韓繼偉

(成都理工大學 地質(zhì)災害與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室，四川 成都610059)

湯古鄉(xiāng)泉位于四川省甘孜藏族自治州九龍縣湯古鄉(xiāng)黃牛廠，地處九龍縣北部，西與著名景區(qū)伍須海相鄰，北鄰瓦灰山景區(qū)，東與洪壩鄉(xiāng)接壤，省道 S215貫穿境內(nèi)(見圖1)。

圖1 湯古鄉(xiāng)泉地理位置圖

1 出露特征及地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 出露特征

湯古鄉(xiāng)泉位于湯古鄉(xiāng)黃牛廠核拉溝左岸15 m處，泉的地理坐標 29°10＇40″N、101°31＇58″E，泉口出露海拔標高 3 426 m，與溝床水面高差不足 0.5 m，流量約1L/s，季節(jié)性動態(tài)變化不大。泉水水質(zhì)清澈，入口微酸、苦澀，泉口附近有紅棕色鐵銹現(xiàn)象(見圖2)。泉口位置屬川滇南北向構(gòu)造帶北段的西側(cè)，出露于燕山期蘭尼巴黑云母花崗巖巖體(λβ25)與三疊系上統(tǒng)雜谷腦組(T3z)變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖的接觸帶附近，以點狀形式出露地表。

圖2 湯古鄉(xiāng)泉口附近鐵銹現(xiàn)象

1.2 地質(zhì)環(huán)境條件

1.2.1 地形地貌

黃牛廠泉位于九龍縣北部，整體北高南低，山嶺高峻，其最高峰海拔約5 000 m，且4 000 m以上山嶺多縱橫分布，較低處約為3 400 m，海拔高差較大。區(qū)內(nèi)為深切割高山地貌，河谷下部呈明顯“V”形谷，山系屬于大雪山脈。

1.2.2 水文

區(qū)內(nèi)主要水系核拉溝，為九龍河的次級支流，為常年性河流，自北東向南西方向徑流，河床寬約15 m，河床內(nèi)亂石、枯木堆積，河水急流。河流主要接受大氣降水補給及高山融雪補給，水量隨季節(jié)變化大。其中核拉溝發(fā)育多條支溝為蘭尼巴溝、季努溝及鹽水溝等。

1.2.3 地層及構(gòu)造

泉域出露地層為第四系(Q)、三疊系上統(tǒng)侏倭組(T3zh)和雜谷腦組(T3z)及燕山期巖漿巖。由新至老分述如下:

區(qū)內(nèi)第四系地層主要以條帶狀發(fā)育于蘭尼巴、核拉溝東西兩側(cè)，呈南北走向。巖性為未膠結(jié)或半膠結(jié)的砂、卵石、礫石及亞粘土，漂礫，偶有化學堆積。厚度0～100 m。

區(qū)內(nèi)侏倭組(T3zh)出露較少，主要分布于北側(cè)住家牛場、西南角的布租兩個條帶上。以砂巖和板巖互層，巖石條帶構(gòu)造明顯為特征而與上下地層相區(qū)別。碎屑巖具有由南而北、從東向西，自西而東的粒度變細，泥質(zhì)巖石顯著增加的趨勢。在九龍河一帶為變質(zhì)細—粉砂巖偶夾千枚巖。厚度760～2 350 m。

雜谷腦組(T3z)分布于九龍河東西兩側(cè)，大體以灰色變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖為主，夾少量泥質(zhì)巖石為特征與上下地層相區(qū)別。其巖性變化與上覆層“侏倭組(T3zh)”相似，碎屑巖仍具有由南而北、從東向西，自西而東的粒度變細，泥質(zhì)巖石顯著增加的趨勢。厚度1 380 m。

