德令哈市柏树山地区饮用天然矿泉水形成机理研究及水质分析

德令哈市柏树山地区饮用天然矿泉水形成机理研究及水质分析

王万平1,2李铜邦1,2侯利朋1,2秦光雄1,2

1.青海省环境地质勘查局西宁810007；2.青海省环境地质重点实验室西宁810007

摘要：在对德令哈市柏树山北部地区进行矿产资源调查时，发现柏树山森林公园北部奥利克沟泉水具有天然饮用矿泉水的特征，该泉水中锶离子含量为0.45mg/L，已经达到国家饮用天然矿泉水标准，属于富锶型矿泉水，具有较高开发利用价值。本文对其矿泉水形成机理进行了初步的探讨，并对该矿泉水的水质进行了分析，对今后该矿泉水合理开发利用资源具有十分重要意义。

关键词：天然矿泉水；形成机理；水质分析

在对德令哈市柏树山北部地区进行矿产资源调查时，发现德令哈市柏树山森林公园北部的奥利克沟泉水属于饮用天然矿泉水。经调查：该泉水中微量元素含量较高的是锶离子，其含量为0.45mg/L，已经达到国家饮用天然矿泉水标准（≥0.20mg/L）[1]，属于富锶型矿泉水。锶是人体必需的微量元素之一，矿泉水地处宗务隆山南麓，受高山冰雪融水补给、并经深循环及溶滤作用，较国内其他地区矿泉水，具有浓郁的高原雪域特色，即海拔高、无污染，径流途径深远、形成时代久远，经过了漫长的深循环和溶滤作用，非常珍贵。

1区域概况

奥利克沟行政区划隶属德令哈市蓄集乡管辖。德令哈市位于柴达木盆地东北部，属典型干旱大陆性气候，以冬长夏短、气温低、日温差大、降水量少、蒸发量大、无霜期短、多风为特点。年平均气温3.54℃，年平均蒸发量2093.5mm，多年平均降水量165.3mm，相对湿度39%，多年平均风速2.4m/s，最大冻土深度1.96m。奥利克沟位于德令哈盆地北部的宗务隆山南麓地带。

1.1地层岩性

前第四纪地层：前第四纪地层主要为志留系上统(S3n)变质岩、石炭系上统宗务隆山群(C3zh)轻变质的碎屑岩、火山碎屑岩及碳酸盐岩、二叠系下统﹙P1by﹚浅海相砂砾岩、粉砂岩及灰岩、三叠系中统﹙T2j﹚第三系渐—中统（E3—N1）紫红色、砖红色砾岩夹砂岩及粉砂质泥岩地层，主要分布在奥利克沟两侧的中高山区，在矿泉水溢出带附近上部岩石类型以条带状灰岩、白云岩夹蚀变安山玄武岩、片理化安山岩为主，厚度>3471.1m；下部千枚岩夹灰岩、凝灰岩及中基性火山岩，构成宗务隆山复背斜核部，主要岩石类型有绢云母千枚岩、含石榴石白云母片岩、千枚状粉砂岩—粉砂质板岩、变质层状凝灰岩。

第四纪地层：第四系松散堆积物主要分布在奥利克沟谷地及巴音河谷一带。据工程勘察资料显示，奥利克河上游谷地第四系松散层厚度约15——25m，地层以含泥砂砾卵石为主，沟谷北侧夹中粗砂及细砂层。

1.2地质构造

据区域地质资料，德令哈盆地发育有区域性的大断裂3条，均呈北西向展布。设置区正处于其中的宗务隆—青海南山大断裂上，该断裂属晚古生代—早中生代裂陷槽北缘主边界，北侧为南祁连陆块，是祁连造山系与东昆仑－柴达木造山系的分界断裂，向东经宗务隆山北坡入青海湖，自西向东逐渐变深的超岩石圈断裂，走向北西西，断面近于直立而微向南倾，倾角在40—70°间，为由南向北逆冲推覆的韧脆性逆断层，沿断裂发育50—300m宽的挤压破碎带，其中可见糜棱岩，破裂岩、断层角砾岩等。沿断裂带地震发育，因此该断裂带为活动断裂。并且该断裂属阻水断层，北侧汇水，南侧阻水，地下水沿断裂带上升出露地表，形成地下水溢出带。

2热水泉形成条件

据调查，矿泉水出露于石炭系上统宗务隆山群(C3zh)条带状灰岩、白云岩、凝灰岩夹蚀变安山玄武岩、片理化安山岩、中基性火山岩等。

据调查，泉水溢出带位于乌兰达坂—布热格斯坦断裂带，该断裂组包括四条断层矿泉水出露点位于dⅡ-1断层（巴音山—奥利克泉断裂）上。断裂总的特征是呈东西向舒缓波状延伸，多沿地层界线分布，是南祁连褶断带的南缘组成部分。矿泉水出露带断面为北倾，倾角一般40—70°，沿该断裂岩浆活动微弱。沿断裂组及附近挤压破碎剧烈，糜棱岩发育，受挤压的石灰岩往往形成一系列“核桃岩”破碎带，宽窄不一，宽者数十至数百米，窄者仅几米；断裂南侧宗务隆山群上亚群碳酸盐岩层明显北翘，形成一系列牵引褶曲指示南盘上冲、具强烈挤压特征，其伴生的扭断层有北东、北西向两组，其特征是断面陡立平直光滑，见有少量糜棱岩及磨细的角砾岩。该断裂带成为南祁连与柴达木北东缘两大构造体系的分界区域；断裂规模大、延长达250km：属高角度压性冲断裂、北盘存在东移现象，并具有长期反复活动特征。

