五大连池因具有类型齐全、典型稀有的火山地质遗迹和储量丰富、疗效神奇的矿泉水资源，相继被评为国家级自然保护区、国家地质公园、世界人与生物圈自然保护区和世界地质公园。位于药泉山矿水区的南、北泉等著名矿泉成分复杂，口感独特，是与俄罗斯高加索矿泉水和法国维希矿泉水齐名的世界著名矿泉，具有重要的科研价值和保护价值。　　 本课题的目的在于应用微量元素和同位素地球化学信息等不破坏矿泉水原生地质环境的方法，深入研究南、北泉等著名矿泉的形成机制，为南、北泉等著名矿泉的保护与开发提出合理化建议。　　 本文通过实验室测定，南、北泉等著名矿泉的Si、Sr、Fe等微量元素的含量较高，达到了饮用天然矿泉水标准或医疗矿泉水标准，Ba的含量也远远高于其它各泉；通过分析各泉水δD～δ18O与东北雨水线关系，得出所有泉都为大气降水补给；通过泉水中锶同位素分析，得出泉水中锶主要来源于印支期花岗闪长岩；将各泉中锶含量与泉水中TDS、钾、钙含量相关性进行分析，反映了锶的来源与泉水中矿化成分的来源是一致的；通过各泉的逸出气体组成与溶解气体组成进行对照分析，各泉水中溶解气体与其逸出气体成分基本一致，都主要由CO2、N2和O2组成，并且溶解气体来源于各泉逸出气体的溶解；各泉逸出气体与水中溶解气体中的δ13C值与克雷格1953年测定的上地幔玄武岩包体δ13C值基本一致，因此可以确定泉中CO2气体来源于地幔岩浆的结晶分异；所有的泉中逸出气体与泉水中的溶解气体的He、Ne同位素组成结果介于大气和上地幔He、Ne同位素组成值之间，说明无论是泉中逸出气体还是泉水中的溶解气体中的惰性气体一个主要来源是上地幔，在向地表运移过程中接受了大气和地壳中惰性气体的混入。　　 综合各泉的水化学特征及其出露的水文地质条件，确定南泉、北泉等富含CO2气体的著名矿泉形成过程为：矿泉出露于五大连池活火山区，火山爆发时，原生岩浆在上升过程中，经历了同化混染与结晶分异作用，产生大量的CO2气体。这些CO2气体沿着岩浆通道不断上升并与循环于一定深度的地下水混溶，形成CO2高压溶水，呈酸性，溶蚀能力强，不断溶蚀围岩，使围岩中的成分进入地下水中，形成高矿化度的原生矿泉水。原生矿水沿断裂向上与白垩系砂岩中的淡水混合并出露地表，即形成了多种成分达到矿水标准的五大连池南、北泉等著名矿泉。