贵州台雄天然矿泉水特征与开发利用

崔云祥，冯娟，胡德勇

贵州台雄天然矿泉水特征与开发利用

崔云祥，冯娟，胡德勇

（贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队，贵阳 550018）

通过对台雄天然矿泉水水文地质条件及矿泉水形成原因进行调查分析，矿泉水赋存于前震旦系下江群番召组第一段（Ptxf1）的变余砂岩之中；该矿泉水水量较稳定，可开采资源量64m3/d；水质颇佳，偏硅酸平均含量43.52mg/L，含量稳定，水化学类型为HCO3-—Ca2+型，为含偏硅酸的天然饮用矿泉水。对台雄矿泉水建立以下三级保护区：I级保护区， II级保护区，III三级卫生保护区，能够更好的使矿泉水得到合理开发利用。

矿泉水；水文地质特征；偏硅酸；台雄

贵州省台江县台雄天然矿泉水位于台雄村南700m翁你河左岸，距离台江县城西南方向6km，泉水出露标高725m。该区地貌上处于贵州高原东斜坡中山构造侵蚀地貌类型。总体地势为南西面较高，北东面较低，地表水及地下水由南西向北东方向径流，流入翁你河[1]。翁你河是该区主要河流，由南西向北东经台雄，台江于革东汇流入清水江。区内地下水来源主要靠大气降水补给，为此地下水丰富程度与大气降水关系密切。

1 地质概况

台雄矿泉水所在的台江县台雄村，区域上出露地层为下江群甲路组，乌叶组、番召组、清水江组、隆里组、震旦系铁丝坳组、大塘组、黎家坡组、陡山沱组、震旦—寒武系老堡组，寒武系下统牛蹄塘组、白垩系上统扎佐组及第四系等地层。该区褶皱和断裂主体向北北东向伸展，台雄矿泉水出露于新寨背斜北西翼，轴向北东东，向南延伸，局部近于南北，呈长条状展布，全长60余公里。区内出露地层为乌叶组和番召组。两翼岩层倾角35°~45°，轴面自北而南由倾向北西到近于直立(图1)。

1） 西江断层（F1），断层走向北北东，断面倾向北西，倾角50°~70°左右。断层规模巨大，全长100km以上，纵贯全区，为一北西盘下降，南东盘上升的正断层，该断层切割了新寨背斜西北翼，使两翼不对称，垂直断距2 000余米，最大达5 000m左右，沿断层岩石破碎，沟谷发育。

图1 台雄矿泉水区域地质图

2）台雄断层（F2），断层走向北东，断面倾向北面，北西盘下降，南东盘上升的次一级正断层。

2 水文地质特征

1） 主要含水岩组划分及特征，台雄矿泉水区大面积出露的含水层组为前震旦系下江群番召组第一段（Ptxf1）是一套具有明显韵律性，由变余砂岩、变余粉砂岩、变余砂质板岩组成。矿泉水点出露于变余砂岩之中。该含水岩组含水性较弱，泉点流量小，一般均小于1L/s。但由于其上覆风化层较厚，节理裂隙发育，对地下水的补给及赋存创造有利条件，所以泉点流量虽小但动态却很稳定[2]。

图2 台雄矿泉水降雨量与流量动态变化关系图

2）地下水补、径、排特征，台雄矿泉水源地严格受地层、构造控制，大气降水是其主要补给源；在补给区内，大气降水经番召组第一段（Ptxf1）变余砂岩中的节理裂隙及断裂破带等水流通道下渗，转化为地下水，由于其下伏的乌叶组碳质绢云母板岩，系一相对阻水层，使下渗之水汇集于来自南西方向径流，随之向北东径流，在地形切割及构造控制作用下流出地表，形成台雄矿泉水点（图1）[3]。

