第３Ｏ卷第６期 山东国土资源 ２０１４年６月 博市淄川区饮用天然矿泉水赋存条件 与形成机理研究 吴立新 （山东省地质调查院，山东济南 ２５００１３） 摘要：淄博市淄川区饮用天然矿泉水按照含水层性质可划分为松散岩类孑Ｌ隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和岩浆岩 类构造裂隙水３大类。区内２９眼井泉监测点饮用天然矿泉水检测结果显示，研究区存在锶型、锂型和锶锂复合型 ３种类型矿泉水。从水岩作用角度分析了矿泉水中锶和锂的来源，认为研究区广泛分布寒武纪碳酸盐岩，石灰岩尤 其是鲕状灰岩中丰富的锶元素，是锶矿泉水形成主要的物源条件之一；地下水沿灰岩裂隙岩溶运动为矿泉水的形 成创造了重要的水动力条件；研究区腐殖质经低矿化近中性的大气降水淋滤后，形成富含腐殖酸的偏酸性溶液人 渗地下，对地下岩层产生溶解、溶滤作用，随着溶解过程的进行，岩石中的锶元素大量进入地下水中。 关键词：天然饮用矿泉水；水岩作用；锶；锂；山东淄川 中图分类号：Ｐ６１４．５２ 文献标识码：Ｂ 水是生命之源，水的质量问题一直为人类社会 所关注，近年来，对矿泉水的研究已成为一项热点课 的含水层所在。奥陶纪地层仅有马家沟群东黄山段 和北庵庄组，分布于山体上部和顶部。岩性以泥质 白云岩、微晶白云岩、纯灰岩夹有薄层白云质灰岩为 主。第四纪地层分布于区内沟谷和山涧洼地，主要 为大站组和沂河组，主要岩性为浅黄色亚砂土、亚粘 土，含沙砾石，砾石成分以石灰岩为主。 １．２构造 题［１ ］。淄博市淄川区是一处具有代表性的矿泉水 产出地，其地处泰沂山脉北部，山峦起伏，地势陡峻、 沟谷切割纵深，总面积约１７８ ｋｍ 。古生代寒武纪、 奥陶纪碳酸盐岩地层广布，构成山域广阔的中低山 单斜区。特有的水文地球化学环境，相对独立的储 水构造，汇集了比较丰富且运移流畅的碳酸盐岩裂 研究区地质构造总体特征褶皱不发育，断裂构 造较发育。主要断裂有：①淄河断裂带：沿淄河河 隙岩溶地下水，为矿泉水的形成创造了天然条件。 根据该区地质和水文地质资料，对矿泉水的赋存特 征及形成机理进行初步研究。 谷发育，总体走向ＮＥ ３５。，主断裂倾向ＳＥ，倾角６Ｏ。 ～７Ｏ。，平面延伸距离达６０ ｋｍ，水平断距约１３ ｋｍ。 １ 区域地质 １．１ 地层 ②紫峪一东庄断裂：位于研究区东南，北起紫峪村，向 南西延伸至博山区池上乡东庄村西，长度约６００ ｍ， 走向ＮＥ，倾向ＮＷ，发育在寒武纪地层内，北盘岩 性为馒头组、张夏组和崮山组，南盘为馒头组和张夏 组。③西余粮断裂：位于西余粮村南侧，ＥＷ走向， 倾向Ｓ，倾角７０。，断距近１００ ｍ，延伸长度约５００ ｍ， 区域地层属华北地层大区、晋冀鲁豫地层区、鲁 西地层分区、淄博一新泰地层小区。出露古生代寒武 纪、奥陶纪和第四纪地层。其中，寒武纪地层遍布整 个研究区，自南而北、由老至新依次出露有寒武纪长 清群馒头组，九龙群张夏组、崮山组、炒米店组和三 山子组，岩性以粉砂岩、紫色页岩、鲕粒灰岩、黄绿色 断层发育在寒武纪炒米店组和三山子组。 １．３岩浆岩 岩浆岩分布于区内北部东太河村、东岭庄及双 崮堆等地，分布面积约６．２４ ｋｍ 。出露中生代燕山 页岩、泥质灰岩及薄层灰岩互层为主，是该区主要目 收稿日期：２０１４一Ｏ５—０７；修订日期：２０１４—０５—３１；编辑：王秀元 作者简介：吴立新（１９６２一），女，山东济阳人，工程师，主要从事地质技术管理工作；Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｌｘ７９０１７＠ｔ６３．ｃｏｍ。 ・ ４１ ・ 第３Ｏ卷第６期 山东国土资源 ２０１４年６月 两侧，含水层接受大气降水入渗补给后，地下水沿灰 岩裂隙岩溶由南而北运动、循环交替条件良好，运移 途中可对含锶岩石进行充分溶蚀溶解，为矿泉水的 形成创造了重要的水动力条件。 ４．３地下水水化学条件 尤其是鲕状灰岩锶元素含量丰富，页岩中锂元素含 量相对丰富，为饮用天然矿泉水的生成提供了重要 物质来源。外加区域上利于对矿物元素溶解的良好 的循环交替水动力条件和水化学条件，为饮用天然 矿泉水的生成提供了重要外在因素。 研究区地处中低山区，林业发达，植被茂密，人 烟相对稀少，腐殖质经低矿化近中性的大气降水淋 滤后，形成富含腐殖酸的偏酸性入渗地下，对地下岩 层产生溶解、溶滤作用，寒武纪碳酸盐岩属易溶岩 参考文献 Ｉ－１－１ 肖为国，冯风玲，王集宁，等．泗水南部灰岩地区矿泉水锶源及 形成条件分析［Ｊ］．山东国土资源，２０１３，２９（４）：２９—３１． ［２３ 肖为国，冯凤玲，王集宁，等．泗水南部矿泉水分布特征及开发 石，特别是在酸性溶液作用侵蚀下更易溶解，随着溶 解过程的进行，岩石中的锶元素大量进入地下水中， 锶矿物（ＳｒＣＯ。）与含ＣＯ 的水相互作用时，其反应 为： ＳｒＣＯ３＋Ｈ 一ＨＣＯ３ ＋Ｓｒ 建议［Ｊ］．山东国土资源，２０１２，２８（２）；１７—１９． ［３］谷振峰．山东饮用天然矿泉水及其勘查与保护［Ｊ］．山东国土资 源，２００２，１８（３）：８４—８７． ［４］谷振峰．山东饮用天然矿泉水的基本特征及勘查评价方向［Ｊ］． 山东国土资源，１９９７，１３（２）：４４—４７． 随着溶滤作用的不断进行，地下水中的ｐＨ值 逐渐增高，水的溶蚀能力逐步减弱，部分盐类趋于饱 和，整个碳酸体系达到平衡，各类组分含量相对稳定 下来，锶含量也受碳酸平衡的影响趋于稳定，达到目 前的含量水平。 ［５３ ＧＢ／８５３７—２００８，饮用天然矿泉水Ｅｓ］． ［６］张宏陶．水质分析大全Ｉ－Ｍ］．北京：科学技术文献出版社，１９９７． ［７］高国华，周金生，张本琪．矿泉水的评价与合理开发利用（第１ 版）［Ｍ］．北京：地震出版社，１９９０． ［８］沈照理，许绍倬．中国饮用天然矿泉水［Ｍ］．