茅台镇地处大娄山脉的一处低洼地带的马鞍山斜坡上，地理地貌独特，为河谷地带，风景秀丽，依山傍水。酒的好坏与水有直接的关系，茅台镇的地层由沉积岩组成，为紫红色砾土岩，具有良好的渗水性，地面水和地下水通过两岸红层渗入赤水河，溶解了红层多种对人体有益的微量元素，又经过层层渗透过滤，变得纯净澄澈，清甜可口，源源不断地渗进赤水河。 与很多江河不同，赤水河的颜色因季节而变化。端午节至重阳节，雨季来临，大量紫红色土入水；而重阳节至翌年端午节之间，雨量骤减，河水又恢复清澈透明。这为茅台人千百年来的酿酒活动提供了时间表，根据赤水河水自然；变化规律来酿酒，即重阳采水、造沙润粮，将自然的密码通过节令的遵从而传递到每一滴茅台酒中，使得茅台镇酱酒的酿造工艺也因成为了顺应茅台镇自然地理环境的产物，并闪耀着中国传统文化“道法自然”、“天人合一”的思想光泽。 国家对保护茅台镇水源的工作一向非常重视。1956年和1958年，为确保茅台酒质量，被誉为“国酒之父”的周恩来总理曾两次指示，赤水河不能污染。这些指示至今仍被严格执行。赤水河虽经历时代的变迁，由于受到周密的保护，水源水体未受污染，确保酿造用水的优质、纯净。据科学检测，赤水河水质非常优良，无色透明，无臭无味，微甜爽口，降解物少，硬度适中，酸碱适度（PH值7.2~7.8），含有多种对人体有益的成分，完全符合食用卫生标准。
故清代诗人曾有“集灵泉于一身，汇秀水东下”的咏句赞美赤水河。每年的端午节至重阳节，因雨季来临而河水呈赤红色，而重阳节至第二年端午节之间，河水则清澈透明。以前水浑浊时正是制曲的时间，不需要太多河水，清水期则为投料、烤酒、取酒、的主要时期，需要大量用水。为了保护酿酒水源地，早在1972年，周恩来总理明确指出：在茅台镇上游100公里内，不能因工矿建设而影响酿酒用水，更不能建化工厂。所以至今赤水河上严禁修建任何有污染的企业，至今赤水河都可以直接饮用。中国科学院院士曹文宣指出，赤水河是长江上游自然环境保持最好的流域，极具保护价值。如今，在世界河流都在遭受不同程度污染的背景下，赤水河仍然固守着最好的自然环境，作为长江中上游唯一一条未被开发的一级支流，至今这条河上还没有构建任何水利水电工程，是干流无坝的未有化工厂污染的长江唯一支流，茅台镇上游至今水质无污染，富含对酿造有益的微量物质，水质达到二类标准。
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赤水河介绍：
赤水河是中国版图上最为醇香的一条河流，它源于云南省镇雄县，经流云、贵、川三省的金沙、仁怀、赤水等6个县市，最后在四川合江县注入长江，全长500多公里。赤水河“集灵泉于一身，汇秀水而东下”，富含多种有益于人体健康的矿物质和微量元素，特别是仁怀市境内茅台河谷一段，更是酿造茅台镇美酒最珍贵的自然资源。
     中国酿造白酒最好的地方自然贵州茅台镇数第一，有很有优势条件促成了这一风水宝地。

一、地形地貌地质特征
茅台镇四周有崇山峻岭环绕，如海如涛，使镇形成盆地状低谷。镇建成区主要属于侵蚀低山河谷地貌，赤水河茅台段沿茅台向斜轴部发育从南至北纵贯境内。东有马鞍山，西有宝丰山，河水自西南而入，沿茅台酒厂东流至镇下场的猪旺沱，受黄孔垭山岭沿下东山阻拦，转向北流，直下长江，茅台镇处于峡谷地带。河西岸坡度较陡，镇建成区与茅台酒厂所在地东岸坡度较缓，海拔多在700米以下。两岸海拔最高点（帽儿塘）1041.5米，海拔最低点（仁溪沟口）402米，全镇海拔700米以下面积占总面积的60%。
地层：境内地层全由沉积岩组成，最早出露于震旦系，自上依次为寒武系、奥陶系、志留系、三叠系、侏罗系、第三系、第四系。其间缺失泥盆系、石碳系、白垩系（茅台铄岩可能多白垩系），总厚度8630.6米。以寒武系、二叠系、三叠系下统，侏罗系中、下统发育完好，分布较广。境内出露碳酸岩类（各类灰岩、白云岩）较多，其次是各类砂岩、铄岩、粘土岩类。
构造：仁怀市地处上扬子地台褶皱带和四川地坳南缘之接合部，受黔中隆起和燕山运动第三系——四川运动影响较大，境内褶皱构造多属华夏系构造体系。除在茅台城区以南有茅台滑坡体和广泛的喀斯特分布外，余无不良地质现象。镇建成区分布高程相差较大，沿赤水河东岸较低的有茅台酒厂、滨河大道及银滩开发区的河漫滩，贵州茅台酒厂生产车间地面均在423米海拔高度上。
