松辽盆地白垩系砂岩长石碎屑的钠长石化作用

松辽盆地白垩系砂岩以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为特征。砂岩中发育长石碎屑、岩屑等不稳定组分，而且随着埋藏深度加深（成岩作用加强）钾长石逐渐减少并最终在2700m以下消失。斜长石碎屑中钠长石组分逐渐增多，钙长石组分逐渐减少，最终形成纯钠端元的钠长石。在成岩过程中长石碎屑的钠长石化主要有3种方式：①由离子交代作用导致长石碎屑的钠长石化；②长石碎屑边缘钠长石次生生长；③与长石碎屑溶解伴生的新生钠长石作用。结合热动力学平衡原理分析，斜长石的钠长石化基本不受成岩温度和压力的制约，而钾长石的钠长石化需要较高的成岩温度和压力作用才能进行。因此，斜长石的钠长石化可见于成岩早期，而钾长石的钠长石化只发生于成岩晚期。     

鄂尔多斯盆地镇原地区延长组长8段致密砂岩油藏差异油气充注历史

受多种成藏要素控制,鄂尔多斯盆地镇原地区延长组长8段致密砂岩油藏在研究区不同地区油藏面貌和勘探成果均存在较大差异。运用流体包裹体系统分析的技术和方法,从微观上探究了镇原地区长8油层组油气充注历史,并结合宏观上油气成藏条件特征,综合分析了研究区长8段致密砂岩油藏差异油气充注历史。研究结果表明,镇原地区东部长8段油充注较为活跃,油充注成藏主要发生在早白垩世早期(133~124Ma)、早白垩世中期(115Ma)以及晚白垩世早期(95Ma);镇原地区西部长8段油充注较弱,气充注成藏主要发生在晚白垩世早期(96 Ma)。镇原地区长8段致密砂岩油藏东、西部成藏差异性主要受距盆地生烃中心距离、储层成岩作用以及构造调整作用等多种因素的共同影响。     

塔里木盆地哈得逊油田石炭系地层水化学特征及成因

塔里木盆地哈得逊油田石炭系地层水化学分析结果表明,地层水是以阴阳离子分别为Cl-和(Na++K+)为主的CaCl2型水,具有高矿化度特征(112～291 g/L)。地层水的钠氯系数均值为0.78,脱硫酸系数均值为0.23,Schoeller碱交换指数(IBE)均值为128。地层水化学参数在平面上相对变化不大,在剖面上随深度的增加,HCO3-、SO42-含量具有减小的趋势,而其他离子变化相对较小,表明研究区内的地层水形成于深部封闭环境条件下。地层水化学分析表明,该区地层水经历了强烈的阳离子交替吸附和水岩相互作用。(铁)白云石化作用导致了Ca2+的富集和Mg2+的亏损,形成了现今的地层水离子分布特征。石炭系地层水在构造反转油气藏调整时期一直处于相对封闭的流体动力环境中,这种环境有利于油气的聚集与保存。     

川西坳陷中段陆相地层水纵向变化特征及水—岩相互作用初探

地层水是孔隙流体的重要组成部分,在空间变化上受控于流体动力场,时间演化上主要受控于流体—岩石相互作用过程。通过川西坳陷300余个地层水化学数据的系统分析,对研究区地层水化学特征及其所反映的成岩作用过程进行了初步探讨:川西坳陷上侏罗统到须家河组可分为地层水交替阻滞带和地层水交替停滞带2个水化学作用带,大气水作用的范围在530 m以上地层;黏土矿物大规模脱水的淡化作用是地层水交替阻滞带离子浓度随深度变大而变小的主要因素,而该带中HCO3-随埋藏深度的增加而不断增加的原因则可能主要与有机质成熟过程中CO2的加入有关;盐岩溶解可能是交替阻滞带地层水Na+富集的主要因素,Ca2+的富集则可能主要由蒙皂石的伊利石化和少量碳酸盐岩的溶解造成;钙长石的钠长石化是研究区地层水交替停滞带的一项重要的水—岩作用过程,同时存在的成岩作用类型还包括绿泥石化、碳酸盐矿物的溶解以及钠长石的溶解。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩钠长石化与热液成岩作用研究

