马尔康松岗地区地下水化学特征与矿泉水成因

马尔康松岗地区地下水化学特征与矿泉水成因

胡龙奎1、刘国2*

（1.四川鼎炬峰环保科技有限公司,成都 610100；2.四川省环科院科技咨询有限责任公司，成都 610041）

摘要：为研究马尔康松岗地区地下水化学特征与矿泉水的成因，加快该区资源优势向经济优势的转化进程。通过对马尔康松岗地区进行地下水采样，并采用离子比例系数分析法进行了分析。结果表明区内地下水水化学类型为HCO3-Ca型水，pH在7.79～8.10之间，呈弱碱性，地下水水质良好；区域内矿泉水属重碳酸钙型含锶矿泉水，与区内下伏含大量长石和方解石的中生界三叠系侏倭组（T3zh）变质砂岩和板岩地层有关。

关键词：松岗地区；水化学特征；矿泉水；成因分析

Analysis the Chemical Characteristics of Groundwater and the Origin of Mineral Water in the Songgang Area of Maerkang

Hu Long-kui1、Liu Guo2*

（1.Sichuan Dingjufeng Environmental Protection Technology Co., Ltd，Chengdu 610100;2.Sichuan Environmental Sciences Academy Sci-tech Consulting Co.,ltd，Chengdu 610041）

[Abstract] To study the chemical characteristics of groundwater and the genesis of mineral water in the Songgang area of Maerkang, and accelerate the transformation process from resource advantages to economic advantages. Groundwater sampling was conducted, and the ion ratio coefficient analysis method was used for analysis. The results show that the chemical type of groundwater is HCO3-Ca, and pH between 7.79 and 8.10, showing weak alkalinity, The groundwater quality is good; The mineral water in the area belongs to the heavy calcium carbonate type strontium bearing mineral water, which is related to the T3zh Stratum, which contain a large amount of feldspar and calcite.

[Key words] Songgang area; Hydrochemical characteristics; Mineral water; Cause analysis

近年来，人民群众的生活质量日渐上升，对富含有益身体健康的矿物质和微量元素及其水质纯净优良的饮用天然矿泉水需求量不断的增加。马尔康松岗地区因其独特的自然地理环境和地质条件，具有丰富的矿泉水资源。但长期以来，马尔康松岗地区水文地质调查工作水平较低，现有资料较少，特别是矿泉水的研究工作，严重制约了该区资源优势向经济优势的转化进程。因此，为推动松岗地区矿泉水资源的开发利用和保护提供依据，有必要对该区地下水形成水文地质环境条件、矿泉水资源的形成与演化过程进行系统调查和研究。

1研究区概况

松岗地区地处马尔康市西部，梭磨河下游，平均海拔2540米。大地构造属玉龙塔[1]格-巴颜喀拉双向前陆盆地褶皱带之马尔康-金川陆缘复理石盆地褶皱亚带。松岗地区为紧密的弧形褶皱，均呈北西-南东向展布，组成“马尔康北西向构造形迹群”，伴呈北西-南东向展布的断裂带，构造发育复杂[1]。

松岗地区出露的地层为第四系（Q）和三叠系（T）的侏倭组（T3zh）、新都桥组（T3x）、罗空松组（T3lk）。侏倭组岩性以变质砂岩为主，与砂板岩呈不等厚韵律互层。新都桥组岩性以深灰-黑灰色绢云板岩为主，含少量粉砂质、炭质、钙质以及含铁白云石绢云板岩，在部分地段夹薄层（少量为中层）变质长石石英砂岩、岩屑长石砂岩或互层。罗空松组为浅海相碎屑岩建造，其下部为灰色中-厚层变质细砂岩夹少量板岩的砂岩段与深灰色砂质板岩、粉砂质板岩、炭质板岩互层；中部以灰色厚层、巨厚层状为主，少量薄-中层状的细粒变质砂岩，中-细粒凝灰质砂岩夹少量深灰色砂质板岩、炭质板岩互层；上部为灰色厚层块状和巨块状细粒变质凝灰质砂岩为主，夹深灰色条纹状炭质板岩、砂板岩；顶部为具一定磨圆度，呈条带状互层产出的凝灰质砂砾岩。

松岗地区地下水为松散岩类孔隙水和碎屑岩裂隙水、变质岩裂隙水。松散岩类孔隙含水层主要为漫滩、阶地及堆积扇中的砂卵石层，但分布不均匀。碎屑岩裂隙水含水层为三叠系砂岩、泥岩等，受构造作用，岩体裂隙发育，地下水赋存于岩体裂隙中，受降雨补给以泉形式排泄，地下水径流模数一般小于2L/s·km2，泉流量0.1～1L/s，水质类型为HCO3-Ca·Mg型。变质岩裂隙水分布于变质砂岩、板岩中，泉水流量一般1.0～10.0L/s，地下径流模数达2.0～5.0L/s·km2。松岗地区地下水主要是受大气降雨补给。

图1区域水文地质图

Fig.1  Regional hydrogeological map

图2 地下水补径排变化示意图

Fig.1  Schematic diagram of changes in groundwater recharge and discharge

2研究方法

2.1样品采集与分析

在松岗地区共采集3组水样进行水化学特征分析和6组水样进行水质评价，采样点位见图3，分析内容见表1。

表1 水质分析内容

Table 1  Water quality analysis content

图3水质监测点位分布图

Fig.1  Distribution map of water quality monitoring points

2.2分析方法

分析方法、方法来源及检出限见表2。

表2 分析方法、方法来源及检出限统计   单位：mg/L

Table 1  Analysis methods, method sources, and detection limit statistics   Unit:mg/L

