冀北坝上一带玄武岩地区广布富偏硅酸地下水，研究其形成机制及其水岩作用过程对矿泉水的合理开发利用与京津冀水源涵养功能具有重要意义。结合玄武岩地质建造地下水赋存特征，综合利用水化学分析，玄武岩岩石风化机制，水岩相互作用矿物平衡体系，δD、δ¹⁸O和δ¹³C同位素、¹⁴C放射性同位素测年等方法，剖析了汉诺坝玄武岩偏硅酸矿泉水形成的岩石地球化学风化和水文地球化学过程及地质建造制约因素。结果表明，研究区矿泉水为低矿化度的HCO₃- Ca·Mg型与HCO₃- Na·Ca型水，矿泉水形成类型有构造断裂深循环淋溶型和层状补给富集埋藏型两类。上层古风化壳地下水¹⁴C校正年龄约为4050a，地下水可溶性无机碳来源于土壤CO₂与幔源CO₂的混合作用。偏硅酸矿泉水的形成与分布受玄武岩地质建造制约，岩石地球化学特征、岩石风化地表过程、水文地球化学响应过程控制。地下水中偏硅酸主要来源于玄武岩中斜长石、单斜辉石、镁橄榄石等硅酸盐矿物的风化水解；岩石矿物风化的水化学响应过程受溶滤作用控制，阳离子交换作用影响。