云南省龍陵縣一碗水礦泉水成因分析

楊茗杰 李海蘭

【摘 要】本次工作基本查明礦區(qū)范圍地層、構(gòu)造的基本特征；基本查明泉水的賦存層位、水質(zhì)等特征。通過(guò)本次水資源評(píng)價(jià)工作，以此分析了礦泉水形成自然地理?xiàng)l件、地質(zhì)構(gòu)造條件以及水源補(bǔ)給徑流條件等泉水形成條件，對(duì)飲用天然礦泉水成因進(jìn)行針對(duì)性分析、評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】飲用；礦泉水；成因分析

一、自然地理環(huán)境

云南省龍陵縣一碗水泉位于龍陵縣龍山鎮(zhèn)境內(nèi)，龍陵縣城西直距4.4km處，地理坐標(biāo)為東經(jīng)98°38′46″、北緯24°35′21″。最高大雪山頂海拔3002m，最低怒江海拔523m、龍江1100m，相對(duì)高差較大。龍陵是云南著名的多雨區(qū)，降雨量十分豐富。補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)森林植被類型主要為常綠針葉林、闊葉林及灌森林叢，礦泉水下方公路兩側(cè)植被茂密，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好。龍陵屬于高原型北亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。城區(qū)年平均氣溫為15.3℃，最低為7.6℃。年降雨量為2727.5mm；雨季結(jié)束晚，5月至11月連續(xù)降雨量達(dá)2503.9mm，占年降雨量的91.8%。

二、區(qū)域地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

（一）區(qū)域地質(zhì)條件

1.地層巖性

區(qū)內(nèi)出露有元古界高黎貢山群、公養(yǎng)河群、古生界碎屑巖、新生界第四系松散層、火山巖及燕山期侵入巖等地層（或巖體），其中：高黎貢山群和公養(yǎng)河群變質(zhì)巖分布最廣泛，主要分布于區(qū)域北西部；古生界碎屑巖、碳酸巖主要分布于區(qū)域東南部；第四系松散層主要分布在河谷地帶；燕山期侵入巖分布于區(qū)域南部。礦泉水出露于元古界高黎貢山群混合巖化片麻巖、變粒巖中。

2.地質(zhì)構(gòu)造

評(píng)價(jià)區(qū)位于青、藏、滇、緬、印尼巨型”歹”字型構(gòu)造體系西支中段與三江經(jīng)向構(gòu)造帶中南段及南嶺緯向構(gòu)造帶西延部分的復(fù)合部位。地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，褶皺、斷裂構(gòu)造形跡發(fā)育。構(gòu)造線總體呈北北東向及南北向展布，主要斷裂構(gòu)造有怒江斷裂和龍陵—瑞麗斷裂，主要褶皺有風(fēng)吹坡背斜。

（二）水文地質(zhì)條件

1.地下水類型

根據(jù)巖性組合和地下水賦存條件，將評(píng)價(jià)區(qū)地下水僅為基巖裂隙水一類，現(xiàn)將基巖裂隙水分為淺變質(zhì)巖裂隙水和深變質(zhì)巖裂隙水含水層二個(gè)亞類。

2.含水層組特征

（1）震旦系—寒武系中統(tǒng)公養(yǎng)河群淺變質(zhì)巖裂隙弱含水層

上段為褐黃—灰綠—灰黑色板巖、變質(zhì)砂（粉砂）巖，夾少量硅質(zhì)板巖，頂部夾結(jié)晶灰?guī)r，厚2303m。下段為黃灰—灰—黑灰色變質(zhì)砂巖夾板巖，間夾結(jié)晶灰?guī)r，厚>4800m，總厚>7103m。含裂隙水，區(qū)內(nèi)未見(jiàn)泉，區(qū)域泉水流量0.36～0.45L/s，富水性弱，地下水化學(xué)類型為HCO3—Na·Ca 或HCO3·Cl—Ca·Na·Mg 型。本含水層在區(qū)域上起阻水作用。

