偏硅酸含量總的變化規(guī)律為盆地邊緣低于盆地腹地，礦泉水中鍶的含量在江漢盆地西部高于東部，而礦泉水中偏硅酸含量在江漢盆地東部又高于西部；基巖裂隙型礦泉水主要賦存于古近系—白堊系碎屑巖裂隙含水層中，為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水，賦存于三疊系—石炭系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水層中以含鍶型礦泉水為主，賦存于花崗巖、變質(zhì)巖裂隙含水層中為含偏硅酸型礦泉水，賦存于玄武巖裂隙含水層中為含鍶-偏硅酸復(fù)合型礦泉水。

(3) 根據(jù)礦泉水賦存的含水介質(zhì)特征、儲(chǔ)存與運(yùn)移的空間形態(tài)特征，將湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水劃分為構(gòu)造斷裂型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)、基巖裂隙型含鍶-硒-偏硅酸礦泉水區(qū)和沉積盆地型含鍶-偏硅酸礦泉水區(qū)3大區(qū)，并在分析礦泉水分布特征與賦存規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步劃分為12個(gè)亞區(qū)。通過劃分礦泉水區(qū)主要是在干旱找水期，可以快速選擇水源地以緩解旱情，或指導(dǎo)勘查出水質(zhì)更優(yōu)、水量更大的飲用水水源地；在豐水期，對用水分散的農(nóng)村開發(fā)利用礦泉水，將可有效改善農(nóng)村飲用水水源地緊缺的現(xiàn)狀。

(4) 通過總結(jié)湖北省內(nèi)飲用天然礦泉水的賦存規(guī)律并提出礦泉水分區(qū)，將有助于新一輪礦泉水資源勘查工作的進(jìn)行，并使該項(xiàng)勘查工作的目標(biāo)更為明確、且更有針對性。