云南省龙陵县一碗水矿泉水成因分析

杨茗杰 李海兰

【摘 要】本次工作基本查明矿区范围地层、构造的基本特征；基本查明泉水的赋存层位、水质等特征。通过本次水资源评价工作，以此分析了矿泉水形成自然地理条件、地质构造条件以及水源补给径流条件等泉水形成条件，对饮用天然矿泉水成因进行针对性分析、评价。

【关键词】饮用；矿泉水；成因分析

一、自然地理环境

云南省龙陵县一碗水泉位于龙陵县龙山镇境内，龙陵县城西直距4.4km处，地理坐标为东经98°38′46″、北纬24°35′21″。最高大雪山顶海拔3002m，最低怒江海拔523m、龙江1100m，相对高差较大。龙陵是云南著名的多雨区，降雨量十分丰富。补给区和径流区森林植被类型主要为常绿针叶林、阔叶林及灌森林丛，矿泉水下方公路两侧植被茂密，生态环境质量较好。龙陵属于高原型北亚热带季风湿润气候。城区年平均气温为15.3℃，最低为7.6℃。年降雨量为2727.5mm；雨季结束晚，5月至11月连续降雨量达2503.9mm，占年降雨量的91.8%。

二、区域地质与水文地质条件

（一）区域地质条件

1.地层岩性

区内出露有元古界高黎贡山群、公养河群、古生界碎屑岩、新生界第四系松散层、火山岩及燕山期侵入岩等地层（或岩体），其中：高黎贡山群和公养河群变质岩分布最广泛，主要分布于区域北西部；古生界碎屑岩、碳酸岩主要分布于区域东南部；第四系松散层主要分布在河谷地带；燕山期侵入岩分布于区域南部。矿泉水出露于元古界高黎贡山群混合岩化片麻岩、变粒岩中。

2.地质构造

评价区位于青、藏、滇、缅、印尼巨型”歹”字型构造体系西支中段与三江经向构造带中南段及南岭纬向构造带西延部分的复合部位。地质构造较复杂，褶皱、断裂构造形迹发育。构造线总体呈北北东向及南北向展布，主要断裂构造有怒江断裂和龙陵—瑞丽断裂，主要褶皱有风吹坡背斜。

（二）水文地质条件

1.地下水类型

根据岩性组合和地下水赋存条件，将評价区地下水仅为基岩裂隙水一类，现将基岩裂隙水分为浅变质岩裂隙水和深变质岩裂隙水含水层二个亚类。

2.含水层组特征

（1）震旦系—寒武系中统公养河群浅变质岩裂隙弱含水层

上段为褐黄—灰绿—灰黑色板岩、变质砂（粉砂）岩，夹少量硅质板岩，顶部夹结晶灰岩，厚2303m。下段为黄灰—灰—黑灰色变质砂岩夹板岩，间夹结晶灰岩，厚>4800m，总厚>7103m。含裂隙水，区内未见泉，区域泉水流量0.36～0.45L/s，富水性弱，地下水化学类型为HCO3—Na·Ca 或HCO3·Cl—Ca·Na·Mg 型。本含水层在区域上起阻水作用。

（2）中元古界高黎贡山群深变质岩裂隙含水层

混合岩化片麻岩、变粒岩（局部已形成混合岩）为主，夹斜长角闪岩和大理岩透镜体，厚>7700m，含裂隙水。区域泉水流量0.10～31.4L/s，富水性弱至强，很不均匀，平均3.22L/s，富水性中等，地下水化学类型为HC03一Na·Ca型。为本泉所在及其补给区内含水层。

（三）地下水补给、径流、排泄

龙陵县是多雨区，降雨量充沛，为地下水提供补给来源。补给区内森林茂密，风化带较厚，对本泉的补给有利。怒江断裂（西支）于补给区的南东侧通过，断裂北西侧（上盘），高黎贡山群深变质岩混合岩化，岩石性脆，构造裂隙发育，线裂隙率6.4～13.5%，近断裂带尤为破碎，富水性较强。断裂南东侧（下盘），公养河群上段浅变质岩以板岩为主，揉皱强烈，糜棱岩化明显，富水性弱，补给区内降雨入渗形成的地下水，沿深变质岩含水层中裂隙系统，朝立爬坡的坡降方向径流。径流中的地下水，遇怒江断裂逆断层及其下盘浅变质岩相对隔水层受阻，而于上盘深变质岩含水层破碎带中有所聚集，形成断层一侧含水带。含水带于沟谷中被切割出露，地下水主要沿含水层中一条与断裂平行的张开裂隙（产状300°∠68°）自由流出，沿闭合裂隙（产状6°∠86°）也微有泄出，形成本处下降泉。