（2）中元古界高黎貢山群深變質(zhì)巖裂隙含水層

混合巖化片麻巖、變粒巖（局部已形成混合巖）為主，夾斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖透鏡體，厚>7700m，含裂隙水。區(qū)域泉水流量0.10～31.4L/s，富水性弱至強(qiáng)，很不均勻，平均3.22L/s，富水性中等，地下水化學(xué)類型為HC03一Na·Ca型。為本泉所在及其補(bǔ)給區(qū)內(nèi)含水層。

（三）地下水補(bǔ)給、徑流、排泄

龍陵縣是多雨區(qū)，降雨量充沛，為地下水提供補(bǔ)給來(lái)源。補(bǔ)給區(qū)內(nèi)森林茂密，風(fēng)化帶較厚，對(duì)本泉的補(bǔ)給有利。怒江斷裂（西支）于補(bǔ)給區(qū)的南東側(cè)通過(guò)，斷裂北西側(cè)（上盤(pán)），高黎貢山群深變質(zhì)巖混合巖化，巖石性脆，構(gòu)造裂隙發(fā)育，線裂隙率6.4～13.5%，近斷裂帶尤為破碎，富水性較強(qiáng)。斷裂南東側(cè)（下盤(pán)），公養(yǎng)河群上段淺變質(zhì)巖以板巖為主，揉皺強(qiáng)烈，糜棱巖化明顯，富水性弱，補(bǔ)給區(qū)內(nèi)降雨入滲形成的地下水，沿深變質(zhì)巖含水層中裂隙系統(tǒng)，朝立爬坡的坡降方向徑流。徑流中的地下水，遇怒江斷裂逆斷層及其下盤(pán)淺變質(zhì)巖相對(duì)隔水層受阻，而于上盤(pán)深變質(zhì)巖含水層破碎帶中有所聚集，形成斷層一側(cè)含水帶。含水帶于溝谷中被切割出露，地下水主要沿含水層中一條與斷裂平行的張開(kāi)裂隙（產(chǎn)狀300°∠68°）自由流出，沿閉合裂隙（產(chǎn)狀6°∠86°）也微有泄出，形成本處下降泉。

三、礦泉水形成條件分析

（一）礦泉形成的介質(zhì)條件

補(bǔ)給區(qū)內(nèi)高黎貢山群深質(zhì)巖以變粒巖、片麻巖為主體?；瘜W(xué)成分中硅豐富，并含鈉、鈣等。地下水于深變質(zhì)巖含水層內(nèi)沿裂隙系統(tǒng)長(zhǎng)期緩慢地運(yùn)移和在斷層含水帶內(nèi)循環(huán)過(guò)程中，不斷地溶濾出含水介質(zhì)（主要是斜長(zhǎng)石）中可溶性二氧化硅、鈉、鈣等化學(xué)成分，形成偏硅酸含量達(dá)標(biāo)的礦泉水，其水化學(xué)類型為重碳酸鈉鈣型。

（二）地質(zhì)構(gòu)造條件

泉水區(qū)位于”歹”字型構(gòu)造體系西支中段與三江經(jīng)向構(gòu)造帶中南段及南嶺緯向構(gòu)造帶西延部分的復(fù)合部位。地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，褶皺、斷裂構(gòu)造形跡發(fā)育。構(gòu)造線總體呈北北東向及南北向展布，主要斷裂構(gòu)造有怒江斷裂和龍陵—瑞麗斷裂。該斷裂帶規(guī)模較大，延伸距離遠(yuǎn)，孔隙裂隙與構(gòu)造裂隙發(fā)育充分，為礦泉水的形成、賦存、運(yùn)移創(chuàng)造了極為有利的條件。

