苏春田;黄晨晖;邹胜章;谢代兴;赵光帅;唐建生;罗飞;杨杨
【摘 要】为掌握新田县地下水锶富集环境及来源,对新田县富锶地下水及对相应地质剖面岩样进行采样分析.结果表明,富锶地下水赋存于泥盆系佘田桥组地层中,地下水锶元素含量具有泥盆系佘田桥组(D3 s)>石炭系岩关阶(C1 y)>泥盆系锡矿山组下段(D3 x 1)>泥盆系棋子桥组(D2 q)的规律;下降泉、机井中锶元素含量平均值分别为376.57μg·L-1、2756.87μg·L-1,分别是饮用天然矿泉水锶含量最低限值的1.88倍、13.78倍,机井锶元素平均含量远高于下降泉,是其7.32倍;佘田桥组地层岩性为中薄层浅灰泥灰岩夹灰岩、页岩,岩石中锶含量普遍大于300 mg·kg-1,最高含量为838 mg·kg-1,是地下水中锶元素主要来源.地层平缓的产状、低的降水入渗系数、面状补给、分散渗流为富锶地下水的形成提供了水文地质基础.%This work attempts to better understanding the enrichment environment and sources of strontium in groundwater in Xintian county,Hunan Province.Groundwater and rocks on geological profiles were sam-pled and analyzed.The results showed that,(1)Rich-strontium groundwater is present in the strata of D3 s , with contents in order for strata,D3 s >C1 y >D 3 x 1 >D2 q ;(2)The average contents of strontium element of springs and shafts are 376.57μg·L-1 and 2,756.87 μg·L-1 ,respectively,1.88 times and 13.78 times the natural mineral water,respectively.Strontium element contents of shafts are much higher than that of de-scending springs,7.32 times the descending spring;(3)The lithology of D3 s is medium-thick or thin layers of light grey marls,intercalated with limestone and shale,in which strontium contents are generally more than 300 mg · kg-1 ,with the highest was 838 mg · kg-1 ,which is the primary source of strontium in groundwater;(4)Many conditions have contributed to the formation of rich strontium in groundwater,such as gentle strata,the low coefficient of precipitation infiltration,planar supplies,and scattered seepage.
【年(卷),期】2017(036)005
【总页数】桑植县人民政府网合江天气预报6页(P678-683)芦芽山景区简介
【关键词】富集环境;岩溶;锶;来源分析;湖南新田
【作 者】苏春田;黄晨晖;邹胜章;谢代兴;赵光帅;唐建生;罗飞;杨杨
【作者单位】中国地质大学(武汉)环境学院,武汉 430074;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林 541004
【正文语种】五华县中 文
【中图分类】P641.3
锶是岩石圈上部含量最大的微量元素，同时锶也是人体必须的微量元素之一，对人及其它
动物生理机能具有重要的生物学意义及毒理学意义［1－4］。锶广泛分布于自然界，但分布不均，在粘土、砂中含量最低，在海相沉积的碳酸盐岩中含量最高［3］。围岩中的锶是地下水锶元素的物质来源，不同地层、不同岩性的富锶地下水中，锶元素浓度也有明显差异，赋存于不同岩性水中锶平均含量具有碳酸盐岩﹥碎屑岩﹥变质岩﹥喷出岩﹥新生代松散层﹥中酸性侵入岩的规律［5］，同是碳酸盐岩，地下水中锶又具有生物碎屑灰岩﹥纯灰岩﹥白云岩的规律［6］。能否形成富锶地下水，水的侵蚀性、温度、pH值、造岩矿物的风化破碎程度、水交替强度、溶滤时间、岩石锶元素含量等是重要的影响因素［7］。
