張妙美

(廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)一大隊(duì)，廣東 湛江 524049)

湛江市坡頭區(qū)某飲用天然礦泉水水文地質(zhì)條件分析

張妙美

(廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)一大隊(duì)，廣東 湛江 524049)

通過(guò)淺談?wù)拷衅骂^區(qū)某天然礦泉水環(huán)境水文地質(zhì)條件及賦存的水文地質(zhì)條件，基本查明了礦泉水產(chǎn)出的地質(zhì)、水文地質(zhì)特征，查明了礦泉水水量、水位、水溫和水質(zhì)特征及其變化規(guī)律，為合理開發(fā)礦泉水提供了可靠的地質(zhì)、水文地質(zhì)依據(jù)。

礦泉水;水文地質(zhì)條件;湛江市

某礦泉水井位于湛江市坡頭區(qū)某公司廠內(nèi)，通過(guò)鉆孔取水，純天然品質(zhì)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，礦泉水為無(wú)色、無(wú)異味，清澈透明，感官良好。取水樣送國(guó)土資源部廣州礦產(chǎn)資源檢測(cè)中心分析，該礦泉水 pH值為7.45，偏硅酸含量32.65 mg/L，鈉7.34 mg/L，可溶性總固體 97.44 mg/L，并含有鍶、鋰、溴等多種有益于人體健康的微量元素，屬低鈉低礦化度偏硅酸飲用天然礦泉水。

1 環(huán)境地質(zhì)條件

1.1 地層

礦泉區(qū)主要出露的地層為第四紀(jì)中更新世北海組和全新世燈籠沙組。鉆探揭露自上往下有第四紀(jì)早更新世湛江組、第三紀(jì)上新世下洋組和燕山期花崗巖，往南還有第三紀(jì)中新世潿洲組。以下僅對(duì)與礦泉水形成有關(guān)的地層巖石作扼要介紹。

1.1.1 全新世燈籠沙組(Qdl)

主要分布于礦泉區(qū)的西南部，分布標(biāo)高3～8 m，局部達(dá)12 m。主要為濱海相沉積。厚度2～5 m不等，局部超過(guò)10 m。巖性為灰、深灰、黃灰色淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土等。上覆于湛江組之上。

1.1.2 中更新世北海組(Qb)

呈片狀連續(xù)出露于地表，分布標(biāo)高大部分在8 m以上，厚度4.50～12.35 m。巖性可分為兩部分，上部主要為褐黃色、淺黃色粉土，局部為粉質(zhì)粘土或含礫粉質(zhì)粘土;下部為棕黃、褐紅色礫石、礫砂局部為礫卵石。底板呈波狀起伏與湛江組雜色粘土平行不整合接觸。

1.1.3 早更新世湛江組(QZ)

礦泉區(qū)地表未見出露，地下廣泛分布，頂板埋深4.20～12.35 m，底板埋深 78.5 ～150.0 m，自北往南逐漸加深，為三角洲平原沉積。巖性為紫紅、灰白、褐黃、灰色相雜的粘土、粉質(zhì)粘土與灰黃、灰白色粗砂、中砂、細(xì)砂互層或夾層。

1.1.4 上新世下洋組(NX)

分布于礦泉區(qū)南側(cè)，頂板埋深150～210 m，局部在130 m，底板埋深160～350 m，總體往南加深，往北變淺或缺失。厚度32～137 m。為淺海—濱海相沉積，巖性為淺綠灰、灰綠色粘土、粉質(zhì)粘土夾中粗砂、細(xì)砂，局部互層或夾含礫粗砂，普遍含海綠石，局部微固結(jié)成巖。南部與下浮潿洲組呈平行不整合接觸，往北覆蓋于燕山期花崗巖之上。

1.2 巖石

礦泉區(qū)地表未見出露，埋深45.60～200.00 m不等。巖性為粗粒、中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖;主要礦物成分為鉀長(zhǎng)石，占30% ～40%，斜長(zhǎng)石30% ～35%，石英20% ～30%，黑云母 5% ～15%;化學(xué)成分主要為 SiO2，占 71.71% ～76.35%。

1.3 構(gòu)造

礦泉區(qū)位于雷瓊斷陷盆地湛江斷陷東部北緣，地處吳川—四會(huì)斷裂帶與遂溪東西向斷裂交匯地段。該區(qū)經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)期的地質(zhì)作用，形成的構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為斷裂。

1.3.1 湛江斷陷

在白堊紀(jì)斷陷盆地的基礎(chǔ)上，受南海擴(kuò)張構(gòu)造力作用進(jìn)一步發(fā)展演化而成。軸向近東西，向北突出，東部狹窄，東西長(zhǎng)約43 km，南北寬約22 km，斷陷中心新生代沉積厚度大于1 200 m，往邊緣漸變薄。基底為寒武紀(jì)、白堊紀(jì)地層及燕山期花崗巖。