3）地下水动态特征，据2016年11月至2017年12月，一个水文年的水温、流量长观资料，台雄矿泉水水温15~16.5℃，泉流量为0.74~1.68L/s，变化率2.27倍。台雄矿泉水水温、流量、水质动态均属稳定型。从图2中可以看出，流量与降水量具有较好的相关性，略有滞后，也很稳定，基本保持在0.74~0.9L/s，反映了地下径流途径较长较深及排泄通道细小等有关[4]。

3 矿泉水形成机理研究

台雄矿泉水动态成因类型属气象型，为溶滤—渗入成因类型。大气降水到达地表后，通过表层岩土裂隙而进入基岩中，其化学成分随着水与岩石（矿物）的作用而变化[5]。图2台雄矿泉水降雨量与流量动态变化关系图围岩是水中化学成分的基本物质来源，作为溶剂，其化学成分主要取决于围岩性质与水—岩作用时间的长短。台雄矿泉水出露处含水岩组为前震旦系下江群番召组第一段（Ptxf1），该含水岩组是一套具有明显的韵律性的由变余砂岩、变余粉砂岩夹绢云母板岩组成的复理式层（图3）。由于变余石英砂岩含有丰富的SiO2，（经取岩样分析，SiO2含量达到70%），为本矿泉水有益组分偏硅酸提供了丰富的物质来源[6]。大气降水渗入地下形成地下水后，在一定的压力和温度条件下，通过对围岩的溶解和循环运移，地下水中偏硅酸随着循环深度的加大和径流途径的增长，含量逐步增加。从动态分析看出，矿泉水的运移途中，亦受到近泉口地带浅层地下水的混入，特别是在雨季浅部地下水混入量较大，使流量随降水量增大而增大，H2SiO3含量随之减少。

图3 台雄矿泉水点地质剖面图

4 矿泉水水质评价

4.1 物理感官及一般化学特征

该矿泉水无色、无味，无嗅。色度0度，浑浊度0度，无肉眼可见物。水温15~16.5℃，为冷水；pH值6.32~7.05，属中性水，矿化度55.6~141.35mg/L,为低矿化淡水，总硬度12.3~32.79mg/L为软水。水中阴离子以HCO3-为主，含量27.6~56.51mg/L，其次为SO42-含量0.23～2.60mg/L，阳离子以Ca2+为主，含量4.27～10.87mg/L，Mg2+含量0.65～1.49mg/L；Na+含量4.82～7.14mg/L，水化学类型为HCO3--Ca2+型水。

4.2 污染物、放射性及微生物评价指标

矿泉水中酚含量0.001mg/L，氰化物含量<0.002～0.005mg/L，亚硝酸盐含量<0.005mg/L，总α 0.05Bq/l，总β0.5Bq/l；细菌总数3～4个/mL，大肠菌群0个/mL，符合《饮用天然矿泉水水质标准（GB8537-2008）》国家标准限量值以内[7]。

4.3 微量元素评价指标

矿泉水中偏硅酸H2SiO3含量为39.54～47.5mg/L，平均含量为43.52mg/L，含量稳定，并达到国家天然饮用矿泉水标准的界限指标，此外，该矿泉水尚含有锶0.044～0.63mg/L，锌0.007～0.010mg/L，锂0.001～0.01mg/L等多种有益人体健康的元素和组分，为含偏硅酸的天然饮用矿泉水。

5 矿泉水可开采资源量

经过一个水文年的长期观测，台雄矿泉水流量稳定。丰水期（6～8月）平均流量121m3/d；变化幅度不大，按可靠供开采的原则，以枯水期（11～1月）最小值为开采利用的依据和矿泉水流量的最大值，最小值变化及泉水流量衰变系数计算，取其枯流量64m3/d为台雄矿泉水的可开采资源量。

6 矿泉水水资源开发利用与环境保护

台雄矿泉水为天然出露的优质矿泉水，现主要用于生产桶装和瓶装矿泉水，其主要的开采方式为直接利用矿泉水天然排泄的水量，现矿泉水实际开发量为1.92万m³/a。

为了使矿泉水得到合理开发利用，使该矿泉水的水量不致发生变化，根据水文地质条件，依据中华人民共和国饮用天然矿泉水标准(GB8537-95)和天然矿泉水勘探规范（GB/T1327-92）要求[8]，对台雄矿泉水建立以下三级保护区：