燕山期巖漿巖區(qū)內(nèi)出露巖漿巖為二長巖、正長巖、黑云母花崗巖、閃長巖，以頂天柱正長巖體、蘭尼巴黑云母花崗巖體為主，偶見閃長巖脈。

蘭尼巴黑云母花崗巖巖體(λβ25):地處研究區(qū)東部，近南北展布于合德至色庫溝之間，面積約230 km2，呈巖基產(chǎn)出，主體部分為黑云母花崗巖。巖石呈淺灰色，風化后帶黃褐色，具細?！写至；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石以細中?；◢徑Y(jié)構(gòu)較為常見，僅局部有細?；蛑写至＝Y(jié)構(gòu)，礦物粒度有由巖體中心部位的中粗粒向巖體邊部逐漸變?yōu)橹辛！⒓毩５内厔?，似斑狀結(jié)構(gòu)也較普遍。巖石由微斜長石40% ～45%、斜長石20% ～30%、石英25% ～30%、黑云母3% ～5%及白云母1% ～2%組成。其中，當黑云母析出 Fe2O3后，退色變成白云母。付礦物有獨居石、鋯石、磷灰石、鈦鐵礦、瀝青鈾礦及榍石等。

巖體侵入三疊系中、上統(tǒng)。接觸面向外傾，傾角達50°。外接觸帶角巖化普遍，常見透輝石角巖，夾有矽卡巖。在蘭尼巴與合德間，近巖體邊緣可見頂蓋俘虜體以及圍巖俘虜體。巖體內(nèi)接觸帶見黑云母角閃石石英二長質(zhì)混合巖，在湯古東北住家牛場處寬400～500 m。

頂天柱正長巖體(ε25):位于湯古以北，面積約 9 km2，為頂天柱峰巔(海拔5 424 m)主要巖石。其主體由正長巖組成，邊緣為二長巖。巖體侵入三疊系上統(tǒng)，接觸面內(nèi)傾。巖體東側(cè)近西傾，傾角 60°～70°;西側(cè)近東傾，傾角約40°。外接觸帶受熱變質(zhì)現(xiàn)象明顯，角巖化普遍，以條帶狀石英角巖夾板巖較常見，出露寬150～200 m。具體地層情況見表1。

表1 湯古鄉(xiāng)泉泉域地層簡表

研究區(qū)位于川滇南北向構(gòu)造帶北段的西側(cè)，加之中古斷層的波及，區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡較為復雜(見圖3)。

主要的北向褶皺有合德背斜和九龍向斜。其中合德背斜的北端位于合德附近，軸線340°～350°，長約25 km，寬約15 km。軸部為燕山期花崗巖以及三疊系中統(tǒng)杉木坪子組和兩叉河組;西翼為三疊系上統(tǒng)雜谷腦組和侏倭組;東翼與大雪山向斜相連，由三疊系上統(tǒng)垮基組和獻幾熱組組成。背斜軸部幾乎全部被花崗巖體占據(jù)，僅北傾伏端和東翼地層較完整。背斜北端合德一帶約以40°傾角向340°方向傾沒，東翼傾角 45°～60°，北端的西翼傾角 40°～60°。背斜的南傾沒端已為侵入巖體所占據(jù)，輪廓不夠清楚。九龍向斜北起瓦灰山，經(jīng)九龍城東向南延至踏卡以北，縱貫整個區(qū)域。軸部為“新都橋組”，兩翼為“侏倭組”。研究區(qū)出露九龍以北向斜北段，軸線呈南北向。西翼常見倒轉(zhuǎn)，約以80°傾角向西傾;東翼一般以70°～80°傾角向西傾，即向斜北段軸面向西傾。

中古斷層的走向為北北東，北延至卡瑪溝溝以南，向南止于中古南西，出露長十余公里。斷層破碎帶上常有數(shù)米寬的糜棱巖帶，屬壓扭性斷裂。

1.3 水文地質(zhì)條件

1.3.1 含水巖組及富水性

根據(jù)石棉、貢嘎地區(qū)1:50萬區(qū)域水文地質(zhì)普查報告和1:20萬九龍幅區(qū)域地質(zhì)普查報告，結(jié)合地層巖性特征，對研究區(qū)地層富水性進行劃分。

