报告对该泉水水质进行评价。
分析结果表明，该山泉水中微量元素锶（Sr）和钒（V）含量均达到界限指标与国家标准[6]，检测结果表明，锶含量0.334～0.780 mg/L，钒含量0.029 6～0.072 0 mg/L。主要组分有溶解性总固体341～451 mg/L，钠含量0.97～64.80 mg/L，钾含量0.44～0.93 mg/L，钙含量40.8～55.8 mg/L，镁含量7.57～11.30 mg/L，重碳酸根含量148～262 mg/L，氯化物含量7.43～8.36 mg/L，硫酸根含量47.9～85.2 mg/L，变化较小，水质动态稳定（表1）。水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，水化学类型稳定。
2.2 水质评价
S02泉水无色、无味、无嗅、透明纯净（表2），泉水中锶（Sr）的含量为0.334～0.780 mg/L，钒含量为0.029 6～0.072 0 mg/L（表3），污染物指标（表4）、各项限量指标（表5）、微生物指标（表6）也均符合国家标准[6]，可命名为含钒锶饮用天然矿泉水，长期饮用对人体起到保健作用。
钒并无国家规定标准[8]，但钒是人体正常生长所必需的微量元素，具有降低血糖的作用，含钒水可以改善及增强人体各方面代谢功能，从而可以改善与缓解糖尿病患者多种综合代谢障碍。
2.3 水量动态
2017年3—12月对编号为S02的泉眼进行了流量的动态观测工作，观测频率为每月3次。观测结果表明，最大泉流量出现在2017年8月，为6.47 m3/h;最小泉流量出现在2017年4月，为5.09 m3/h。
泉流量随降水补充略有变化，2017年3—5月为枯水期，降水量很小，随向下游径流及排出水量消耗减压，泉流量略有减小，平均流量为5.10 m3/h。6—9月为丰水期，降水量较大，地下水得到补充，泉流量增大，平均流量为6.05 m3/h。10—12月为平水期，泉流量介于两者之间，平均流量为5.25 m3/h。
3 成因分析
3.1 矿泉水形成的地质构造条件
地下水的运移和富集既与地层、岩性有关，又受地质构造控制[9]。区内节理十分发育，纵横交错。其结构面力学性质均系张性、张扭性，开启程度好，裂隙空间导水性强，这为地下水的移运和富集提供了理想的通道和赋存空间。大气降水沿节理裂隙入渗补给，由于区域地壳间歇性上升，地表水下蚀作用，在厚层砂岩（K9、K10、K11）与下伏砂质页岩接触处形成多处侵蚀下降泉。
3.2 矿泉水形成的岩石地球化学条件
地下水化学成分形成主要取决于碎屑岩的矿物成分、化学成分[10]。通过对区内出露岩性连续采样（图3a、图3b）及光谱分析（表7）可知，区内岩性普遍含有元素钒和锶，但是不同岩性之间的含量差异较大。其中上石盒子组、下石盒子组中浅色砂岩中钒和锶的含量普遍较低，钒的含量为0.002%～0.008%，锶的含量为0.002%～0.008%。上石盒子组碎屑岩中砂质页岩中锶含量最高达0.045%、钒含量最高达0.017%，铁锰结核锶含量达0.036%、钒含量达0.017%。
因此，张华沟内钒和锶主要赋存于锰铁质结核和各色砂质页岩中，在水解的过程中为水中钒、锶的来源提供了物质基础。
3.3 矿泉水形成的水文地球化学条件
碎屑岩裂隙水化学成分的主要作用是大气降水入渗和裂隙水在碎屑岩中贮存、运移过程中对岩石各类矿物质的溶滤作用（溶滤作用是一种复杂的物理化学作用），影响溶滤作用的因素很多，但主要与岩石的矿物成分、化学成分和大气降水成分有关[11]。
3.3.1 裂隙水主要组分（即流量组分）形成 张华沟内上石盒子组碎屑岩主要为长石石英砂岩、各色砂质页岩，主要矿物成分为长石、石英和黏土矿物，主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MnO、Na2O等，降水入渗和裂隙水在碎屑岩中贮存、运移过程中对矿物溶滤（物理化学作用）[12]，在裂隙水中形成了主要阳离子Ca2+、Na+、Mg2+和主要阴离子HCO3-、SO42-。
3.3.2 裂隙水中界限指标元素形成
1）地球化学研究成果表明，锶是地球内较丰富的微量元素之一[8]，从地核到地壳锶的含量逐渐增加，地壳上部泥质碳酸盐岩和砂质页岩中易富集，含量可达0.078%;钒在地壳上部黏土岩和含有机物砂质页岩中、铁锰结核矿物中富集，含量达0.016%。
2）根据岩石光谱分析结果可知，水源地调查区上石盒子组碎屑岩中各色砂质页岩锶含量达0.045%、钒含量达0.017%，铁锰结核锶含量达0.036%、钒含量达0.017%。调查区上石盒子组碎屑岩各色砂质页岩和铁锰结核中锶、钒含量与地球化学研究成果一致。
3）裂隙水中界限指标元素组成。大气降水入渗和裂隙水在碎屑岩中贮存、运移过程中，对砂质页岩、页岩、铁锰结核中含锶、钒矿物的溶滤，使锶、钒以离子或络离子状态进入裂隙水中。S02泉水丰水期、平水期、枯水期3次采样检测结果表明，锶的含量为0.334～0.780 mg/L，钒的含量为0.029 6～0.072 0 mg/L。
4 小结
山西省阳泉市郊区河底镇曹家掌村张华沟泉赋存于二叠系上石盒子组砂岩节理裂隙中，是大气降水入渗和裂隙水在碎屑岩中贮存、运移过程中经溶滤作用形成。研究区内节理裂隙十分发育，纵横交错。其裂隙空间由于导水性强，为地下水的移运和富集提供了理想的通道和赋存空间。在构造和地貌有利部位以泉的形式出露于地表，形成侵蚀下降泉。研究区内大气降水主要通过裂隙渗透补给，在沿裂隙向深部移运循环过程中，在长期与周围岩石进行水解和溶滤作用过程中，使得岩石中的含锶、钒等矿物发生水解，锶、钒等一系列组分溶于水中，从而使得地下水成为含钒锶矿泉水。
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