克山县天然矿泉水分布与形成机制分析
张洪志;吕欣
【摘 要】天然矿泉水是指在特定地质条件下形成,并赋存在特定地质构造岩层中的地下水,其含有特殊的化学成分或具有特殊的物理性质.从地下深处自然涌出或经钻井采集,含有一定量的矿物质、微量元素或其他成分,通常情况下,其化学成分、流量、水温等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定,是一种珍稀的矿产资源.克山县天然矿泉水口感独特,甘爽微甜,清凉纯美,其化学特征为弱碱性、碳酸氢钠含量高并含有一定量的偏硼酸成分,此类水被称为“黄金水”、“贵族水”.文章根据黑龙江省克山县的区域地质条件,水文地质条件及水化学特征,阐述了克山县天然矿泉水分布特征及形成机制,指出天然矿泉水的形成与含水岩组地层的沉积环境、埋藏条件、含水介质矿物成分化学特征、地下水补给径流条件等密切相关.
【期刊名称】《黑龙江水利科技》
【年(卷),期】2015(043)009
【总页数】5页(P28-32)
【关键词】黑龙江省克山县;矿泉水分布特征;地形地貌;区域地质条件;形成机制
【作 者】国内水运张洪志;吕欣
【作者单位】九江县一中黑龙江省水文地质工程地质勘察院,哈尔滨 150030;黑龙江省九零四水文地质工程地质勘察院,哈尔滨 150027
卢浮宫魅影【正文语种】中 文
【中图分类】R123
0 前 言
克山县属松嫩断陷盆地北部倾没区。自中生代以来以缓慢下降为主，堆积了厚度较大的碎屑沉积岩层。
规定水平力
其中古近系始—渐新统地层为一套湖相及湖沼相细碎屑岩沉积建造，厚度一般＜200m，岩性以泥岩、粉细砂岩为主，埋藏较浅，顶部风化裂隙发育;白垩系上统地层是以泥岩为主夹细碎屑岩的深湖—半深湖相沉积，厚度200 ～500 m，岩性以泥岩、细—中砂岩为主，孔 隙裂隙发育，赋存有较丰富的天然矿泉水。
1 克山县天然矿泉水分布特征
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克山县天然矿泉水类型主要以锶型、偏硅酸型及锶偏硅酸复合型天然矿泉水为主，其中锶型、偏硅酸型矿泉水分布于区内南部、北部;锶偏硅酸复合型天然矿泉水区内南部、东部、北部均有分布。克山县西部天然矿泉水分布较少。
在已查明的天然矿泉水中锶含量0.400 ～1.962 mg/L，偏硅酸含量30.04 ～68.70 mg/L，水化学类型多为重碳酸钙(HCO3—Ca)及重碳酸钙钠(HCO3—Ca·Na)型，溶解性总固体为143.41 ～1 621.46 mg/L，pH 值6.20 ～7.75。
按酸碱度pH 值分类为中性水，按硬度分类为软水—硬水，按溶解性总固体含量分类为淡水。耗氧有机物含量低。
2 地形地貌
克山县位于松嫩平原北部，地处小兴安岭南麓与松嫩平原的过渡地带，北部、中部为丘陵
漫岗区，地形起伏变化大，南部是冲积平原，西部地势稍低而平坦。全区地势东北高西南低，起伏较大，绝对标高在210 ～380 m。
按成因类型及形态特征，克山县地貌单元可分为剥蚀堆积、堆积及火山3 种成因类型。按成因形态可分为山前倾斜平原、河谷平原、火山丘，按形态特征分为高平原、一级阶地、高漫滩、低漫滩、截锥状火山丘工作区。工作区地貌见图1。
图1 工作区地貌简图
3 区域地质条件
本区自中生代以来以缓慢下降为主，沉积了白垩系，古近系始—渐新统地层以及第四系更新统、全新统地层。具体有3 个方面的内容:
3.1 白垩系
其中上白垩系统包括3 个:
3.1.1 姚家组(K2y)
在区域上姚家组厚度变化较大，为30 ～100m。埋藏于嫩江组之下，为灰黑—棕红粉砂质泥岩、泥岩，夹薄层灰白粉砂岩。顶部和底部以红泥岩与粉砂岩互层为主，岩相以滨浅湖相沉积为主。中部岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，岩相以河流相沉积为主。见有灰钙质介形虫层。
3.1.2 嫩江组(K2n)
嫩江组与下伏姚家组呈整合接触，岩石主要为灰、灰黑、灰绿泥岩、粉砂岩、细砂岩、中细砂岩、油页岩等。厚度变化较大50 ～500m，底部为黑泥岩、油页岩、灰粉砂岩、泥质粉砂岩互层。中部为紫红、灰绿、灰白泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩互层，以细砂岩、粉砂岩为主。上部为灰绿、灰泥岩与灰绿泥质粉砂岩、粉砂岩互层。岩相以河流相沉积为主，滨浅湖相次之。
