河北承德偏硅酸矿泉水成因模式:岩石风化与水岩作用证据

【研究目的】承德地处京津冀水源涵养功能区，矿泉水资源丰富，研究其赋存分布与形成机制对矿泉水可持续利用与水源涵养优化具有重要意义。【研究方法】采用岩石地球化学和水化学分析、化学风化指数、矿物表面微观形态分析，同位素示踪等方法系统梳理了研究区地下水偏硅酸空间分异的影响因素，从岩石风化与水化学耦合角度探讨了偏硅酸矿泉水的成藏机制。【研究结果】结果表明：研究区常温水体偏硅酸含量达30 mg/L以上样品占比达5.16%，地热水偏硅酸平均含量达61.76 mg/L。偏硅酸矿泉水成藏受岩石风化和地质构造控制，风化酸性介质影响，水化学形成作用制约。风化敏感程度愈高，易风化矿物含量愈高的含水介质赋存地下水偏硅酸含量愈高。研究区硅酸盐岩总体处于初等化学风化——长石类矿物和辉石等镁铁质矿物风化形成高岭石、蒙脱石和伊利石阶段。构造深部幔源CO₂、工矿活动和人类生产生活输入的外源硫酸和硝酸共同参与岩石风化脱硅过程，偏硅酸矿泉水、地热水温泉出露处多为构造复合部位或主干断裂与次级断裂的交汇部位。【结论】承德市偏硅酸矿泉水成因模式可概化为构造断裂深循环淋溶型、风化裂隙浅循环淋溶型和层间孔隙裂隙-补给富集埋藏型3类。植被覆盖较好的玄武岩、火山碎屑岩、陆源碎屑岩流域山前宽缓沟谷与导水断裂交汇带，侵入岩导水导热断裂带、侵入岩与围岩接触带，花岗岩、片麻岩和陆源碎屑岩与碳酸盐岩接触带为偏硅酸矿泉水开采潜力区。创新点：（1）从岩石风化与水岩作用水化学耦合角度探讨了偏硅酸矿泉水的成藏机制；（2）系统总结了承德市偏硅酸矿泉水空间分布的影响因素与成因模式。

Formation mechanism of metasilicate mineral water in Chengde, Hebei Province: Evidence from rock weathering and water-rock interaction