富水性相對較好的地層主要有三疊系上統(tǒng)雜谷腦組(T3z)，巖性為灰色變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖夾少量泥質(zhì)巖石;燕山期蘭尼巴黑云母花崗巖巖體(λβ25)及頂天柱正長巖體(ε25)。

富水性相對較弱的地層主要為第四系未膠結(jié)或半膠結(jié)的砂、卵石、礫石及亞粘土;三疊系上統(tǒng)侏倭組(T3zh)砂巖和板巖互層。

圖3 湯古鄉(xiāng)泉遙感地質(zhì)圖

1.3.2 地下水類型

按地下水的含水介質(zhì)特征，研究區(qū)地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水。

松散巖類孔隙水主要分布于蘭尼巴、核拉溝東西兩側(cè)，以第四系未膠結(jié)或半膠結(jié)的砂、卵石、礫石及亞粘土地層為主。第四系厚度較薄，巖性比較混雜，透水性差，含水貧乏，單井涌水量＜100 t/d。

區(qū)內(nèi)基巖裂隙水主要為構(gòu)造裂隙水，按照含水巖組富水性又可分為水量豐富、水量中等的2個富水等級。

水量豐富的:主要集中分布于九龍河東西兩側(cè)，含水巖組包括三疊系上統(tǒng)雜谷腦組(T3z)、燕山期蘭尼巴黑云母花崗巖巖體(λβ25)及頂天柱正長巖體(ε25)，為研究區(qū)主要的地下水類型。本含水巖組受合德背斜、九龍向斜及中古斷層構(gòu)造的影響，構(gòu)造裂隙發(fā)育，透水性好，常見泉流量 ＞1 L/s，平均地下徑流模數(shù)3～6 L/s·km2。

水量中等的:主要以條帶狀分布于北側(cè)住家牛場、西南角的布租，含水巖組為三疊系上統(tǒng)侏倭組(T3zh)。巖性為砂巖和板巖互層，透水性一般，常見泉流量0.1～1 L/s，平均地下徑流模數(shù)1～3 L/s·km2。

2 泉的化學特征及水質(zhì)評價

2.1 出露化學特征

為查明湯古鄉(xiāng)泉水來源，于2013年3月開展現(xiàn)場勘查和水樣采集工作。共采集3份水樣，進行飲用天然礦泉水水質(zhì)檢驗，結(jié)果(見表2)所示。泉水pH值5.8，呈弱酸性;礦化度為 1 928.3 mg/L，屬于微咸水。

表2 湯古鄉(xiāng)藥泉水質(zhì)分析結(jié)果

通過圖4可知，藥泉泉水的地下水類型為 HCO3—Ca，堿土金屬 Ca2+、Mg2+含量超過堿金屬 K+、Na+，以弱酸根HCO3-為主，碳酸鹽硬度超過50%。

地下水的圍巖是地下水中物質(zhì)成份的最主要來源，對巖石和地下水的元素和化合物之間的聯(lián)系的研究，在解釋地下水中物質(zhì)成份的形成中起著主導作用。地下水中所包含的各種元素，在圍巖中呈不同溶解度的化合物的形式存在，只有在適宜的pH值、Eh值等(見表3)條件下，才可能被地下水適當分解。

從表3中看出，巖石中的二氧化硅含量高達73.10%，構(gòu)成泉水中偏硅酸來源的物質(zhì)基礎(chǔ);泉水中 Fe3+、Fe2+的含量高達16.16 mg/L，主要來自于黑云母礦物中 Fe2O3、FeO的析出;黑云母花崗巖中 Mn的含量可達40.9×10-3，且鐵、錳多為伴生礦，含鐵離子高的地層也會存在一定數(shù)量的錳，導致泉水中錳的含量為0.726 mg/L;由于黑云母花崗巖中存在一定數(shù)量的硼，加上當?shù)鼐用袷褂没手率雇寥乐袣埩粢欢〝?shù)量的硼，泉水中硼酸鹽的含量可高達22.47 mg/L。

