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天然矿泉水资源是一种重要的矿产资源。我国的饮用天然矿泉水资源丰富，分布广泛，且水质优良。广东省境内饮用天然矿泉水资源十分丰富，是国内饮用矿泉水资源开发最早的地区之一。广东省内饮用天然矿泉水类型主要以偏硅酸型矿泉水为主，占80％以上。
广州市帽峰山地区内偏硅酸矿泉水资源丰富，截止1989年，沙田、南湖、龙洞、茅岗、汉田、头陂、百足村、白山洞、大源洞、荔枝山等地的偏硅酸矿泉水均作了勘察并先后进行开发利用。自1992年至今，金龟、来利、长寿村、圣八宝、乐百氏(1、2)、聚龙山等矿泉水源地的勘察评价不断开展，并均通过省级、国家级评审，获得鉴定证书。
广州市饮用天然矿泉水资源丰富，偏硅酸矿泉水水源地占其中的绝大部分。该地区虽是我国饮用天然矿泉水资源开发最早的地区之一，但对于该区饮用天然矿泉水的其空间分布规律和水文地球化学特征的认识严重滞后于市场开发，这严重影响到该类地质资源的保护和合理开发。
本文基于广州帽峰山地区偏硅酸矿泉水点的实际资料的收集与整理，依据大量基础资料及水质分析资料，对该地区偏硅酸矿泉水形成及赋存的地质-水文地质条件、矿泉水水质特征、分布规律进行分析研究。本研究分析广州帽峰山地区饮用天然矿泉水形成的地质背景以及其分布规律，探讨偏硅酸矿泉水的水化学特征以及其形成的地质、水文地质条件，并以广州太和镇偏硅酸矿泉水水源地为例分析饮用天然矿泉水水源地的典型含水系统，分析该地区偏硅酸矿泉水的水文地球化学特征，并利用水文地球化学模拟软件PHREEQC对该区偏硅酸矿泉水形成的化学过程进行模拟，进而论证该区偏硅酸矿泉水的形成机理，通过研究分析得出如下结论：
(1)通过对收集到的广州帽峰山地区的偏硅酸矿泉水水源地的勘察资料分析，区内偏硅酸矿泉一般分布于低山丘陵区的震旦系混合变质岩地层中的断裂带附近或断裂带交汇处，常见矿泉水点沿构造呈线状排列现象。地形控制着地下水的流向，而构造则构成地下水赋存、运移、出露成泉的重要条件。
(2)依据区内自然地理及水文地质条件对区内地下水补给来源进行分析研究，得出研究区纬度低，临近海洋，属亚热带季风气候，雨量充沛，地下水补给来源丰富，使天然出露的矿泉水一般水量较大。
(3)取区内典型偏硅酸矿泉水源地白山洞地区地下水样，对地下水的水质特进行分析总结，区内偏硅酸矿泉水主要是渗入、溶滤成因的低矿化度的淡水，一般含盐量为57～208.5mg/l，偏硅酸含量一般大于30mg/l，偏酸性，HCO3-Na、Ca型水。
(4)对白山洞地区矿泉水形成的地质条件及水文地质条件进行分析，依据物探及钻孔资料显示，区内矿泉水成矿带的偏硅酸型矿泉水赋存于震旦系混合片麻岩为主的构造裂隙和风化裂隙中，受区内广从断裂和瘦狗岭断裂构造控制，是浅层地下水。偏硅酸型矿泉水的形成与矿泉水赋存的岩性特征、构造性质以及周边地理环境都有着密切关系。地下水中偏硅酸的富集与地质环境关系密切，与围岩中该元素的丰度有直接关系。
(5)广州帽峰山地区偏硅酸矿泉水的分布主要受到多级次构造的控制和影响，多期、多阶段的构造运动和广泛的岩浆侵入活动形成的构造，给矿泉水的形成创造了有利的地质条件。多级次的构造裂隙及风化作用下形成的风化裂隙为地下水的赋存和水岩作用提供了空间，并且为地下水的运移提供了通道。
(6)结合以往研究经验及研究区特殊的水文地质条件，从物质基础、构造条件及水岩作用角度综合分析区内偏硅酸矿泉水形成机理。该区硅酸盐及硅铝酸盐矿物类岩石是偏硅酸矿泉水形成的物质基础。PH偏低的大气降水补给地下水，使得地下水中[H+]含量增加呈现偏酸性。偏酸性的地下水，[H+]的存在有利于长石类矿物的溶解，同时与外界联系紧密的开放条件，也为硅酸盐矿物的溶解等一系列水岩作用发生进而形成偏硅酸矿泉水提供有利条件。非晶质二氧化硅及长石类矿物的水解是水中Si(H4SiO4)的主要来源，副矿物的溶解也增加了地下水溶液中Si(H4SiO4)的含量，而H4SiO4水解使得偏硅酸含量达到一定的标准就形成了偏硅酸地下水。
(7)以白山洞地区为例，根据该区地质-水文地质条件以及所测得的大量偏硅酸矿泉水水化学资料等，运用PHREEQC地球化学模拟软件计算地下水化学组分的存在形式和各种矿物的饱和指数，利用PHREEQC反向路径模拟来对研究区天然矿泉水形成过程中发生的水化学作用进行水文地球化学模拟，论证偏硅酸形成规律。由地下水溶液中各组分的分布模型，不难看出地下水溶液Si元素则主要是以H4Si04存在。对地下水中矿物的饱和指数计算可知，地下水沿水流路径上石英、玉髓、Si02(a)不断溶解进入地下水使得地下水中该类组分不断趋于饱和或过饱和，而云母、方解石沿地下水的水流方向含量呈增加趋势，进而地下水中Si(H4SiO4)含量是沿地下水流方向不断增加的。由水流路径上的反应模拟得出，沿水流路径主要的水岩作用为石英、SiO2、钾长石、斜长石等矿物不断水解，使得地下水中的Si(H4SiO4)含量增加。而开放的地下水系统不断有氧气和二氧化碳进入，这样的条件下硅酸盐矿物的水解和碳酸化作用，同样使得地下水水中Si(H4SiO4)不断增加，H4SiO4进一步水解使得地下水中偏硅酸的含量达到一定的标准，进而形成偏硅酸水。
本研究通过对广州帽峰山地区地质-水文地质条件的分析，对区内偏硅酸矿泉水的赋存条件、水质特征、水化学场特征等进行研究，进而揭示了该区偏硅酸矿泉水的形成机理。从量化的角度，采用理论研究与实例分析研究相结合，多学科交叉、多方法并用，利用水化学资料、运用水文地球化学模拟软件，开展天然偏硅酸矿泉水形成机理的研究，查明并论证了研究区内偏硅酸矿泉水的形成原因及其演化过程，为矿泉水资源的研究及开发利用提供了理论依据。