貴州臺雄天然礦泉水特征與開發利用

崔云祥，馮娟，胡德勇

貴州臺雄天然礦泉水特征與開發利用

崔云祥，馮娟，胡德勇

（貴州省地質礦產勘查開發局105地質大隊，貴陽 550018）

通過對臺雄天然礦泉水水文地質條件及礦泉水形成原因進行調查分析，礦泉水賦存于前震旦系下江群番召組第一段（Ptxf1）的變余砂巖之中；該礦泉水水量較穩定，可開采資源量64m3/d；水質頗佳，偏硅酸平均含量43.52mg/L，含量穩定，水化學類型為HCO3-—Ca2+型，為含偏硅酸的天然飲用礦泉水。對臺雄礦泉水建立以下三級保護區：I級保護區， II級保護區，III三級衛生保護區，能夠更好的使礦泉水得到合理開發利用。

礦泉水；水文地質特征；偏硅酸；臺雄

貴州省臺江縣臺雄天然礦泉水位于臺雄村南700m翁你河左岸，距離臺江縣城西南方向6km，泉水出露標高725m。該區地貌上處于貴州高原東斜坡中山構造侵蝕地貌類型。總體地勢為南西面較高，北東面較低，地表水及地下水由南西向北東方向徑流，流入翁你河[1]。翁你河是該區主要河流，由南西向北東經臺雄，臺江于革東匯流入清水江。區內地下水來源主要靠大氣降水補給，為此地下水豐富程度與大氣降水關系密切。

1 地質概況

臺雄礦泉水所在的臺江縣臺雄村，區域上出露地層為下江群甲路組，烏葉組、番召組、清水江組、隆里組、震旦系鐵絲坳組、大塘組、黎家坡組、陡山沱組、震旦—寒武系老堡組，寒武系下統牛蹄塘組、白堊系上統扎佐組及第四系等地層。該區褶皺和斷裂主體向北北東向伸展，臺雄礦泉水出露于新寨背斜北西翼，軸向北東東，向南延伸，局部近于南北，呈長條狀展布，全長60余公里。區內出露地層為烏葉組和番召組。兩翼巖層傾角35°~45°，軸面自北而南由傾向北西到近于直立(圖1)。

1） 西江斷層（F1），斷層走向北北東，斷面傾向北西，傾角50°~70°左右。斷層規模巨大，全長100km以上，縱貫全區，為一北西盤下降，南東盤上升的正斷層，該斷層切割了新寨背斜西北翼，使兩翼不對稱，垂直斷距2 000余米，最大達5 000m左右，沿斷層巖石破碎，溝谷發育。

圖1 臺雄礦泉水區域地質圖

2）臺雄斷層（F2），斷層走向北東，斷面傾向北面，北西盤下降，南東盤上升的次一級正斷層。

2 水文地質特征

1） 主要含水巖組劃分及特征，臺雄礦泉水區大面積出露的含水層組為前震旦系下江群番召組第一段（Ptxf1）是一套具有明顯韻律性，由變余砂巖、變余粉砂巖、變余砂質板巖組成。礦泉水點出露于變余砂巖之中。該含水巖組含水性較弱，泉點流量小，一般均小于1L/s。但由于其上覆風化層較厚，節理裂隙發育，對地下水的補給及賦存創造有利條件，所以泉點流量雖小但動態卻很穩定[2]。

圖2 臺雄礦泉水降雨量與流量動態變化關系圖

2）地下水補、徑、排特征，臺雄礦泉水源地嚴格受地層、構造控制，大氣降水是其主要補給源；在補給區內，大氣降水經番召組第一段（Ptxf1）變余砂巖中的節理裂隙及斷裂破帶等水流通道下滲，轉化為地下水，由于其下伏的烏葉組碳質絹云母板巖，系一相對阻水層，使下滲之水匯集于來自南西方向徑流，隨之向北東徑流，在地形切割及構造控制作用下流出地表，形成臺雄礦泉水點（圖1）[3]。

3）地下水動態特征，據2016年11月至2017年12月，一個水文年的水溫、流量長觀資料，臺雄礦泉水水溫15~16.5℃，泉流量為0.74~1.68L/s，變化率2.27倍。臺雄礦泉水水溫、流量、水質動態均屬穩定型。從圖2中可以看出，流量與降水量具有較好的相關性，略有滯后，也很穩定，基本保持在0.74~0.9L/s，反映了地下徑流途徑較長較深及排泄通道細小等有關[4]。

