本文依托吉林省科技厅重点攻关项目—靖宇矿泉水源保护区地下水模型研究进行选题，针对靖宇玄武岩地区矿泉水中特征组分(HSiO₃^-、Sr²⁺)释放规律、累积释放量、形成原因及其影响因素展开专题研究。靖宇县位于吉林省东南部，长白山西侧，松花江上游。区域属于东亚季风气候区，雨量丰沛。多年平均降水量在600⁸00mm，研究区主要是熔岩台地，主要地貌类型有玄武岩熔岩台地、火山口、火山锥、玛珥湖、堰塞湖、火山湿地，发育有震旦系鞍山群四道砬子河组，零星分布有元古界青白口系、震旦系、古生界寒武系、奥陶系地层；主要地层还有中生界侏罗系及新生界第三系、第四系。赋存有玄武岩空洞裂隙水、松散岩类孔隙水和花岗岩风化裂隙水。地下水的天然露头是泉水，泉水的动态稳定，水质已富含HSiO₃^-和Sr²⁺的HCO₃—Ca型水为主。以吉林长白山靖宇玄武岩地区具有代表性的白浆泉、四海龙湾、飞龙泉、五龙泉、王大山、实验井钻孔67-69m处与实验井钻孔80-83m处的岩石为研究重点。完成了野外试验采取，水化学分析实验、野外水文地质调查、岩样的矿物分析、氧化物和微量元素分析。本区玄武岩矿物基质以斜长石、单斜辉石和磁铁矿为主，只是斜长石的粒度有所不同，其中充填有辉石和磁铁矿颗粒，间粒结构为主，矿物成分基本为斑晶橄榄石-粒状，命名为橄榄玄武岩。主要氧化物为SiO₂和Al₂O₃，主要微量元素为Sr，Ba。本次研究设计室内实验6组，包括水循环—渗透室验、水解浸泡实验、CO₂催化影响实验、碱性对矿泉水特征组分的影响实验、酸性对矿泉水特征组分的影响实验和温度与压强对矿泉水特征组分的影响实验。通过实验对水岩相互作用机理进行研究。水循环—渗透实验：岩石中硅酸前12天内偏硅酸累积释放量在10mg/kg以内，到第32天时，偏硅酸最大累积释放量64mg/kg，截止到第89天，偏硅酸最大释放量达到76mg/kg。岩石中锶截止第92天，锶累积释放量达到1.6mg/kg，最小释放量为1mg/kg。在整个过程中偏硅酸与锶的释放量呈增长趋势，其增长速度逐渐减小。水解浸泡实验：岩石在粉末状态下，偏硅酸的累积释放量前12天内释放速度缓慢，水溶液中偏硅酸含量基本在80mg/kg左右，随后，偏硅酸释放加快，直到第32天，其累积释放量达到150mg/kg后，增速逐渐趋于平缓，在第89天时，各个岩石水溶液中偏硅酸含量达到200mg/kg左右。块状岩石中偏硅酸释放量处于匀速增加状态，截止到第89天时，Q_6块与Q_7块水溶液中偏硅酸的累积释放量分别为80mg/kg和59mg/kg。锶的释放量稳定增加。截止到第89天时，岩样水溶液中锶的累计释放量达到1.7mg/kg。CO₂影响实验：粉末状岩样在初始阶段，偏硅酸的累积释放量增加较慢，在第27天时，偏硅酸累积释放量为95mg/kg左右，随后，其增长的幅度增大，第56天时，偏硅酸累积释放量最大达到了597mg/kg。块状岩样中偏硅酸的释放量随时间的推移不断增大，在第56天时，L_6块与L_7块水溶液中偏硅酸的累积释放量分别为274mg/kg和144mg/kg。岩石中的锶在15天内累积释放量最大值为5.5mg/kg，最小值为1mg/kg。其中析出锶的量有些差距，其原因可能是，释放量较大的岩石中所含锶元素的量较高。碱性对矿泉水特征组分的影响实验：偏硅酸的累积释放量呈不断增长趋势，增速由小变大，达到一定值后，又逐渐趋于平稳。岩石中硅酸在前12天内释放速度缓慢，的水溶液偏硅酸含量基本在50mg/kg左右，截止到第32天时，其中J₇岩样水溶液中偏硅酸的累积释放量达到了245mg/kg，而累积释放量较小的J₆岩样中偏硅酸的含量为180mg/kg。截止到第89天，释放量最大值为349mg/kg，最小值也达到了215mg/kg。岩石中的锶在前8天内释放速度缓慢，岩样的水溶液锶含量基本在0.5mg/kg左右，随后，释放量开始逐渐增大，截止到第92天时，七种岩样水溶液中锶的累积释放量最少的也达到了2.8mg/kg，最大量达到了1.6mg/kg。酸性对矿泉水特征组分的影响实验：岩石中的硅酸在前27天内释放速度较快，水溶液偏硅酸含量在21⁸4mg/kg之间，随后，累积释放量的增速开始减慢，其值变化不大。截止到第85天时，偏硅酸的累积释放量最大值达到95mg/kg，最小值达到28mg/kg。数据显示N₂、N₆、N₇岩样的释放量较高，其原因可能是：矿物成分中，N₂、N₆、N₇矿物成分中长石的含量较多，因此其偏硅酸的释放量也相对较高。温度与压强对矿泉水特征组分的影响实验：偏硅酸的释放量随着温度压强的递增而增加。反应仅一天的时间，在240℃的状态下，其偏硅酸含量就已经达到了3.5mg/kg，在300℃的状态下，其值为4.4mg/kg。说明温度与压强对岩样与水溶液发生溶滤作用影响很大，成正相关。靖宇玄武岩地区含偏硅酸、锶矿泉水的形成是:含CO₂的水垂直下渗至玄武岩裂隙中，经过长期的循环过程，岩石与水发生了水解—沉淀反应，除石英发生微弱溶解外，主要发生复杂硅酸盐和铝硅酸盐（如长石、角闪石、黑云母、橄榄石和辉石等）的不全等溶解，使岩石中的成份一部分形成高岭石、蒙脱石外，一部分进入水中，形成了含Sr和H₂SiO₃的矿泉水。而Sr、H₂SiO₃含量的相对高低，受岩石矿物成份及其性质、岩石的风化程度、元素迁移能力、水的pH值、水中CO₂含量、地下水径流条件、温度和压强等因素的制约。