（三）水源補(bǔ)給徑流條件

龍陵縣年降雨量豐富，雨季結(jié)束較晚，5-11月連續(xù)降雨量達(dá)2503.9mm，占年降雨量的91.8%，是地下水的主要補(bǔ)給期。地下水資源在有充分補(bǔ)給保證的前提下，沿各類斷裂構(gòu)造、裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)滲流，并在一定的地質(zhì)、地貌、構(gòu)造條件下出露，形成飲用天然礦泉水。

（四）生態(tài)環(huán)境影響

補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)森林植被類型主要為常綠針葉林、闊葉林及灌森林叢，森林覆蓋率達(dá)70%左右。茂盛的植被對(duì)大氣降水形成的地表徑流起到滯緩作用，既加大了地下水的入滲補(bǔ)給量，又延長(zhǎng)了地下水補(bǔ)給周期，為礦泉水的形成創(chuàng)造了良好的水源補(bǔ)給條件。

四、礦泉水水質(zhì)評(píng)價(jià)

（一）物理化學(xué)基本特征

該泉水無(wú)異臭、無(wú)異味，無(wú)肉眼可見(jiàn)物，色度<5度，渾濁度<3。水中陰離子以重碳酸根為主，重碳酸根離子含量為15.33—34.45mg/L，重碳酸根離子的物質(zhì)的量濃度c（HCO3- ）百分?jǐn)?shù)平均為91.89%。陽(yáng)離子以鈉、鈣為主：鈉離子含量為2.5—5.5mg/L，離子的物質(zhì)的量濃度c（Na+）百分?jǐn)?shù)平均為53.67%。鈣離子含量為0.50—5.1mg/L，1/2鈉離子的物質(zhì)的量濃度c（1/2Ca2+）百分?jǐn)?shù)平均為32.14%。水化學(xué)類型為重碳酸鈉鈣型。pH值6.1—7.8，平均為7.2，為中性水?？傆捕?.3—15.3mg/L，平均7.0 mg/L，屬極軟水。溶解性總固體為12.6—187.2mg/L，平均27.4mg/L，具低礦化度特點(diǎn)。鐵離子含量為0.04—0.08mg/L（個(gè)別樣品為0.17mg/L），錳離子含量<0.02mg/L，鐵錳含量均低。

（二）特征組分含量

勘查、分析結(jié)果顯示：水中偏硅酸含量為31.83—36.90mg/L，平均34.46mg/L，達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中“界限指標(biāo)”，并含鋅等對(duì)人體健康有益的微量元素。

（三）限量組分含量

據(jù)枯、平、豐水期4次檢測(cè)：水中硒、銻、砷、銅、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、錳、鎳、銀、溴酸鹽、硼酸鹽（以B計(jì)）、硝酸鹽（以NO3-計(jì)）、氟化物（以F-計(jì)）的含量，以及耗氧量（以O(shè)2計(jì)）、226鐳放射性等，均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中“限量指標(biāo)”的要求。

（四）污染物、微生物和參考組分含量、總β放射性

據(jù)枯、平、豐水期4次檢驗(yàn)：酚類化合物（以苯酚計(jì)）含量<0.002mg/L、氰化物（支CN-計(jì)）含量<0.005mg/L、亞硝酸鹽（以NO2-計(jì)）含量<0.004mg/L，總β活性0.05—0.109貝可/升。據(jù)枯、平、豐水期3次檢驗(yàn)：細(xì)菌總數(shù)1—10個(gè)/升，大腸菌群未檢出污染物、微生物含量亦符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（五）水質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)枯、豐、平水期7次水質(zhì)分析和4次外檢驗(yàn)結(jié)果表明：一碗水泉水質(zhì)穩(wěn)定，為中性、低礦化、低鐵、錳重碳酸鈉鈣型極軟水。據(jù)中華人民共和國(guó)《飲用天然礦泉水》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB8537—2008）：水中偏硅酸含量已達(dá)到“界限指標(biāo)”；感官特征、限量組分、污染物和微生物指標(biāo)，以及耗氧量、放射性指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。一碗水泉屬偏硅酸型飲用天然礦泉水。