表3 湯古蘭尼巴黑云母花崗巖巖石氧化物及微量元素含量表

當然，巖石中的化學成份和元素含量的多少并不能代表地下水中的化學成份和元素的含量有相應的變化。地下水中的元素和化學成份的含量更重要的取決于圍巖中元素的存在形式及其 pH值、Eh值等。

圖4 藥泉泉水的piper三線圖

2.2 泉水水質(zhì)評價

泉水質(zhì)清澈，無懸浮物和膠粒，渾濁度為1.1NTU;無色無味，入口微酸、苦澀。據(jù)現(xiàn)場實測，泉水溫度8.4℃，pH=5.8，電導率 1 929 μs/cm，鹽度 956 ppm，礦化度 1 928.3 mg/L，為微咸水，屬于 HCO3—Ca型水。

按照《飲用天然礦泉水》(GB8537-2008)，對泉水進行飲用天然礦泉水水質(zhì)檢驗(見表4)。

由表4可知，鋰、鍶、偏硅酸、游離二氧化碳、溶解性總固體共5項指標符合界限指標要求，但有錳及硼酸鹽超過飲用礦泉水限量標準，分別為 0.726 mg/L、22.47 mg/L。

湯古鄉(xiāng)泉有5項指標達到《飲用天然礦泉水》命名濃度標準，是一種罕見的礦泉，在許多地方這類泉被稱為藥泉，少量飲用具有治病的作用。但由于泉水中鐵、錳含量較高，分別高達 16.16 mg/L、0.726 mg/L，已超過國家限量標準，不宜直接飲用。

3 泉的成因分析

湯古鄉(xiāng)泉位于合德背斜近軸部，地處燕山期蘭尼巴黑云母花崗巖巖體與三疊系上統(tǒng)雜谷腦組變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖的接觸帶附近。由于冷凝收縮，以及冷凝較晚的巖漿流動產(chǎn)生的應力，再加上合德背斜軸部受到的較為集中的構(gòu)造應力，脆性的花崗巖巖體中發(fā)育張開裂隙，雖然一般較為稀疏，但延伸遠，具有較好的導水性，常形成近乎垂直的帶狀構(gòu)造裂隙含水系統(tǒng)。

泉主要接受大氣降水補給，通過背斜軸部深部發(fā)育的張開裂隙向西翼滲流。地下水在長距離的緩慢徑流中，不斷與蘭尼巴黑云母花崗巖發(fā)生溶濾作用，且水中的相對高濃度的Ca2+反過來置換黑云母花崗巖中原有的部分 Fe3+，導致地下水中 Fe3+、Fe2+含量顯著增加。歷經(jīng)長距離的緩慢徑流后，地下水沿侵入體蘭尼巴黑云母花崗巖與三疊系上統(tǒng)雜谷腦組變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖接觸帶附近的構(gòu)造裂隙上升出露成泉，屬于接觸帶泉。由于地下水中富含的鐵、錳離子遇空氣易氧化而生成紅棕色沉淀，因此泉口附近可見紅棕色鐵銹現(xiàn)象。由于泉點補給的源遠流長，接觸的巖層成分多，成分復雜，地下水礦化度一般普遍較大，本次實測為1 928.3 mg/L;泉水流量約1 L/s，據(jù)老鄉(xiāng)反映，該泉泉水流量較為穩(wěn)定，季節(jié)性動態(tài)變化較小 (見圖5)。

圖5 湯古鄉(xiāng)泉A-Aˊ剖面圖

表4 飲用天然礦泉水水質(zhì)標準及評價結(jié)果 mg/L

4 開發(fā)建議

湯古鄉(xiāng)泉被當?shù)厝俗u為“神泉”，平日慕名而來飲療者絡繹不絕。凡飲者俱證，確有治療胃病的神奇功效。泉水中含有多種有益于身體健康的微量元素，如:Li、Zn、Fe、Si、Cu、Sr和Se等，有的元素達到理療水的指標。根據(jù)微量元素與人體健康相關(guān)關(guān)系及礦泉醫(yī)學的研究成果，富含多種微量元素的礦泉水的理療作用，值得探討。