鄂尔多斯盆地延长组储层砂岩发育大量自生钠长石矿物,其成因和产出与浊沸石有关,含量和分布比浊沸石多而广泛,但没有引起人们的注意。大量详细岩相学观察发现延长组储层砂岩发育丰富的自生钠长石,其主要为由斜长石碎屑蚀变形成或呈胶结物充填分布在砂岩碎屑颗粒之间。钠长石中含有大量原生的发亮黄色荧光的油气包裹体,表明其形成与油气注入同时。电子探针成分分析表明,钠长石Na2O含量较高,几乎为斜长石的纯钠长石端员(NaAlSi3O8),没有钙长石端员(CaAl2Si2O8)。激光拉曼光谱特征反映出钠长石为沉积成岩期形成的低温钠长石,而非来源于岩浆岩或者变质岩区的碎屑钠长石。应用LA-MC-ICP/MS原位微分析技术对钠长石进行的稀土元素分析表明,延长组砂岩钠长石具有热水成岩作用地球化学特征,属于热液成岩作用产物。认为大量钠长石形成与石油充注的同时进行导致了储层致密过程中岩性油藏的形成。延长组储层砂岩中热液成岩作用对油藏形成和分布意义重大,值得重视和研究。     

成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成：来自鄂尔多斯盆地上古生界和川西凹陷三叠系须家河组的研究

根据我国鄂尔多斯盆地上古生界和四川盆地三叠系须家河组砂岩成岩作用和次生孔隙形成机制的研究,总结了碎屑岩成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换及其对次生孔隙形成的影响。研究表明：（1）砂岩埋藏前组成中长石的类型及相对含量、含膨胀层的粘土矿物（如同期火山物质）的数量、系统的开放性与封闭性以及流体中额外钾离子的存在与否直接控制了长石的溶解方式和次生孔隙的形成机制;（2）在热力学上最不稳定且低温条件下更易溶解的偏基性斜长石在同生到埋藏成岩作用初期已大量溶解,并伴随高岭石的沉淀,在热力学上相对稳定的钾长石是保存时间最长的长石类型,也是以后埋藏成岩过程中对次生孔隙贡献最多的长石类型;（3）在埋藏成岩作用初期到120—140℃古地温以前的成岩阶段中,蒙皂石．伊利石的转化反应是克服埋藏成岩过程中钾长石溶解动力学屏障的重要机制,如果骨架颗粒中存在较多的钾长石和较多的含膨胀层的粘土矿物,则次生孔隙主要由钾长石溶解提供,并有斜长石的钠长石化或自生钠长石沉淀,这是鄂尔多斯盆地上古生界石盒子组和三叠系延长组次生孔隙的主要形成机制;（4）在120～140℃古地温以后的深埋藏成岩阶段中,高岭石的伊利石化是克服埋藏成岩过程中钾长石溶解动力学屏障的另一重要机制,而钾长石的溶解又是封闭条件下高岭石的伊利石化的必要伴随反应,地层中钾长石和高岭石的相对数量控制了长石的溶解以及溶解产物中钾长石、高岭石、伊利石三种矿物间的数量关系,只要地层中钾长石（或高岭石）没有消耗完,钾长石的溶解和高岭石伊利石化反应就会持续发生并在深埋藏条件下形成次生孔隙,这是鄂尔多斯盆地东部太原组和四川盆地三叠系须家河组二段砂岩?     