二、地理环境三大特点
特点一：紫色砂页岩地质结构，十分有利于水源渗透过滤和溶解红层中的有益成分。地质调查资料表明，从整体上讲，茅台地区地质属浸蚀构造类型。其地层由寒武系、侏罗系、二叠系、第四系等组成。岩层主要为沙岩和页岩，沿赤水河呈环带状。由于岩石质地比较松软，易受外营力的风化、流水作用，常常形成坡陡谷深的坡地峡谷地貌，主要为低中山和丘陵河谷。茅台镇的地质地貌结构主要是侏罗、白垩系紫色沙页岩、砾岩，形成时间在7000万年以上。紫色砂岩由砂岩夹粘土岩组成，上部紫红色的砂质土岩，局部含赤铁矿和稀少的菱铁矿结构。
茅台镇土壤主要受海拔高度和岩石风化后成土母质影响，土壤分布与地貌关系紧密。广泛发育着紫色田土，土层较厚，一般在50厘米左右。酸碱适度，有机度1.5%，多粒状结构，碳氮比8～9左右，质地中性。代换量10～15毫克当量/100克土，盐基饱和度约70～80%，中性及微酸性反应。特别是土壤中砂质和砾石含量高，土体松软，孔隙度大，具有良好的渗透性。由于这种由南向北沿赤水河的紫色土壤渗透性强，因而无论地面水和地下水都通过两岸的红层流入赤水河中，既溶解了红层中的有益成份，又经过层层渗透过滤，滤出了纯洁、香甜、可口的优质泉水。
特点二：冬暖夏热雨水少。茅台镇属中亚热带湿润季风气候区，茅台酒厂地处地势低矮的河谷地带，四周三山对峙，群山怀抱，海拔多在500米以下，形成特殊小气候，冬暖夏热少雨，风小湿润，适宜酿酒微生物形成和繁衍。年均气温17.8℃，1月均温7.3℃，7月均温28.5℃，极端最高气温40.6℃，极端最低气温2.7℃，相对湿度80%，年均日照时数1226.5小时，无霜期359天，年平均降水量926.1毫米（河谷区是贵州省四个典型少雨区之一），常年主导风向以北、北西、偏西南风为主，年均风速1.5米/秒，最小风速1.1米/秒，最大风速1.8米/秒以上，显著特点是静风频率很高，风速小。总的气候特点是夏季炎热、冬季温和、少见冰雪、无霜期长、温度变化大、湿度较大、日照丰富、雨量小，炎热季节持续半年以上。受地势、地形条件的影响，境内气候垂直分异较为明显，区域分异较大，尤以热量条件的垂直最为突出。在赤水河沿岸海拔700米以下的河谷地带，气候为温热少雨气候，热量条件优越，大于10℃的年积温可达5740℃，但降水的季节分配差异较大，冬春季干旱较为严重。在海拔800米～1400米的河谷斜坡山地上，则为温热温润气候，表现出降水相对的云安乡，泉水清澈透底，爽口宜人，其泉1小时1次有规律涨落，水温与外界一样，不因涨落而变化，从涨到落，大约15分钟，落时比涨时慢，水落到快断流时，又慢慢地涨起，如此反复循环，昼夜不止。更为奇特的是，如久雨不晴，只要出现涨一次浑水，天很快就晴朗；久晴未雨，只要涨一次浑水，天很快就下雨。
“三涨水”位于赤水河上游另一支流，五马河左岸的小镇——五马镇头古井，井水每天早、中、晚3个时辰“三涨三落”，常年如此。涨时一股晶莹的清泉从井中急剧喷涌而出，水量很大，眨眼涌出井口化为一股溪流，顺水草掩映下的小河沟注入五马河，不久井水又嘎然而止，突然消失，滴水全无。其水清洌而甘甜，纯净而爽口。
五马河（或称沙坝河）是赤水河茅台段的第一大支流，发源于长岗镇井坝乡冉家坡的出水溶洞，由东往西流至五马口转向北流，于沙坝河汇入赤水河，流经井坝、堰头、云安、五马、三元洞、茅坝镇、黎民、文政等8乡（镇）21村，主河长39.3公里，落差37米，流域面积385平方公里，年平均流量4.98立方米/秒。
“三元洞”位于茅台河上游，其洞迂回曲折，绵延数里。洞中有一条暗河，河水从三元洞街南面喷射而出，形成三元小河。其水有两大奇特之处：其一，每年夏天，若暴热久旱，洞里的水由清澈变得浑浊，只要一下雨，洞里流出的水又变得清澈宜人。其二，每逢山洪暴发，洞内河水猛涨时，河水突然变成象墨水一样颜色，用来写字，字迹清晰，洪水消退后，河水依然清澈如旧。为什么河水会变黑呢？经科学检验，此河水中含大量铁盐，山洪暴发附近泥水流入河中，水中成分化合，颜色变黑。 “坛厂温泉”位于坛厂镇北公路边，水温39.5℃，每昼夜流量628吨，PH值7.20～7.25。水化学类型为硫酸根—钙型水，具有硫化氢味，水中硫化氢含量1.02毫克/升，氡含量0.23马赫/升，镭含量0.218克镭/升。已开发为温泉浴场。