3 礦泉水形成機理研究

臺雄礦泉水動態成因類型屬氣象型，為溶濾—滲入成因類型。大氣降水到達地表后，通過表層巖土裂隙而進入基巖中，其化學成分隨著水與巖石（礦物）的作用而變化[5]。圖2臺雄礦泉水降雨量與流量動態變化關系圖圍巖是水中化學成分的基本物質來源，作為溶劑，其化學成分主要取決于圍巖性質與水—巖作用時間的長短。臺雄礦泉水出露處含水巖組為前震旦系下江群番召組第一段（Ptxf1），該含水巖組是一套具有明顯的韻律性的由變余砂巖、變余粉砂巖夾絹云母板巖組成的復理式層（圖3）。由于變余石英砂巖含有豐富的SiO2，（經取巖樣分析，SiO2含量達到70%），為本礦泉水有益組分偏硅酸提供了豐富的物質來源[6]。大氣降水滲入地下形成地下水后，在一定的壓力和溫度條件下，通過對圍巖的溶解和循環運移，地下水中偏硅酸隨著循環深度的加大和徑流途徑的增長，含量逐步增加。從動態分析看出，礦泉水的運移途中，亦受到近泉口地帶淺層地下水的混入，特別是在雨季淺部地下水混入量較大，使流量隨降水量增大而增大，H2SiO3含量隨之減少。

圖3 臺雄礦泉水點地質剖面圖

4 礦泉水水質評價

4.1 物理感官及一般化學特征

該礦泉水無色、無味，無嗅。色度0度，渾濁度0度，無肉眼可見物。水溫15~16.5℃，為冷水；pH值6.32~7.05，屬中性水，礦化度55.6~141.35mg/L,為低礦化淡水，總硬度12.3~32.79mg/L為軟水。水中陰離子以HCO3-為主，含量27.6~56.51mg/L，其次為SO42-含量0.23～2.60mg/L，陽離子以Ca2+為主，含量4.27～10.87mg/L，Mg2+含量0.65～1.49mg/L；Na+含量4.82～7.14mg/L，水化學類型為HCO3--Ca2+型水。

4.2 污染物、放射性及微生物評價指標

礦泉水中酚含量0.001mg/L，氰化物含量<0.002～0.005mg/L，亞硝酸鹽含量<0.005mg/L，總α 0.05Bq/l，總β0.5Bq/l；細菌總數3～4個/mL，大腸菌群0個/mL，符合《飲用天然礦泉水水質標準（GB8537-2008）》國家標準限量值以內[7]。

4.3 微量元素評價指標

礦泉水中偏硅酸H2SiO3含量為39.54～47.5mg/L，平均含量為43.52mg/L，含量穩定，并達到國家天然飲用礦泉水標準的界限指標，此外，該礦泉水尚含有鍶0.044～0.63mg/L，鋅0.007～0.010mg/L，鋰0.001～0.01mg/L等多種有益人體健康的元素和組分，為含偏硅酸的天然飲用礦泉水。

5 礦泉水可開采資源量

經過一個水文年的長期觀測，臺雄礦泉水流量穩定。豐水期（6～8月）平均流量121m3/d；變化幅度不大，按可靠供開采的原則，以枯水期（11～1月）最小值為開采利用的依據和礦泉水流量的最大值，最小值變化及泉水流量衰變系數計算，取其枯流量64m3/d為臺雄礦泉水的可開采資源量。

6 礦泉水水資源開發利用與環境保護

臺雄礦泉水為天然出露的優質礦泉水，現主要用于生產桶裝和瓶裝礦泉水，其主要的開采方式為直接利用礦泉水天然排泄的水量，現礦泉水實際開發量為1.92萬m3/a。

為了使礦泉水得到合理開發利用，使該礦泉水的水量不致發生變化，根據水文地質條件，依據中華人民共和國飲用天然礦泉水標準(GB8537-95)和天然礦泉水勘探規范（GB/T1327-92）要求[8]，對臺雄礦泉水建立以下三級保護區：

1）I級保護區（開采區），本區以礦泉水點為中心，半徑15m內范圍，修筑圍墻和取水池，嚴禁區內無關人員居住或逗留；禁止興建與礦泉水無關的建筑物；堅決消除一切可能導致礦泉水污染的因素。