低渗透致密储层及页岩气

目前鄂尔多斯盆地是我国沉积面积最大的能源盆地之一,油气资源丰富,油藏规模巨大。盆地内岩性、地层发育齐全,其中中生界延长组属于最重要的含油层系,位于陇东地区的低渗透及特低渗透砂岩最具有典型性,储层中不仅含有丰富的油气资源,而且油藏结构复杂、储层沉积层序特征齐全、发育规模、形态、孔喉类型结构、组合面貌以及均质性的发育特征均具有代表性,储层在演化历程中,成岩类型及对储层微观结构的改造也具有重要石油地质意义。长期以来,长庆油田、西安石油大学、西北大学、长安大学等相关单位的学者,通过长期对低渗透致密储层及页岩气方面科技攻关、专项及专题分析研究,取得了一系列成果并获得了系统性深入的认识,借此在沉积学报平台与大家分享、讨论、并互相学习。“低渗透致密储层及页岩气研究”专栏针对性地组织了一批相关文章,旨在对这些成果进行总结,进一步完善我国低渗透致密储层的理论认识,推动我国油气勘探事业。专栏共收集论文5篇,主要内容如下:曹江骏等在合水地区长6段识别出7种骨架单砂体组合类型,分别为砂质碎屑流连续叠加型、砂质碎屑流间隔叠加型、砂质碎屑流+浊流间隔叠加型、浊流+砂质碎屑流间隔叠加型、浊流侧向尖灭型、浊流砂泥互层型、滑塌侧向尖灭型。其中,连续叠加型与间隔叠加型砂体为合水地区长6段优势砂体。认为合水地区优势砂体主要在东北部发育,沿东北-西南向以片状、宽条带状展布。而在合水地区西南部则只有少量以朵体状、窄条带状零散分布。宋世骏等对鄂尔多斯盆地三叠系延长组黑色岩系成因进行了探讨,认为研究区东南缘延长组长73黑色岩系的部分“黑色泥岩”和“粉-细砂岩”分别为尘凝灰岩和粉-细砂级凝灰岩,并在垂向上与湖相泥页岩间互发育。另外,不同岩性地层中均存在水铵长石+黄钾铁矾+黄铁矿、重晶石+非晶质SiO₂、斜长石的钠长石化等热液矿物组合。该黑色岩系实际上是受陆源碎屑沉积、火山碎屑沉积以及热水沉积共同控制的产物。刘福田等系统分析了苏里格西部气田致密砂岩气藏天然气地球化学特征,认为该区天然气运聚成藏受“源”控制,并具有从西南向东北、从西向东及自下而上的运移特征。结合对气水关系的研究,认为在“源控”作用下,苏里格西部气田天然气驱动地层水区域性向北、向上运移,使研究区具有“南气北水”和地层水“上多下少”的气水分布总格局。张帮胜等的研究认为鄂尔多斯盆地中部上古生界山西组页岩具有黏土矿物含量高、脆性指数低和储层致密的特点。虽然山西组页岩具有较好的生烃条件、含气量和页岩气保存条件,但较差的储层地质条件可能制约页岩气的规模开发。储层裂缝分析结果表明山西组页岩中微裂缝的发育提高了页岩渗透率,有利于页岩气聚集成藏。应加强鄂尔多斯盆地山西组页岩储层非均质性研究,在微裂缝发育、物性较好的页岩层位和地区仍然具有较好页岩气勘探开发潜力。刘广林等通过对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长6油藏的成藏条件和充注模式的研究,认为研究区西部与东部在成藏条件和成藏机理的差异导致充注模式的不同,西部为饱和充注型,东部为欠饱和充注型,而中部为欠充注型。研究结果为姬塬地区长6油层石油勘探开发提供了指导依据。谨以此专栏纪念西安石油大学杨友运教授。     

娘子关泉域岩溶水SO42-、δ34S特征及其环境意义

在分析区域地质、水文地质条件及水化学同位素的基础上,研究了山西娘子关泉域岩溶水的SO42-、硫同位素分布特征。研究表明:（1）泉域西北、西南地区岩溶水的SO42-主要来源于石膏的溶解;（2）泉域中部汇流区岩溶水的SO42-含量高而δ34S值低,其中的SO42-主要来源于煤系矿坑水,这是因为温河、桃河及南川河沿岸的岩溶水接受了被矿坑水污染的河水的渗漏补给以及部分地区受到钻孔串层污染;（3）娘子关泉群中城西泉水中的SO42-主要来源于煤系矿坑水,而五龙泉和集泉站水中的SO42-主要来源于石膏的溶解;（4）泉域东北部及东部河流沿岸以外的地区,岩溶水中的SO42-主要来源于大气降水、石膏溶解,并受到所处地层岩性的影响。      