1.3.2 斷裂

該區(qū)斷裂幾乎全隱伏于地下，主要的斷裂以北東、北西向?yàn)橹?，并發(fā)育有東西向和南西向斷裂，相互交切，呈棋盤格子狀，以北東、東西向形成較早，北西向形成較晚，控制了斷陷、斷隆的發(fā)展和火山噴發(fā)活動(dòng)。

1.4 區(qū)域水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)地下水主要為松散巖類孔隙水，根據(jù)其埋藏條件、水理性質(zhì)，又可分為淺層潛水——微承壓水(含水層底板埋深在30 m以上)、中層承壓水(含水層埋深30～200 m)、深層承壓水(含水層埋深200～500 m)及超深層承壓水(含水層埋深大于500 m)三個(gè)亞類。

1.4.1 淺層潛水——微承壓水

區(qū)內(nèi)均有分布。含水層為北海組和湛江組頂部(埋藏小于30 m)的中砂、中細(xì)砂、粗砂、礫石和粉質(zhì)粘土，底板埋深6～30 m不等。含水層一般有 1～3層，總厚度 2.50～6.90 m，局部大于10 m。鍋錐井及單孔涌水量104～880 m3/d，自北往南砂層粒度變細(xì)，埋深和厚度變大，層數(shù)變少，富水性變好，總體是北面為水量貧乏區(qū)，中部礦泉區(qū)一帶為富水性中等區(qū)，南部為富水性中等—豐富區(qū)。水位埋深0.5～3.8 m，局部 4.0～5.5 m，水位受季節(jié)變化影響，年變幅 0.9 ～3.5 m。水化學(xué)類型主要為 Cl－Na型，部分為 Cl－Ca·Na型，礦化度 0.02 ～0.372 g/L。

1.4.2 中層孔隙承壓水

區(qū)內(nèi)均有分布。含水層為湛江組和下洋組中砂、中粗砂、含礫粗砂、細(xì)砂等，頂部有粘土層與淺層水含水層相隔，各含水層之間均有粘土層隔開。含水層頂板埋深25～35 m，底板 100～150 m，具多層結(jié)構(gòu)，單層厚度 2.50～10.0 m，總厚度5～43 m。按富水性，礦泉水區(qū)及外圍可分為三個(gè)富水區(qū)，即自北而南為水量貧乏區(qū)，富水性中等區(qū)和水量豐富區(qū)。水量貧乏區(qū)分布于礦泉區(qū)北面，水位埋深10～30 m，單井或鍋錐井出水量小于100 m3/d，多在50～100 m3/d。礦泉區(qū)地處水量中等區(qū)，含水層以湛江組中砂、中粗砂為主，單井出水量在500～1 000 m3/d。水量豐富區(qū)分布于礦泉區(qū)西南和東南側(cè)，含水層主要為下洋組中砂、中粗砂或礫砂，水位埋深25～29 m，單井出水量在 1 500～3 000 m3/d。水化學(xué)類型為HCO3－Na型為主，部分地段為 HCO3－CaNa型或 HCO3Cl－Na型，礦化度 0.085 ～0.348g/L，水溫為 27℃ ～30℃，此礦泉就是出自該層。

1.4.3 深層孔隙承壓水

分布于礦泉區(qū)南面，埋于中層孔隙承壓水之下，含水層頂板埋深多大于160 m，局部在150 m以下。含水層為下洋組中粗砂、細(xì)砂、中砂，頂部有粘土層與中層承壓含水層相隔，中間被粘土或粉質(zhì)粘土層分隔，含水層底板埋深在300 m左右，往南加深，直接與花崗巖或潿洲組粘土隔水層接觸。一般由3～4個(gè)含水層組成，單層厚3～9 m，總厚度10～30 m。自北往南，含水層厚度增大，水量變豐富。按富水性大致可以分為兩個(gè)區(qū)，即水量豐富區(qū)(單井出水量1 162～4 890 m3/d)和水量中等區(qū)(單井出水量172～810 m3/d)。水位埋深9～38 m，水化學(xué)類型以 HCO3－Na型為主，部分為 HCO3－CaNa型，礦化度在 0.075～0.432g/L，水溫 29℃ ～35℃。