“葡萄井”是仁怀县城“八景”之一。泉水从井底涌出，腾起串串晶莹闪亮水珠，滚滚而上，首尾相接，似珍珠、如葡萄，满井蔚为奇观。水冬暖夏凉，始终保持在18?C恒温状态，常年清澈碧透，水中含多种对人体有益的矿物质。清代诗人王漠诗赞曰：“天未雨珠玉，雨无济寒饥。葡萄泛井底，琼瑰满清池。万户望梅渴，千畦润稼肥。何当风雅助，煮茗细评诗”。
盐津河是赤水河茅台段上游的第二大支流，发源于中枢镇水塘乡沟口，在中枢镇河段称燕门桥河，流经中枢后在中枢城东南与坛厂乡、鲁班乡方向的支流汇合，折向西至小河口汇入赤水河。盐津河干流37.6公里，落差782米，流域面积316平方公里，年平均流量4.35立方/秒，河口枯期实测流量1.40立方/秒。上游建有樟柏水库、茅坝沟水库、下游建有盐津河电站。主要有猴儿沟、鱼鳅河、鱼孔河、石板塘沟等四条支流。 “盐井温泉”位于仁遵公路旁距中枢镇4公里，距茅台10多公里处一峡谷内，其泉从岩洞中喷出，水柱直径粗略10多厘米，水温约60?C，呈淡绿色。人们经常去此泉沐浴，对皮肤有很好的保养作用。1986年6月，贵州省地质矿产地球化学研究所、环保局等12个科研单位联合对贵州黔北地区露出的80多个泉点进行检测，对每个水质进行数十项系统测试后认定，此泉含多种对人体有益的矿物质和微量元素，符合我国饮水卫生标准，是一种有较高医疗价值的优质矿泉水。 九仓河发源于仁怀市后山乡田心村的后湾，由东南往西北，流经后山、小湾、九仓、龙井、立英等5乡19村，于立英乡新辽村纳坡渡之西注入赤水河，主河长约42公里。
茅台镇自流钻孔位于茅台镇，经贵州省地矿局第二水文地质工程大队，进行专门矿泉水水文地质调查及采样分析测试，其水质达国家饮用矿泉水标准。1988年12 月，国务院地矿部、卫生部、国工部联合组织的饮用天然矿泉水国家技术评审组，在《茅台饮用天然矿泉水技术鉴定书》的结论中指出：“茅台矿泉水偏硅酸（36.06毫克/升）、锶（1.81毫克/升）的含量已达到国家B8537—87《饮用天然矿泉水》的界限指标值，还含有锂、硒、镁、铁、镍、铬、锗、锰、锌、碘、铜、钼、钒、钴、氟等微量元素。饮后能补充人体必须的矿物质，具有调节体液酸碱平衡、改进消化障碍、促进肝功能康复、促进胰岛功能、治疗多种疾病作用”。
赤水河集灵泉秀水于一身，从茅台镇旁依街而过，静流无声，缓缓东流至镇口，然后调头北下，越过茅台后河床变窄，水流湍急，行船困难。随着季节的变化，河水也会有一些变化，每年夏天雨季，山水冲洗，两岸紫红色的泥沙冲入河中，河水变为棕红色，是名副其实的“赤水河”。到了重阳金秋时节，赤水河又恢复纯净清澈本色，此时正是茅台酒投料的季节，河水的自然变化十分有利于茅台酒的酿造。自古灵泉秀水出美酒，从赤水河中段沿河流域的茅台酒厂开始，有习酒厂（茅台酒厂集团子公司）、郎酒厂等若干知名国家级省级名酒厂家，茅台酒厂在众多名酒厂中如众星捧月般矗立其巅，故赤水河又为“美酒河”。
赤水河之所以能保持优良的水质而没有被污染，除了前面所讲的赤水河两岸红层土壤独特的层层渗透作用外，更重要的是国务院总理周恩来生前对茅台酒的生产发展十分关心。1972年，他在全国计划工作会议上特别指示，为了确保茅台酒质量，赤水河上游100公里内不能建任何工厂，特别是不能建化工厂，因为有周恩来的指示，赤水河上游才得以保持良好的生态环境，成为未被污染的河流之一。 茅台镇特殊的气候和地质结构，加上长期大规模的酿酒业，使茅台酒厂周围的空气中飘游无数微生物菌种群。其中已知约有100多种微生物直接影响着茅台酒的品质，在长期的茅台酒酿造过程中，这些微生物通过优选、进化、优胜劣汰，适者生存，从而形成独特的微生物生态圈赖以生存的自然生态环境。
2001年4月，国家技术监督局公告将茅台镇确定为贵州茅台酒原产地保护地域。

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