下寺湾油田长2油层储层特征与油气成藏规律探讨

从鄂尔多斯盆地下寺湾油田长2油层地质特征及区域构造入手,分析研究长2油层的储层的孔隙结构及其成因,并进一步总结下寺湾油田长2的油藏类型、分布规律及其与岩性和构造的关系,从而提出下寺湾地区长2油层的富集规律。研究结果显示鄂尔多斯盆地下寺湾油区长2地层发育鼻状隆起带,储层以三角洲平原分流河道砂岩为主,多为细粒长石砂岩,成岩后生作用使得储层孔隙度、渗透率很低;下寺湾地区长2油藏类型主要为构造-岩性油藏和岩岩性油藏两种,北东东方向的鼻隆带、岩性上倾尖灭、岩性相变带和砂岩的中后期成岩作用对含油分布有着重要的控制作用。     

鄂尔多斯盆地下侏罗统地层水化学特征及成因分析

通过对鄂尔多斯盆地下侏罗统地层水研究发现,延安组、富县组地层水化学特征具有复杂性和规律性。复杂性表现在地层水矿化度、钠氯系数、变质系数等水化学参数,在纵向上和平面上变化显著,地层水类型多样;规律性表现在地层水化学特征的垂直分异性、东西分带性、地貌分区性。分析结果表明:1）不同水文旋回地层水的混合交替作用导致了地层水化学特征的垂直分异性;2）构造特征决定了水化学特征的东西分带性。在盆地东部和西缘地区,地层埋藏浅或出露地表,渗入水补给交替强烈;靠近天环坳陷轴部地区,地层埋藏深度大,且远离补给区,处于相对滞留环境;3）富县组、延10古地貌特征、水岩反应导致地层水化学特征地貌分区性;4）阶地、斜坡、河间丘地区,在渗入水交替活跃程度、水动力、岩性组合、低幅度圈闭发育条件等方面均具有成藏优势。该研究为侏罗系古地貌油藏有利目标预测提供重要依据。     

火山渣吸附地下水中大肠杆菌噬菌体特性研究

为了分析火山渣吸附去除地下水中大肠杆菌噬菌体作用特性,通过室内实验,考察火山渣吸附地下水中vB_EcoM-ep3大肠杆菌噬菌体效果,同时用等量沸石与石英砂做对照,进一步分析地下水中水化学因素(Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}、 {\mathrm{NH}}_4^{+}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_2^{-}、Ca²⁺、Mg²⁺、 {\mathrm{CO}}_3^{2-}、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}和pH值)对其吸附效果影响;通过微观检测技术,分析大肠杆菌噬菌体生物学特性和火山渣吸附前后微观结构变化。研究结果表明:火山渣吸附效率优于沸石和石英砂,最大饱和吸附量达到2.245×10⁵ pfu/g;水化学因素对火山渣吸附效果影响存在差异性,其中Fe²⁺、Fe³⁺起到促进作用, {\mathrm{SO}}_4^{2-}、三氮和碱度起到抑制作用,低浓度Mn²⁺( C_{\mathrm{M}{\mathrm{n}}^{2+}}<10 mg/L)和Ca²⁺( C_{\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}}<100 mg/L)起到轻微促进作用,超过该浓度则表现为抑制作用;pH值对火山渣吸附效果影响较大,pH值越大,吸附效果越差。vB_EcoM-ep3大肠杆菌噬菌体头部为等边六角形,全身直径约为(53±2) nm,尾部长约为(107±3) nm,由尾管和尾丝组成,可伸缩。具有蜂窝状结构的火山渣吸附大肠杆菌噬菌体后表面孔隙大部分被填充。     