三、矿泉水形成条件分析

（一）矿泉形成的介质条件

补给区内高黎贡山群深质岩以变粒岩、片麻岩为主体。化学成分中硅丰富，并含钠、钙等。地下水于深变质岩含水层内沿裂隙系统长期缓慢地运移和在断层含水带内循环过程中，不断地溶滤出含水介质（主要是斜长石）中可溶性二氧化硅、钠、钙等化学成分，形成偏硅酸含量达标的矿泉水，其水化学类型为重碳酸钠钙型。

（二）地质构造条件

泉水区位于”歹”字型构造体系西支中段与三江经向构造带中南段及南岭纬向构造带西延部分的复合部位。地质构造较复杂，褶皱、断裂构造形迹发育。构造线总体呈北北东向及南北向展布，主要断裂构造有怒江断裂和龙陵—瑞丽断裂。该断裂带规模较大，延伸距离远，孔隙裂隙与构造裂隙发育充分，为矿泉水的形成、赋存、运移创造了极为有利的条件。

（三）水源补给径流条件

龙陵县年降雨量丰富，雨季结束较晚，5-11月连续降雨量达2503.9mm，占年降雨量的91.8%，是地下水的主要补给期。地下水资源在有充分补给保证的前提下，沿各类断裂构造、裂隙网络系统渗流，并在一定的地质、地貌、构造条件下出露，形成饮用天然矿泉水。

（四）生态环境影响

补给区和径流区森林植被类型主要为常绿针叶林、阔叶林及灌森林丛，森林覆盖率达70%左右。茂盛的植被对大气降水形成的地表径流起到滞缓作用，既加大了地下水的入渗补给量，又延长了地下水补给周期，为矿泉水的形成创造了良好的水源补给条件。

四、矿泉水水质评价

（一）物理化学基本特征

该泉水无异臭、无异味，无肉眼可见物，色度<5度，浑浊度<3。水中阴离子以重碳酸根为主，重碳酸根离子含量为15.33—34.45mg/L，重碳酸根离子的物质的量浓度c（HCO3- ）百分数平均为91.89%。阳离子以钠、钙为主：钠离子含量为2.5—5.5mg/L，离子的物质的量浓度c（Na+）百分数平均为53.67%。钙离子含量为0.50—5.1mg/L，1/2钠离子的物质的量浓度c（1/2Ca2+）百分数平均为32.14%。水化学类型为重碳酸钠钙型。pH值6.1—7.8，平均为7.2，为中性水。总硬度1.3—15.3mg/L，平均7.0 mg/L，属极软水。溶解性总固体为12.6—187.2mg/L，平均27.4mg/L，具低矿化度特点。铁离子含量为0.04—0.08mg/L（个别样品为0.17mg/L），锰离子含量<0.02mg/L，铁锰含量均低。

（二）特征组分含量

勘查、分析结果显示：水中偏硅酸含量为31.83—36.90mg/L，平均34.46mg/L，达到了国家标准中“界限指标”，并含锌等对人体健康有益的微量元素。

（三）限量组分含量

据枯、平、丰水期4次检测：水中硒、锑、砷、铜、钡、镉、铬、铅、汞、锰、镍、银、溴酸盐、硼酸盐（以B计）、硝酸盐（以NO3-计）、氟化物（以F-计）的含量，以及耗氧量（以O2计）、226镭放射性等，均符合国家标准中“限量指标”的要求。

（四）污染物、微生物和参考组分含量、总β放射性

据枯、平、丰水期4次检验：酚类化合物（以苯酚计）含量<0.002mg/L、氰化物（支CN-计）含量<0.005mg/L、亚硝酸盐（以NO2-计）含量<0.004mg/L，总β活性0.05—0.109贝可/升。据枯、平、丰水期3次检验：细菌总数1—10个/升，大肠菌群未检出污染物、微生物含量亦符合标准要求。

（五）水质评价

根据枯、丰、平水期7次水质分析和4次外检验结果表明：一碗水泉水质稳定，为中性、低矿化、低铁、锰重碳酸钠钙型极软水。据中华人民共和国《饮用天然矿泉水》国家标准（GB8537—2008）：水中偏硅酸含量已达到“界限指标”；感官特征、限量组分、污染物和微生物指标，以及耗氧量、放射性指标均符合国家标准。一碗水泉属偏硅酸型饮用天然矿泉水。