2.1成矿条件

宗务隆山表部岩体破碎，裂隙、溶隙及构造破碎带发育，大气降水充沛，地下水获得补给后进行深循环，在循环过程中溶滤了地层中的锶离子成份，由于石炭系上统宗务隆山群岩性为条带状灰岩、白云岩、蚀变安山玄武岩、片理化安山岩，地层中的Sr2+、Ca2+与Mg2+呈类质同象赋存于岩石中，Sr2+离子含量明显高于其它离子成份含量，构成了锶在该类地层中的本底值，为矿泉水形成提供了物质基础，地下水径流至近东西向断裂时受阻而沿断裂带上涌出露成泉。

3水量

据1976年出版1:20万德令哈幅地质图，该泉名叫奥利克泉，据1986年出版的1:20万德令哈幅水文地质图，该泉名叫敖日格乐呼，编号1940，流量368L/s，据2013年12月—2014年5月长观资料，奥利克沟上游地下水溢出带共有9处泉水溢出地表，单泉流量5—14L/s，泉群总流量枯水期最小值35L/s。说明奥利克泉出露时间久远，泉群动态稳定，流量受季节变化影响较小。

4矿泉水水质分析

矿泉（群）出露于南北两条断裂交汇处，溢出带成约30m、宽约15m，由9个流量大小不等的上升泉连成一片。据初步调查资料，泉群流量0.035—0.117m3/s之间，平均流量0.0603m3/s。矿泉水温10—12℃，溶解总固体883.0mg/L，水化学类型均为HCO3—Ca型。据2013年11月30日取样水质分析资料（表1），泉水表现为无色，无味、无嗅、透明。微量元素中：锂含量0.005mg/L，锶含量0.45mg/L，偏硅酸含量7.50mg/L，锌含量<0.010mg/L，其锶含量达到饮用天然矿泉水国家标准。

4.1物理性质

水质无色、无味、无嗅、清澈透明，色度与混浊度均较低，微有甘甜，常温条件下，无悬浮物和沉淀，水温常年始终保持10—12℃左右。溶解总固体883mg/L，pH值7.0，属中性低矿化水。

4.2水质

阳离子除K+含量较低外，Ca2+,Mg2+,Na+三者含量较高，其中Ca2+含量最高，可达76.81％，其排列顺序为Ca2+＞Mg2+＞Na+。HCO3-占总阴离子的86.53％，其次是SO42-占7.14％，而Cl-只占5.81％。可见，常量元素变化范围很小。根据这一特点，结合该地区的岩性特征，可以说明，泉水的化学成分主要是来自碳酸盐岩和其他浅变质岩的溶解作用，火山岩及火山碎屑岩的溶解强度受地下水运移的距离较短的影响，含量不占主要地位。泉水中Ca2+含量之所以较高于其他离子，主要是来源于三种岩石，即碳酸盐岩、浅变质岩和硅酸盐岩的溶解，前二种岩石所占比例较大。Mg2+与Ca2+相近。Na+主要来源于浅变质岩与硅酸盐岩，前者占主要地位。阴离子HCO3-含量最高，表明地下水的中性特征。SO42-及Cl-含量低，说明地下水在岩体的裂隙、溶隙循环运移的溶滤过程中未溶滤到过多的SO42-及Cl-离子。

5结论与建议

5.1结论

德令哈市柏树山北部的奥利克沟矿泉水属于深循环饮用天然矿泉水,具有纯天然、无污染、动态稳定、冬季不结冰、易开采等特点；

德令哈市柏树山北部奥利克沟天然矿泉水据初步调查资料:泉群枯水期流量35L/s，矿泉水温10—12℃，溶解性总固体0.883g/L，水化学类型为HCO3—Ca型；

德令哈市奥利克沟矿泉水其微量元素中含量最高的是Sr2+，其含量为0.45mg/L左右，已经达到国家饮用天然矿泉水标准，并含有其他有益于人体健康的微量元素，可作为人类饮用的天然优质矿泉水，具有较高的开发利用价值。

参考文献

[1]饮用天然矿泉水（GB8537—2008）.北京：中国标准出版社

[2]《德令哈幅1∶20万区域地质调查报告》[R].青海省地质局第一区测队.1978

[3]张振权等.中国天然矿泉水资源形成分布特征[J]

[4]赵振，陈慧娟等《青海玉树热水沟天然矿泉水形成条件及水质分析》[J]2013年

[5]梁志祥，杨占梅等《青海省德令哈市柏树山地区饮用天然矿泉水水源地勘探设计书》2014年6月

作者介绍

王万平（1983—），男，高级工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质调查评价工作。