压力对淤泥中C-N-S-Fe-H2O体系的影响

C、N、S、Fe是地下水中控制氧化-还原反应的主要元素,淤泥是黏土的演化初期,淤泥演化为黏土过程中会影响含水层水量水质,可能会造成地下水污染;其中的水岩相互作用可以概化为C-N-S-Fe-H₂O体系的相互作用。淤泥演化过程的实质是淤泥在压力的作用下孔隙度不断变小,逐渐固结成岩;淤泥内部不断发生生物地球化学反应,C-N-S-Fe-H₂O体系驱动各种物质的形态结构不断发生改变,其中加压速率和加压模式会影响淤泥里的C、N、S、Fe重要组分固液相的转化。本研究运用自主研发设计的增压装置,探究在3种加压速率(0.04 MPa/12 h、0.04 MPa/24 h、0.04 MPa/36 h)和加压模式(0.040.02 MPa/12 h、0.04 MPa/12 h、0.040.06 MPa/12 h)的情况下,固体介质中C、N、S、Fe向孔隙水释放的规律。结果表明:(1)匀速加压速率越慢,加压初期溶解性有机碳(DOC)、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}释放速率越快, {\mathrm{NO}}_3^{-}和Fe²⁺浓度变化增大;DOC、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺释放总量越多。(2)不同的加压模式,加速加压(0.040.06 MPa/12 h)下 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺的浓度波动较大;DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的总释放量为加速加压(0.040.06 MPa/12 h)大于匀速加压(0.04 MPa/12 h)。(3)加压过程中,DOC和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈显著正相关,改变加压速率会改变DOC, {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的相关性。本研究表明改变加压速率和加压模式会对DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的释放速率、释放总量和C、N、S、Fe的转化造成影响,其本质为氧化-还原反应和水岩相互作用的强弱发生了变化;本研究为地质演化过程中压力导致的主要元素变化提供了新的认识,认识到了隔水层会影响含水层的水质和水量,为原生劣质地下水的成因和地下水污染防治提供了新思路。     

Review of the Study on the Stable Isotopes of Nitrogen and Oxygen in Atmospheric Nitrate

Due to the emissions from intensive human activities and rapid development of industry and agriculture, atmospheric nitrate (NO {}_3^{-} ) contamination is becoming more serious and now is a worldwide environmental problem. The isotopic compositions of NO {}_3^{-} (δ¹⁵N, δ¹⁸O and Δ¹⁷O) can deliver more information than the concentration alone, i.e., the nitrogen and oxygen isotopes can suggest the sources of NO {}_3^{-} and oxidation capability of the atmosphere, providing a powerful tool for investigating atmospheric nitrogen cycling and atmospheric NO {}_3^{-} pollution control. The δ¹⁵N of different sourced NO {}_3^{-} in the atmosphere, as well as the seasonal variation of δ¹⁵N (NO {}_3^{-} ) and the associated mechanisms were reviewed. In addition, the oxygen isotopes of various oxidants and NO {}_3^{-} (δ¹⁸O and Δ¹⁷O) in the atmosphere were summarized, and the global distribution patterns of the oxygen isotopes of NO {}_3^{-} were discussed. Lastly, the available analysis techniques of isotopic compositions of NO {}_3^{-} were reviewed. Based on the research progress of NO {}_3^{-} isotopes in the atmosphere, it was suggested that further investigations should focus on measuring the isotopic compositions of oxidants and NOx from different sources, characterizing the production mechanisms of NO {}_3^{-} , as well as investigating chemical recycling between NOx and NO {}_3^{-} with the aid of atmospheric chemical models.     

天津平原区加油站地下水石油烃污染特征及其生物降解机理研究

加油站地下水中石油烃污染是较为普遍的现象,本文对研究区位于不同水文地质条件的加油站地下水进行取样分析,分析加油站地下水中石油烃的污染特征和地下水化学类型特征,并运用因子分析、相关性分析和多元回归分析揭示加油站地下水中石油烃潜在的生物降解机制。研究结果表明,地下水化学类型主要可划分为Cl-Na型、HCO₃-Na型、HCO₃-Ca型和SO₄-Na型4类。加油站地下水中石油烃的检出率为85.71%,检出浓度为0.020.35 mg/L。因子分析结果表明影响地下水化学组成的因素主要以水-岩相互作用和石油烃的生物降解为主。TPH与地下水化学指标间的相关关系表明:TPH与K⁺、Na⁺、Cl^-、Mn、Mg²⁺、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈现负相关的关系,与pH值、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_2^{-}、Ca²⁺、Fe不存在显著的相关关系。加油站地下水环境中可能存在嗜盐或耐盐微生物,导致随着盐度的升高,总石油烃(total petroleum hydrocarbon,TPH)生物降解率加快,TPH浓度呈现出降低的趋势。微生物利用电子受体( {\mathrm{SO}}_4^{2-}、Mn、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe)降解TPH的过程中,电子受体的贡献率为:铁还原(64.88%)>锰还原(24.86%)>硫酸根还原(5.78%)>硝酸盐还原(4.46%),即加油站地下水中铁锰还原菌的石油烃生物降解为优势反应。     