富锶矿泉水在中国分布相对比较广泛，新疆地区［8］主要分布于石炭系、二叠系、三叠系碳酸盐岩、火山碎屑岩及硅酸盐中，成因类型可分为构造断裂深循环淋溶型、裂隙浅循环淋溶型、补给富集埋藏型；陕西省［9］；东北松嫩平原中部麦肯泡地区［4］主要含水层为第四纪砂、砂砾石层中；河北邯郸和村－孙庄盆地［10］含水层为奥陶系中统峰峰组二、三段的岩溶裂隙，锶元素来源碳酸盐岩和岩浆岩；河北曲阳嘉山地区［11］赋存于太古界阜平组黑云斜长片麻岩中；五大连池药泉山［12］地下水中锶来源于华力西期花岗闪长岩；深圳市东湖区［13］地下水微量元素锶主要来源于钾长石、钙长石；青岛西北地区［14］主要赋存于橄榄安粗岩系，岩性为安山玄武岩、粗安岩基各种凝灰质火山碎屑岩等；
2016年湖南新田县发现大型富锶地下水田，面积约176.7km2［15］，在西南岩溶区，乃至全国实属罕见，开采潜力巨大。由于潜在的、巨大的市场需求以及经济效益，饮用天然矿泉水作为一种安全、卫生、可恢复性的特殊资源而备受各级政府的高度重视［16］，矿泉水开发已成为贫困山区脱贫致富的主要手段之一。
目前对于富锶地下水的研究主要集中在赋存条件、水质评价、地球化学特征等方面研究［8－14］，主要为非岩溶区，针对西南岩溶区富锶地下水的研究则较少，胡进武等［1］、祁晓凡等［17］分别以桂林地区和广西弄拉、平果龙何屯地区地下水为例，研究了岩溶水锶元素的水文地球化学特征；康志强等［18］以贵州荔波板寨地下河为例，通过分析锶的水文地球化学特征，研究水循环的降水效应。但上述研究地区地下水锶元素含量均较低，未达到国家饮用天然矿泉水锶元素的限值。本文以湖南新田县为例，通过对地下水锶富集环境以及锶元素来源的分析，以期为揭示其形成机理，为当地发展富锶矿泉产业提供技术支撑。
新田县位于湖南省南部，岩溶区面积占全区总面积超70%，地势具有北西部高、南东低的特点，最高山峰主峰海拔1 080m，最低点新田河出口处，海拔147m，地貌以峰林谷地、峰林平原为主，次为峰丛洼地和岩溶丘陵－垄岗，北部为非岩溶区。
地层除缺失泥盆系下统、二叠系、三叠系、第三系外，从下古生界寒武系到新生界第四系均有分布。下古生界中上寒－志留系主要为一套浅变质的海相碎屑及泥质沉积，厚度3 564～5 600m；上古生界泥盆系、石炭系，以浅海相碳酸盐类沉积为主，次为陆相及滨海相碎屑沉积，其中泥盆系相变较大；中生界侏罗系—白垩系均为陆相红碎屑沉积，与下伏地层呈不整合接触；而新生界第四系以残坡积物为主，冲积物次之，残坡积物分布广且薄，冲积物主要分布于河谷两岸。新田县位于南岭巨型纬向构造带的北部，祁阳弧形构造带的南缘，经历了多次构造运动，形成了以加里东—印支期的东西向构造、南北向构造与印支—燕山期的新华夏系构造、NE向、NNW向构造等多期构造的复合，对水文地质条件和岩溶发育与分布起着严格的控制作用。
广东十大自驾游推荐
新田县属亚热带湿润季风气候，年平均气温18.1℃，多年年平均降水量分别为1 444.5mm，其中4－6月最集中，占全年总降水量43%，多年平均蒸发量1 442.3mm。
2016年5－8月，对研究区出露的下降泉、岩溶大泉、地下河出口、机井进行采样（图1），采样前需用地下水洗三遍纯净水瓶，共采集样品数量为103组，涉及地层包括泥盆系中统棋子桥组（D2q）、泥盆系上统佘田桥组（D3s）和锡矿山组（D3x）以及石炭系下统
岩关阶（C1y），样品带回实验室由中国地质科学院岩溶地质研究所实验室完成测试分析，Sr采用火焰发射光谱法。
2016年5－6月，对研究区出露的泥盆系佘田桥组（D3s）地层进行地质剖面测量，并采集不同部位的岩石样品，采集岩石样品数量为13组，样品带回实验室由国土资源部长沙矿产资源监督检测中心完成测试，锶采用封闭酸溶－电感耦合等离子体质谱法（ICP－MS）测量。
根据饮用天然矿泉水（GB8537－2008）Sr元素标准，对研究区不同地层地下水样品取样分析可知（表1），Sr元素含量大于200μg·L－1的地下水赋存于泥盆系佘田桥组（D3s）地层中，其它地层地下水Sr元素含量均小于200μg·L－1，地下水Sr元素含量具有泥盆系佘田桥组（D3s）＞石炭系岩关阶（C1y）＞泥盆系锡矿山组下段（D3x1）＞泥盆系棋子桥组（D2 q）的规律，佘田桥组（D3s）地下水Sr元素平均含量是其它地层地下水Sr元素平均含量的19.57～43.03倍。泥盆系佘田桥组（D3s）岩性以泥灰岩为主，其它地层以灰岩、白云质灰岩为主，说明地层岩性是影响地下水Sr元素含量高低的重要因素。