2.3数据处理

离子比例系数分析法：是利用各种水文地球化学作用的化学方程式，对水样中各常规离子进行定量分析，再通过实际水样中的常规离子比例来判断其水化学成因和组分来源。该方法可以对地下水形成过程中发生的水文地球化学作用进行评价[2]。

3结果与评价

3.1水化学分析结果与评价

采集3组水化学特征分析水样监测结果见表3。

表3 水化学常量组分监测结果

Table 1  Monitoring results of water chemical constant components

根据表3可知，松岗地区地下水pH值为7.84～7.97，呈弱碱性，水化学类型为HCO3-Ca。

3.2水质监测结果与评价

采集6组水质评价水样结果见表4。

表4 地下水水质评价表              单位：mg/L

Table 1  Groundwater Quality Evaluation Table      Unit:mg/L

从表4可知，本次调查所采集的6组水样中的直波村1#点位水质满足《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中Ⅰ类标准的要求，莫斯都村1#点位水质满足《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中Ⅲ类标准的要求，其余点位水质满足《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中Ⅱ类标准的要求，表明松岗地区区域内地下水水质良好，未受到污染。其中洛威村1#、哈飘村2#等2个点位泉水的感官指标、界限指标、限量指标参数满足《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》（GB8537-2018）要求，其主要特征项目为偏硅酸和锶，属含偏硅酸的锶饮用天然矿泉水[3, 4]。

4分析与讨论

4.1水化学特征分析

采集3组水化学特征分析水样的离子比例系数见图4。

图4离子比例系数图

Fig.1  Ion ratio coefficient diagram

从图4可知，莫斯都村2#、直波村2#、洛威村2#等3个泉点水质Na/Cl均大于 1，说明地下水中均发生了岩盐的溶解，还发生了阳离子交替吸附作用的正反应。莫斯都村2#地下水点位的（Ca+Mg）/HCO3比值均接近于1，说明在莫斯都2#泉点区域地下水中发生了碳酸盐岩的溶解，无阳离子交替吸附作用。直波村2#、洛威村2#等2个点位的（Ca+Mg）/HCO3 值小于 1，与钙离子的粒径与钠离子的粒径相近有关，在阳离子交替吸附作用下钙离子置换出了岩土中的钠离子。莫斯都村2#、直波村2#、洛威村2#等3个点位的Ca/Mg均大于1，表明3个泉点附近地下水的钙镁离子的浓度受到包括白云石在内的多种碳酸盐岩溶解的影响。莫斯都村2#、直波村2#、洛威村2#等3个点位地下水水样中HCO3/Cl比值均大于1，说明重碳酸根在阴离子中占绝对优势。莫斯都村2#、直波村2#、洛威村2#等3个点位水体中的 Ca/SO4比值均大于3：1，说明白云石和其他含有钙的碳酸盐岩、硅酸盐岩等溶解产生的Ca2+对石膏的溶解起到了阻碍的作用，区域内仅存在少量石膏溶解。离子比例系数分析表明区域地下水类型为HCO3-Ca与地下水主要来源于变质砂岩、板岩的侏倭组（T3zh）地层有关。

4.2矿泉水成因分析

含锶地下水中的锶往往来自于围岩中的碳酸盐岩和硅酸盐岩，其中硅酸盐岩中钙长石和碳酸盐岩中方解石含锶量最高，且锶的溶出量与水岩反应时间、CO2、pH有关[5]。

根据地质勘察，区内地层以中生界三叠系侏倭组（T3zh）变质砂岩和板岩为主。变质砂岩中含有大量长石和方解石，长石和方解石与地下水发生相互作用后，其中的锶与硅随着长石和方解石的溶解从岩土介质进入地下水系统。变质板岩含碳酸盐岩，碳酸盐岩与地下水发生相互作用后，其中的锶随着碳酸盐岩的溶解从岩土介质进入到了地下水系统中。使区域地下水钟富集了锶、偏硅酸等化学成分，形成了该区含锶及偏硅酸型矿泉水。

5结论

通过采样调查分析得到以下结论

（1）区域内地下水水化学类型为HCO3-Ca型水，pH在7.79～8.10之间，呈弱碱性，地下水水质良好。

（2）区域内矿泉水属“重碳酸钙型含锶矿泉水”，与区内下伏含大量长石和方解石的中生界三叠系侏倭组（T3zh）变质砂岩和板岩有关。

参 考 文 献

[1].黄成等, 1:25万马尔康幅区域变质作用及区域变质岩划分[J]. 西部资源, 2017(02): 53-54+65.

Huang Cheng et al.1: 250000 Regional Metamorphism and Classification of Regional Metamorphic Rocks in the Maerkang Range.WESTERN RESOURCES,2017(02): 53-54+65.

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Han Yu et al. Hydrochemical Parameter Characteristics and Evolution Laws of  Groundwater in Songyuan City[J].Journal of Jilin Agricultural University, 2016. 38(2): 175-181.

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ZHANG Gui et al.Mineral Water Types and Geological Control in Karst Plateau of Eastern Yunnan.Acta Geoscientica Sinica,2021. 42(3): 333-340.

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SUN Houyun et al.Formation mechanism of metasilicate mineral water in Chengde, HebeiProvince: Evidence from rock weathering and water-rock interaction.GEOLOGYIN CHINA,2022. 49(04): 1088-1113.

第一作者：胡龙奎（1989-），男，汉族，本科，工程师，研究方向：生态环境保护研究。E-mail：398836325@qq.com.

*通讯作责：刘 国（1988-），男，汉族，硕士，工程师，研究方向：水环境协同调控。E-mail：384272107@qq.com.