高氯酸盐自然衰减的柱实验研究

高氯酸盐( {\mathrm{ClO}}_4^{-})是一种小分子量、有毒的无机络阴离子,普遍存在于环境中。由于其分子大小与碘离子相似,会干扰人体甲状腺的正常功能,因此其环境污染问题引起了广泛的关注。本文选取污染场地的天然河沙为试验材料,主要通过柱实验对地下水中 {\mathrm{ClO}}_4^{-}自然衰减过程进行研究,考察了铁氧化物、 {\mathrm{NO}}_3^{-}对 {\mathrm{ClO}}_4^{-}自然衰减过程产生的影响。结果表明,高氯酸盐自然衰减过程主要由微生物驱动,天然河沙可去除2 mg/L的 {\mathrm{ClO}}_4^{-},但其过程缓慢且还原量有限,长期去除率不超过10%,其限制因素为缺乏电子供体;铁氧化物可以促进 {\mathrm{ClO}}_4^{-}自然衰减,但当溶解性铁的浓度低于5.5 mg/L时,衰减过程开始受到影响;地下水中的 {\mathrm{NO}}_3^{-}会抑制 {\mathrm{ClO}}_4^{-}的降解,当 {\mathrm{NO}}_3^{-}低至10 mg/L或以下时, {\mathrm{ClO}}_4^{-}才开始明显降解。     

不同因素对砂岩含水层介质吸附铀的影响

铀矿开采过程中及井场退役后,含铀浸出液的扩散会对地下水造成一定影响,该影响范围和程度决定了铀的天然衰减特征。本文以北方某地浸铀矿区砂岩含水介质为研究对象,研究了溶液化学特征和黄铁矿含量对砂岩吸附和转化铀的影响。结果表明,砂岩颗粒对U(VI)的吸附基本在12 h可达平衡。线性等温吸附模型可以很好地描述吸附特征;砂岩颗粒对U(VI)的吸附率总体随着粒径增大而减小,当岩石粒径增大到0.200.25 mm时,吸附率趋于稳定。溶液pH值是影响吸附的主要因素,通过控制溶液中U(VI)的络合形态和岩石颗粒表面带电荷情况,在库仑力的作用下促进或者抑制吸附,在pH=6时,达到最佳吸附状态。共存离子对U(VI)吸附的抑制程度是: {\mathrm{HCO}}_3^{-}>Ca²⁺>Mg²⁺> {\mathrm{SO}}_4^{2-}。 {\mathrm{HCO}}_3^{-}主要通过与 {\mathrm{UO}}_2^{2+}络合形成带负电荷的络合阴离子抑制U(VI)吸附。近中性pH值试验条件下,黄铁矿含量的增加对U的去除起到显著的促进作用,这种促进作用体现在吸附和还原作用,被吸附的Fe²⁺在吸附剂表面通过电子转移还原吸附态的U(VI),还原产物是UO_2+x,吸附和还原是个相互促进的过程;在弱碱性pH值试验条件下,黄铁矿对U(VI)去除的影响不明显,水解沉淀作用和较低的吸附率抑制了还原反应的发生。     

四川巴塘县茶洛地区温泉及间歇喷泉水化学特征和成因分析

温泉的水化学和成因研究对地热资源的开发利用有重要意义。四川巴塘县茶洛温泉的分布受茶洛—松多断层带的控制,沿北东—南西向的河流两岸出露,附近出露三叠系灰岩、砾岩和燕山期花岗岩。在温泉区出露有近20个泉眼,对其中10个泉眼进行采样测试。受出露点冷水混入的影响,东北部的两个泉眼温度为45~51 ℃,中西部地区的泉眼温度为77~89 ℃,部分为沸泉泉眼;各泉眼流量为0.01~1.8 L/s;pH值为6.1~8.1,矿化度为0.39~1.06 g/L,F^-含量为15~22 mg/L,偏硅酸含量为69~356 mg/L。泉水主要阳离子为Na⁺、K⁺和Ca²⁺,主要阴离子为 {\mathrm{CO}}_3^{2-}、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}、Cl^-和 {\mathrm{SO}}_4^{2-},水化学类型为HCO₃-Na型。氢氧同位素数据表明,研究区地下热水来源于大气降水,补给高程约为4 400~4 800 m,补给区年均气温在-10 ℃左右。利用SiO₂温标估算茶洛温泉热储层温度约为150~200 ℃,热水循环深度约为2 810~3 480 m。茶洛温泉为大气降水入渗后在地下深循环过程中被大地热流加热,再沿断层带在河谷涌出地表而形成的温泉。在河流西北岸分布有灰岩,地下水溶蚀形成空洞,来自浅处的冷水和来自深部的热水在空洞中混合并被加热至沸点,导致热水间歇性上升喷出地面,形成间歇喷泉。     