武汉：中国地质大 学出版社，１９８９． ５结论 研究区广泛分布寒武纪石灰岩和页岩，石灰岩 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｄｒｉｎｋｉｎｇ Ｎａｔｕｒａｌ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｗａｔｅｒ ｉｎ Ｚｉｃｈｕａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆ Ｚｉｂｏ Ｃｉｔｙ Ｗ Ｕ Ｌｉｘｉｎ （Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｊｉｎａｎ ２５００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｐｏｔａｂｌｅ ａｑｕｉｆｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｎａｔｕｒａｌ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｉｎ Ｚｉｃｈｕａｎ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆ Ｚｉｂｏ ｃｉｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｌｏｏｓｅ ｒｏｃｋ ｐｏｒｅ ｗａｔｅｒ，ｆｉｓｓｕｒｅ ｋａｒｓｔ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｏｃｋｓ ａｎｄ ｍａｇｍａｔｉｔｅ ｃｌａｓｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｆｉｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ．Ａｓ ｓｈｏｗｅｄ ｂｙ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｎａｔｕｒａｌ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ２９ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｗｅｌｌｓ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ３ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ａｒｅａ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｙｐｅ，ｌｉｔｈｉｕｍ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｌｉｔｈｉｕｍ ｔｙｐｅ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｒｏｃｋ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ａｎｄ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｒｅｇａｒｄｅｄ ｔｈａｔ Ｃａｍｂｒｉａｎ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｏｃｋｓ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｅａ， ｒｉｃｈ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｉｎ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｎ ｏｏｌｉｔｉｃ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｋａｒｓｔ ｆｉｓｓｕｒｅ ｃｒｅａｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎ— ｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ．Ｈｕｍｕｓ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｗｉｌｌ ｆｏｒｍ ｗｅａｋ ａｃｉｄｉｔｙ ｈｕｍｉｃ ａｃｉｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ ｉｎｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｎｅａｒｌｙ ｎｅｕｔｒａｌ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｒｏｃｋｓ．Ａｃｃｏｍｐａｎｙｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｓｒ ｉｎ ｒｏｃｋｓ ｗｉｌｌ ｃｏｍｅ ｉｎｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ ｉｎ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｎａｔｕｒａｌ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｆｏｒ ｄｒｉｎｋｉｎｇ；ｗａｔｅｒ—ｒｏｃｋ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ；ｌｉｔｈｉｕｍ；ｚｉｃｈｕａｎ ｄｉｓ— ｔｒｉｃｔ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ・ ４４ ・