按照《天然礦泉水資源地質(zhì)勘查評價規(guī)范(初稿)》(GB/T13727—200X)，泉水中鐵、偏硅酸含量分別為16.16 mg/L、98.48 mg/L，超 過 國 家 標 準 (GB/T13727—200X)的 10 mg/L、50 mg/L，可命名為理療鐵水或理療硅酸水。

4.1 理療鐵水

鐵參與血紅蛋白、細胞色素及各種酶的合成，激發(fā)輔酶A等各種酶的活性，是體內(nèi)氧化還原反應酶的激活劑。人體缺鐵會發(fā)生貧血，免疫功能產(chǎn)生障礙和多種新陳代謝紊亂，正常成年人，每日約排出0.8毫克鐵，須從食物中吸收這個量來維持平衡。但鐵的吸收率甚低，只有攝入量的5%，尤其貧血患者胃酸分泌衰弱者居多，更降低了攝取鐵的能力，而含鐵的酸性礦泉有提高胃的酸度的作用，且鐵在酸性礦泉水呈Fe3+、Fe2+，尤利于人體吸收，有助于病后康復。

4.2 理療硅酸水

硅對人體主動脈硬化具有軟化作用，可以降低關(guān)節(jié)炎和冠心病的發(fā)病率。芬蘭和英國均發(fā)現(xiàn)水中硅含量高的地區(qū)冠心病死亡率低，反之則較高。國內(nèi)湖南平江、湖北宣城、河南陜縣等地飲用硅酸水的人群有健康長壽的現(xiàn)象，并且未發(fā)現(xiàn)癌癥患者。硅有治療胃病，壯骨骼促生長、防止心血管病及抗衰老的作用。

鑒于湯古鄉(xiāng)泉水具有上述理療功效，可將泉處理后作為開發(fā)利用。

5 結(jié)語

(1)湯古鄉(xiāng)藥泉地處九龍縣北部湯古鄉(xiāng)黃牛廠，位于核拉溝左岸溝谷15 m處，海拔標高3 426 m，高出河床底部2 m左右，以點狀形式出露地表，流量約1 L/s，季節(jié)性動態(tài)變化不大。泉水水質(zhì)清澈，入口微酸、苦澀，泉口附近有紅棕色鐵銹現(xiàn)象。

(2)區(qū)內(nèi)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。其中核拉溝兩側(cè)卵石、礫石及亞粘土地層，主要賦存松散巖類孔隙水。此外出露地層三疊系上統(tǒng)雜谷腦組(T3z)、侏倭組(T3zh)砂巖，燕山期蘭尼巴黑云母花崗巖巖體(λβ25)及頂天柱正長巖體(ε25)，主要賦存基巖裂隙水。

(3)藥泉泉水的地下水類型為 HCO3—Ca，礦化度為1 928.3 mg/L，水中含多種礦物成分，其中鋰、鍶、偏硅酸、游離二氧化碳、溶解性總固體共5項指標符合界限指標要求，大多數(shù)微量元素均符合限量指標，僅有錳及硼酸鹽超標。

(4)藥泉主要接受大氣降水補給，通過背斜軸部深部發(fā)育的張開裂隙向西翼滲流。地下水在長距離的緩慢徑流后，地下水沿侵入體蘭尼巴黑云母花崗巖與三疊系上統(tǒng)雜谷腦組變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖接觸帶附近的構(gòu)造裂隙上升出露成泉，屬于接觸帶泉。

(5)該泉水富含多種有益于人體健康的微量元素，具有很好的理療作用，且泉水流量較為穩(wěn)定，季節(jié)性動態(tài)變化較小，加之交通便利，擁有很高的開發(fā)價值。

[1]區(qū)域水文地質(zhì)普查報告.九龍幅[D].中國人民解放軍730部隊.1978.

[2]石棉.貢嘎地區(qū)綜合水文地質(zhì)圖[J].中國人民解放軍00935部隊.1980.

[3]天然礦泉水資源地質(zhì)勘查評價規(guī)范(初稿).(GB/T13727—200X).

[4]飲用天然礦泉水(GB8537-2008).