地下水硝酸盐污染源解析及氮同位素分馏效应研究进展

地下水硝酸盐污染已成为世界范围内最严重的环境地质问题之一。全面并准确识别硝酸盐污染源,对地下水的有效管理及污染防治具有重要的指导意义。从地下水硝酸盐来源、同位素检测方法、污染源同位素特征、定量解析模型构建、硝酸盐主要转化过程及同位素分馏效应等方面进行总结,比较不同解析方法在硝酸盐溯源中的应用与发展,建议采用多学科、多方法相结合的方式,提高对硝酸盐污染源的全面理解。同位素富集系数是定量解析硝酸盐污染源的重要参数,在源解析过程中探讨硝酸盐转化及同位素分馏机制,能够更好地诠释地下水硝酸盐来源和迁移转化过程,提高源解析的准确性,为地下水硝酸盐污染的准确溯源与有效防治提供参考。     

拉萨地区地下水水化学特征及形成机制研究

西藏是我国重要的生态安全屏障,拉萨地区地下水化学特征及形成机制研究,对揭示青藏高原现代表生过程变化机理具有重要作用,对服务国家生态安全建设具有重要意义。本文通过拉萨地区地下水调查、水样采集与分析,综合运用Gibbs模型模拟、水化学分析方法分析了地下水化学特征及水岩作用机理。结果表明:地下水电导率介于38.801 193.00 μS/cm,平均值为123.99 μS/cm,总溶解性固体(total dissolved solids,TDS)含量介于44.051 050.55 mg/L,平均值为150.75 mg/L,pH值大于7,属弱碱性水,地下水化学类型为HCO₃-Ca型和Cl-Na型,其中Cl-Na型水为地下温泉水。地下水形成过程主要是碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解、阳离子交换等作用下的结果,且受到一定程度的人为因素影响;地下水中的Na⁺、K⁺和Cl^-主要来自盐岩矿物的风化溶解,过量的Na⁺、K⁺来源于钠长石和钾长石等硅酸盐矿物的溶解, {\mathrm{HCO}}_3^{-}、Ca²⁺、Mg²⁺和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}主要来自方解石、白云石、石膏以及其他含钙镁矿物的溶解。     

砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究

地浸铀矿山退役后,含水层中残留的含铀浸出液随着地下水的运动向下游迁移扩散,存在对周边地下水污染的风险。本文设计了若干组批实验和柱实验,研究铀在北方某地浸铀矿山砂岩含水介质中的吸附和迁移行为。实验结果表明,砂岩对铀的吸附在12 h以内达到平衡,铀初始浓度越高,砂岩的铀吸附容量越大;砂岩对铀的吸附为吸热反应,温度升高有利于吸附反应的进行。溶液pH值和共存 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度会对铀的吸附作用产生强烈的影响:pH值在7左右时,铀的吸附量最高; {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度越高,铀的吸附量越低。这些影响是通过改变溶液中铀的络合形态和砂岩矿物表面的电荷性质实现的。柱实验表明,pH值、铀浓度、流速和 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度是影响铀在饱和砂岩含水介质中迁移的重要因素。pH值≤7时,pH值越高,砂岩柱越不易被铀穿透;而铀浓度、流速、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度越高,砂岩柱越易被铀穿透。两点非平衡模型可以很好地拟合不同条件下铀在砂岩柱中的迁移过程。批实验获得的分配系数是柱实验的1.16.6倍。通过对比实验条件、含水层特性和地下水化学特征,确定分配系数为48.1 mL/g时,较适合描述研究区内砂岩含水层中的铀迁移。上述认识为地浸铀矿山地下水铀的反应运移过程和天然自净化机理提供了理论依据。