1）I级保护区（开采区），本区以矿泉水点为中心，半径15m内范围，修筑围墙和取水池，严禁区内无关人员居住或逗留；禁止兴建与矿泉水无关的建筑物；坚决消除一切可能导致矿泉水污染的因素。

2）II级保护区（内保护区），该区处于台江森林保护区，四周杉树成林，鉴于矿泉水在径流途中，有浅层地下水混入的特点，建议II级保护区在矿泉水源地外围不小于300m范围内，不得设置工厂、厕所、水坑，不得堆放垃圾、废渣，设污水管道。严禁放牧使用农药、化肥，并不得有破坏水源地水文地质条件的活动，如开山采石等。

3）III三级卫生保护区（外保护区），根据区内水文地质条件，在II级保护区外围矿泉水补给范围内，北面五步桥至台雄屯下一带，东面至翁你河，南面至车徒步涉为界，为外保护区，为地表相对完整的水文单元，在本保护区内主要是保护好水源林，禁止毁林开荒，乱砍，滥伐，作好森林保护。有农田的地区要合理使用化肥、农药，禁止建设城市垃圾、粪便和溶有毒物堆放场站，以及凿井供水工程等。以保护供水岩层补给区及矿泉水下游不受到污染。

7 结论

1）台雄矿泉水的形成主要受新寨背斜及北东向断裂(F1、F2)构造控制。大气降水是其主要补给源；在补给区内，大气降水经砂岩节理裂隙及断裂破碎带等水流通道下渗，自SW向NE方向径流，最后在地形切割及构造控制作用下流出地表，形成台雄矿泉水点。

2）台雄矿泉水为一天然优质含偏硅酸的HCO3--Ca型水，平均含量为43.52mg/L，各离子变化均较小；水温介于15~16.5℃之间，变化较小，理化性质稳定，达到《饮用天然矿泉水水质标准（GB8537-2008）》国家标准。

3）台雄矿泉水的可开采资源量为64m3/d。为了使矿泉水得到合理开发利用，使该矿泉水的水量不致发生变化，根据水文地质条件，对台雄矿泉水建立以下三级保护区：I级保护区， II级保护区， III三级卫生保护区。

[1] 饮用天然矿泉水水质标准（GB8537-2008）[S]. 北京：中国标准出版社

[2] 贵州地质矿产勘查开发局105地质大队. 贵州省台江县台雄矿泉水资源储量核实报告[R]. 2013

[3] 黎坤敖. 贵州省中坝镇地热井矿泉水地质环境及其影响分析[D]. 贵州大学学报(自然版),2015,32(2):39-41.

[4] 胡德勇，陶小郎，崔云祥，等. 峨眉山玄武岩地区优质泉水分布规律研究[J], 四川地质学报，2017（4）.

[5] 陈履安，张世从，甘朝勋. 贵州天然矿泉水资源及其开发利用前景[J], 贵州地质, 1993(4):325-334.

[6] 蒋忠诚，丁启贤，袁鹏欧. 贵州盘县老厂竹根水的成因分析[J], 地球与环境, 2005, 33(1):11-14.

[7] 田小林. 石阡断裂地热水赋存特征及开发利用[J], 四川地质学报, 2016,36 (4) :623-626.

[8] 徐志文，蒋俊，杨敏. 饮用天然矿泉水的资源保护与卫生防护[J], 四川地质学报, 2008,28(2):164-165.

[9] 廖先远，胡雨柔．青海曲海天然饮用富锶型矿泉水形成机制分析[J]．四川地质学报，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，贵州贵阳人，水工环地质工程师，主要研究方向为水文地质、工程地质、环境地质调查

P641.5

A

1006-0995（2018）02-0307-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.027