2）II級保護區（內保護區），該區處于臺江森林保護區，四周杉樹成林，鑒于礦泉水在徑流途中，有淺層地下水混入的特點，建議II級保護區在礦泉水源地外圍不小于300m范圍內，不得設置工廠、廁所、水坑，不得堆放垃圾、廢渣，設污水管道。嚴禁放牧使用農藥、化肥，并不得有破壞水源地水文地質條件的活動，如開山采石等。

3）III三級衛生保護區（外保護區），根據區內水文地質條件，在II級保護區外圍礦泉水補給范圍內，北面五步橋至臺雄屯下一帶，東面至翁你河，南面至車徒步涉為界，為外保護區，為地表相對完整的水文單元，在本保護區內主要是保護好水源林，禁止毀林開荒，亂砍，濫伐，作好森林保護。有農田的地區要合理使用化肥、農藥，禁止建設城市垃圾、糞便和溶有毒物堆放場站，以及鑿井供水工程等。以保護供水巖層補給區及礦泉水下游不受到污染。

7 結論

1）臺雄礦泉水的形成主要受新寨背斜及北東向斷裂(F1、F2)構造控制。大氣降水是其主要補給源；在補給區內，大氣降水經砂巖節理裂隙及斷裂破碎帶等水流通道下滲，自SW向NE方向徑流，最后在地形切割及構造控制作用下流出地表，形成臺雄礦泉水點。

2）臺雄礦泉水為一天然優質含偏硅酸的HCO3--Ca型水，平均含量為43.52mg/L，各離子變化均較小；水溫介于15~16.5℃之間，變化較小，理化性質穩定，達到《飲用天然礦泉水水質標準（GB8537-2008）》國家標準。

3）臺雄礦泉水的可開采資源量為64m3/d。為了使礦泉水得到合理開發利用，使該礦泉水的水量不致發生變化，根據水文地質條件，對臺雄礦泉水建立以下三級保護區：I級保護區， II級保護區， III三級衛生保護區。

[1] 飲用天然礦泉水水質標準（GB8537-2008）[S]. 北京：中國標準出版社

[2] 貴州地質礦產勘查開發局105地質大隊. 貴州省臺江縣臺雄礦泉水資源儲量核實報告[R]. 2013

[3] 黎坤敖. 貴州省中壩鎮地熱井礦泉水地質環境及其影響分析[D]. 貴州大學學報(自然版),2015,32(2):39-41.

[4] 胡德勇，陶小郎，崔云祥，等. 峨眉山玄武巖地區優質泉水分布規律研究[J], 四川地質學報，2017（4）.

[5] 陳履安，張世從，甘朝勛. 貴州天然礦泉水資源及其開發利用前景[J], 貴州地質, 1993(4):325-334.

[6] 蔣忠誠，丁啟賢，袁鵬歐. 貴州盤縣老廠竹根水的成因分析[J], 地球與環境, 2005, 33(1):11-14.

[7] 田小林. 石阡斷裂地熱水賦存特征及開發利用[J], 四川地質學報, 2016,36 (4) :623-626.

[8] 徐志文，蔣俊，楊敏. 飲用天然礦泉水的資源保護與衛生防護[J], 四川地質學報, 2008,28(2):164-165.

[9] 廖先遠，胡雨柔．青海曲海天然飲用富鍶型礦泉水形成機制分析[J]．四川地質學報，2017，37．（4）：592-595．

Characteristics and Development of Drinking Natural Mineral Water in Taixiong, Guizhou

CUI Yun-xiang FENG Juan HU De-yong

(No. 105 Geological Party, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Guiyang 550018)

Drinking natural mineral water in Taixiong, Guizhou is confined to blastosandstone of the 1st Member (Ptxf1) of the Fanzhao Formation of the Pre-Sinian Xiajiang Group. The drinking natural mineral water is characterized by stable inflow of water with 64m3/d and good water quality with metasilicate average levels of 43.52mg/L. The hydrochemical type is HCO3--Ca2+type. Primary, secondary and tertiary health reserves are established.

drinking natural mineral water; hydrogeological feature; metasilicate; Taixiong, Guizhou

2018-01-31

崔云祥（1985-），男，貴州貴陽人，水工環地質工程師，主要研究方向為水文地質、工程地質、環境地質調查

P641.5

A

1006-0995（2018）02-0307-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.027