1.4.4 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

大氣降雨是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。但不同類型的地下水，其補(bǔ)給、徑流、排泄條件也有差異。淺層孔隙潛水及微承壓水分布于淺部，主要直接接受大氣降雨補(bǔ)給，在北部邊緣還可接受基巖風(fēng)華裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，其徑流、排泄條件主要受地形地貌變化的影響，總體地勢(shì)由高處向低處流動(dòng)，區(qū)內(nèi)總的特征是自北、北東向南、南西流，在切割較深的溝谷以泉的形式排泄或垂直下滲補(bǔ)給中層孔隙承壓水，耗人工開采或直接排泄于海中。中層孔隙承壓水主要接受淺層潛水或承壓水的越流補(bǔ)給，其次為北部的側(cè)向補(bǔ)給，徑流方向總的由北東向南西流，排于湛江港或以人工開采的形式排泄。深層孔隙承壓水主要接受同層位地下水的側(cè)向補(bǔ)給，徑流方向由于受到人為開采的影響，改變?cè)蚰狭鞯姆较颍杀趁嫦蚰衔鲝搅?，排泄于赤坎開采中心。各層地下水的動(dòng)態(tài)變化各具特征，總的規(guī)律是:淺層水受降水影響明顯，動(dòng)態(tài)變化較大，年水位變幅一般在0.9～3.5 m，其水位峰值稍滯后于降雨的峰谷值，但多年變化不大;中層及深層孔隙承壓水，其地下水的動(dòng)態(tài)變化主要受開采強(qiáng)度的影響，同時(shí)也間接受到大氣降雨的影響，其水位峰谷出現(xiàn)較雨、旱季滯后3－4個(gè)月，動(dòng)態(tài)相對(duì)較穩(wěn)定。

2 礦泉水賦存的水文地質(zhì)條件

2.1 礦泉水形成的地質(zhì)條件

礦泉區(qū)位于湛江斷陷邊緣的過(guò)渡地帶。礦泉水賦存于第四紀(jì)早更新統(tǒng)湛江組含水層中。含水層為灰、淺灰、灰黃色中砂、含礫中粗砂、粉細(xì)砂，共有8層，其中主要的含水層有5層，單層厚1.5～10.0 m，含水層之間被雜色、褐黃、淺灰黃等粘土隔開，粘土單層厚3.0～30.5 m不等，下伏為燕山期花崗巖。該區(qū)湛江組地層礦物成分以石英為主，含量大于98%;化學(xué)成分以 SiO2為主，平均占71.81%。這些均為礦泉水的形成提供了很好為物質(zhì)條件。此外，發(fā)育的斷裂也為礦泉水的形成提供了良好的地質(zhì)環(huán)境條件。由于含水層透水性好，有利于地下水的垂直入滲及側(cè)向徑流，并對(duì)砂層進(jìn)行長(zhǎng)期溶濾，SiO2緩慢析出，使得地下水中偏硅酸含量不斷積聚升高，形成偏硅酸礦泉水，其化學(xué)反應(yīng)如下:

此外，礦泉區(qū)北部出露的燕山期二長(zhǎng)花崗巖，化學(xué)組分主要為SiO2(含量大于71%)，在地下水長(zhǎng)期溶濾作用下，硅含量不斷升高，這也是礦泉區(qū)形成偏硅酸礦泉水的原因之一。

2.2 礦泉水井管結(jié)構(gòu)

礦泉水井位于海蝕平原上，1994年5月建成，開孔口徑450 m，終孔口徑350 m;井口標(biāo)高約12 m，井深153.27 m;0～62.98 m 下入直徑219 mm 無(wú)縫鋼管，62.98～150.16 m 下入直徑 159 m m 無(wú)縫鋼管;其中 39.26 ～44.32 m、57、57～62.98 m、116.84 ～ 121.20 m、131.48 ～ 136.38 m、140.56 ～145.26 m段分別下入纏銅絲濾水管;20 m左右采用環(huán)狀止水壺止水，并用粘土封住上層地下水，止水壺以下外圍填直徑4～6 mm石英質(zhì)礫石濾料，填礫厚度95 mm，利用含水層深度38.00～150.00 m 開采礦泉水。

3 結(jié)論

該礦泉水井已使用時(shí)間較長(zhǎng)，建議對(duì)礦泉水井進(jìn)行一次全面檢查清洗;建議盡快建立礦泉水水源地衛(wèi)生防護(hù)區(qū)，設(shè)立防護(hù)區(qū)界線的固定標(biāo)志，特別要防止水源地一、二級(jí)防護(hù)區(qū)的人為污染;為了長(zhǎng)期有效地開發(fā)利用此井，需建立完整、合理的開采檔案。

P641.72

B

1004－1184(2012)01－0129－02

2011－09－26

張妙美(1977—)，女，廣東湛江人，助理工程師，主要從事水文、工程、地質(zhì)方面工作。