3.1.3 明水组(K2m)
上段主要为泥岩、灰质泥岩、泥质砂岩、砂岩。泥岩成岩作用好，坚硬块状，砂岩以粉砂岩为主，并有含砾粗砂岩，结构疏松，泥质弱胶结，厚8.16 ～139.03m;下段以泥岩、泥质粉砂岩为主，泥岩成岩作用好，呈致密块状，粉砂岩分布均匀，厚23.39～51.41m。
3.2 古近系
始—渐新统依安组(E2—3y):为一套湖相及湖沼相细碎屑岩沉积建造，厚度一般＜200m，岩性自下而上由细粉砂岩、泥岩构成正沉积旋回，韵律性很强。主要由暗灰、灰绿夹棕红泥岩，灰、灰绿粉砂岩，细砂岩组成，上部夹褐煤层及菱铁矿。
3.3 第四系
3.3.1 下更新统
玄武岩(βQ1):分布于北兴镇东南尖山子一带，局部出露，形成孤立的火山丘，熔岩台地。厚度约10～50m。
3.3.2 中更新统
下荒山组(Q21al+fgl x):区域上分布不均匀，厚度约5 ～25m。主要出露于乌裕尔河河谷北部高平原区，岩性为砂砾石、砂及含砾粉质黏土，其间混杂有冰缘融冻泥流堆积。 上荒山组(Q2pal s):在区内东南部大面积出露，区域上分布不均匀，厚度5 ～15m。主要岩
性可分两层，上层为黄土状粉质黏土，厚度2 ～10m，呈块状，具有大孔隙，微细层理，局部垂直节理发育，含少量铁、锰质结核。下层由灰、灰白松散的砂、砂砾石、碎石块混合物等组成。
3.3.3 上更新统
顾乡屯组(Q3alg):区域上零星分布于河谷两侧一级阶地上，厚度5 ～20m 变化较大。上部岩性为黄粉质黏土、黄土状粉质黏土，块状，具有小孔隙，见少量铁染。下部为粗碎屑砂、砂砾石，分选性差。
3.3.4 全新统
高漫滩冲积层(Q41al)分布在乌裕尔河河谷以南及次一级河谷中，厚度一般在2 ～20m。主要岩性由黑灰、黑褐淤泥质粉质黏土，砂、砂砾石组成。
低漫滩冲积层(Q42al)分布在河谷漫滩中，厚度一般在2 ～10m。主要岩性由黄、黄褐砂、砂砾石、淤泥质粉质黏土组成，砂砾石从上向下颗粒变粗，粒径一般在2 ～10 mm，个别含卵石，粒径可达2～3 cm。
图2 北部天然矿泉水主要发育区地质剖面图
4 水文地质条件
区内地下水按其地质时代，岩性组合特征，埋藏条件划分3 个含水岩组:即第四系砂砾石孔隙潜水，古近系粉细砂岩、中粗砂岩及砂砾岩孔隙裂隙承压水，白垩系粉细砂岩孔隙裂隙承压水含水层。现分述如下:
4.1 第四系松散岩类孔隙潜水
4.1.1 全新统上部冲积砾石潜水含水层
广布于讷谟尔河、乌裕尔河及其支流高低漫滩区。含水层岩性为砂及砂砾石，局部夹有粉质黏土透镜体。砾石直径一般0.5 ～2cm，最大3 ～6cm，显上细下粗的规律。透水性强，渗透系数一般为17 ～39 m/d，个别达291.6 m/d，涌水量为0.5 ～14 L/s，水位埋藏深度1 ～3.5m，含水层厚度在讷谟尔河区5～16m，乌裕尔河区3 ～5m。低洼处含水层之上有薄层粉质黏土(＜3m)顶板存在，局部地下水微承压。水质以HCO3—Ca 型水为主，局部污染后为HCO3·Cl—Ca·Na 型水，溶解性总固体含量均＜700mg/L，为适于饮用的低矿化淡水。
4.1.2 全新统冲积洪积砂及砂砾石潜水含水层
分布于克山西部无水宽谷中，含水层岩性为棕褐、灰白砂及砂砾石层，分选差，带棱角，局部有粒径达5 ～6 cm，并夹细砂和粉质黏土透镜体。透水性强，渗透系数一般0.2 ～1.5m/d，个别达5.87m/d，涌水量为1 ～3L/s，个别达5.24L/s，水位埋藏深度8～20m。此含水层上部复很薄的粉质黏土夹砾石，局部砂砾石出露地表，其底板为第三纪依安组泥岩和泥质粉砂岩，局部为粉砂岩，构成下部基岩层间水的补给通道。水质以HCO3—Ca 及HCO3—Ca·Na 型水为主，溶解性总固体含量小于250mg/L，为淡水。
4.1.3 全新统下部冲积砂砾石潜水及微承压水含水层
王庸晋
呈条带状分布在区内一级阶地上。讷谟尔河阶地含水层为砂砾石。乌裕尔河区大部为粉质黏土夹砂砾石，水位埋藏深度2 ～17m，含水层厚度3 ～16m，最厚达22.3m，涌水量0.5 ～2.5L/s，最大可能涌水量40 ～800 m3/d，渗透系数2.7 ～4.1m/d，影响半径为14 ～61m，最大达101.7m。水质以HCO3—Na·Ca 型水为主，局部污染后为HCO3·Cl—Na·Ca 型水，溶解性总固体含量均小于300mg/L，为低矿化淡水。
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