饮水思源。这里的矿泉水是从哪里来的呢？这个问题引起每个游览者和疗养者的思索，也是地质工作者最关心的一个问题。科学的探讨五大连池矿泉水的来龙去脉，还是新中国成立以后的事情。
1960年7月，地质部水文地质研究所的勘探队员们，在焦得布山的南边，布置了一个水文钻孔，钻头越过石龙熔岩，穿过距今140-70百万年前的白垩纪地层，直达下部的海西期花岗岩。从取出的岩心来看，这里是一个破碎带。同时，在钻孔内还出现了矿泉水，经化验分析，他所含的矿物成分、气体成分和各种元素，同南泉、北泉非常相似。
什么是海西期花岗岩呢？这就要从距今大约400~230百万年的地质历史谈起。那时，地壳发生过一次剧烈运动，坚硬的岩层发生了强烈的褶皱和断裂，地质学家就把这次地壳运动称为海西运动。当时，地下深处的高温熔融物质—岩浆，沿着地壳的裂隙向上侵入，并在其中形成了一些规模大小不等的侵入体，构成这些侵入体的岩石就是地质学上所说的侵入岩，五大连池的这种侵入岩是花岗岩，所以就叫做海西期花岗岩，其矿物成分为石英、长石和少量的黑云母。
为了准确地追索水源，后来又在附近打了一个钻孔，这次是从石龙熔岩打到白垩系的深部地层，主要是要对花岗岩以上的沉积岩进行了解。此时，钻孔内涌出的水是水质良好的一般地下水，而没有出现矿泉水。两个钻孔的实际资料告诉我们，矿泉水是来自地壳深处的花岗岩裂隙之中。岩石中所含的许多微量元素渗入地下水中，形成含矿的地下水，称为原生矿水，也叫矿泉母源。以后，在火山作用、地壳运动的影响下，矿泉母源以上的岩石破碎了，破碎带直达地面，构成含矿地下水上升的通道。
地下水在强大压力的作用下，逐渐上升，又在上升运动途中渗入了一般地下水，形成次生矿水。次生矿水再往上升，直至露出地表，就成为今天的矿泉水。矿泉水中的二氧化碳很多，占所含气体体积的99％以上。
这么多的二氧化碳是从什么地方来的呢？经查明：第一，不是来自生物呼出的二氧化碳气，因为矿水中从未见过有起源于生物化学的烷、烃、硫化氢等气体；第二，不是来自大气中的二氧化碳气，因为在矿泉水中未曾发现过空气中的成分，如氧、氮、惰性气体等。而且，这些地层没有积聚和赋存空气中二氧化碳的条件；第三，区内的花岗岩经历了热力轻微变质，从理论上说，可以产生并释放出二氧化碳气体，但在花岗岩岩体上面没有封闭地层，不可能将气体贮存到今天。因此，一般认为：矿泉水中大量的二氧化碳气来自火山活动。其理由是：由于基性岩浆的侵入和喷发活动，使火山喉管和地下深处的围岩经受热力变质后，便释放出二氧化碳气体。因为上覆地层封闭条件较好，压力大，于是二氧化碳气体溶解在地下水中，最后形成了碳酸水。
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