滇西某铁路隧道选址区地下水同位素信息及循环模式

借助于不同水源的氘、氚、氧同位素,分析隧道选址区地下水同位素和水化学特征.利用同位素混合模型,判别研究区地表水和地下水的交替关系.定性、定量分析水体补给源及补给方式.最后结合地质背景初步推论本区地下水循环模式.为指导工程提供依据.     

湖北京山地区地热田地球化学特征及热源分析

依据采自京山县地热田JR5~JR9井水化学特征和同位素分析,确定其补给源和径流路径;JR7井30年来水化学的变化与冷热水混和、地热流体温度降低有关;通过对井JR5~JR8选择钾、镁、二氧化硅地球化学温标估算热储温度,SiO2温标与钾、镁温标评价结果基本一致,地热田热动力平衡温度为99~108℃,热储深度约在744 m;同位素示踪研究表明地热田补给源来自大气降水,补给高程应在800 m以上;根据氚的半衰期估算,其径流时间40~60年;从区域地质条件分析,地热流体的补给区位于距地热田西北约60 km的大洪山区,区内玄武岩流活动和喷发给地热田带来的了大量的热能;京山深大断裂为地下水提供了运移通道,经深循环加热后,在汤堰畈附近富集,形成地热田。     

思茅盆地下白垩统蒸发岩硫同位素地球化学特征及其钾盐成矿意义

关于思茅盆地下白垩统勐野井组蒸发岩主要物源为海水的认识争议很少,但是关于其成矿时代和成矿模式的认识还有争议,关于陆源淡水对蒸发岩物质成分的影响还缺乏探讨。本文主要通过分析盆地内L2井27件蒸发岩样品的化学成分和硫同位素地球化学特征,结合邻区已发表的硫同位素数据,探讨了蒸发岩的物质来源、陆源淡水对蒸发岩物质成分的影响、成盐时代以及可能的钾盐成矿模式。结果表明:(1)思茅盆地蒸发岩受陆源淡水和火山热液补给,其中陆源淡水补给使蒸发岩硫同位素明显低于同一地质时期的其他海相样品;(2)海水可能自现今盆地北西方向补给,一级周期上海水补给存在两次,二级周期上海水补给至少存在七次;(3)物源海水的时代为中侏罗世,沉积析盐的时代为早白垩世晚期,可能的钾盐成矿模式为中侏罗世海水侧向迁移成矿。这些结果对解释思茅盆地及邻区海相蒸发岩异常低的硫同位素值、高硫同位素值与中侏罗世海水相当以及钾盐成矿缺失"碳酸盐岩相和硫酸盐岩相"有重要的意义。     

利用稳定同位素方法识别内蒙古佘太盆地地下水补给来源

为研究近几十年来佘太盆地地下水补给变化情况,通过现场调查分析,对佘太盆地浅层地下水开展同位素样品采集工作,并测定了其氢、氧稳定同位素的值。在分析同位素分布特征及变化规律的基础上,结合当地地质及水文地质条件识别了地下水补给来源和补给区并构建了浅层地下水的补给模式图,探讨了区域上浅层地下水的补给流动状况。通过分析研究区大气降水和地下水中的氢氧稳定同位素的变化特征发现:当地大气降水并不是地下水的主要补给来源,其补给源区为周边山区,补给来源主要是周边山区的大气降水,且地下水所经历的蒸发作用较明显;盆地的东、西部地下水的补给源区不尽相同,西部的补给区高程要高于东部的补给区高程,但两部分地下水所经历的蒸发强度基本相同。     

九江地震台地下水氢氧稳定同位素变化特征及意义

在地震地下流体研究中,地下水补给及循环过程是重要的研究内容之一,氢氧同位素示踪技术是目前研究该过程的常用手段。通过对九江地震台2井地下水、大气降水及周边天花井水库水、马尾水高山泉水的样品进行氢氧同位素测定分析,结果表明,与降水相比地下水氢氧同位素变化更为稳定。夏半年,大气降水氢氧同位素与降水量呈显著的负相关关系,具有明显的降水量效应;冬半年,与温度成显著的正相关关系,具有明显的温度效应,地下水氢氧同位素并未表现出明显的降水效应和温度效应。氢氧同位素及过量氘揭示地下水在下渗补给前经历了明显的蒸发分馏作用,并与围岩进行~(18)O交换,δ~(18)O与δD计算的补给高程分别约为647m、440m。九江台地下水总体属于大气成因型,循环过程为较稳定的裂隙水补给形成承压自流井。     

重庆歌乐山隧址区地下水同位素组成特征及意义

同位素测试作为一种先进的技术手段在地质科学的各个研究领域得到越来越广泛地应用。运用同位素方法研究流体及矿床成因关系方面取得了较大的进展。目前，环境同位素方法被广泛用于识别地下水系统，研究自然界水循环过程和地下水运动规律。不同成因的地下水具有不同的同位素组成特征，而且氢、氧稳定同位素在低温条件下不与围岩发生同位素交换，放射性同位素变化遵循各自的衰变规律，水中HCO3碳、氧同位素组成与被溶解的碳酸盐岩同位素组成有关。在歌乐山隧道施工涌水对周边地下水系统的影响及环境效应评价过程中，取得许多同位素数据，对该区地下水的同位素特征有了新的认识。文章借助同位素方法探讨了隧址区地下水的补给源、年龄等基本特征。该区地下水主要补给来源为大气降水。碳、氧稳定同位素的研究结果也证实了这一点。对放射性同位素氚研究表明，该区地下水年龄基本都较小，属近期大气降水直接渗入补给。     

黄河水δ18O、δD和3H的沿程变化特征及其影响因素研究

根据2000年8～9月雨季和2001年3～4月旱季在黄河18条断面上河水的同位素测试结果，分析了黄河水占δ^18O、δD和^3H浓度的沿程变化特征。研究结果发现，从黄河源头至入海口，黄河水具有稳定同位素比率逐渐增大而^3H浓度逐渐下降的趋势；外来水体的混合作用、蒸发作用以及人类活动对黄河水的同位素具有明显的影响。黄河源头地区和中游地区是黄河两个主要的产流区，河水同位素的变化是不同径流来源对河水补给的良好标志。兰州以上黄河源头地区河水的δ^18O、δD的季节性变化与雨水相反，地下水对河水的补给贡献旱季大于雨季。晋陕峡谷北段雨季δ^18O相对较低的岩溶水和当地雨水对河川径流有明显的补给，而旱季^3H浓度相对较低的岩溶水对河川径流有一定的补给；吴堡—潼关段雨季和旱季均有同位素比率相对较高的地表支流(如汾河、渭河)的加入。河水水面蒸发作用对兰州—包头段和黄河下游段旱季河水的δ^18O具有明显的影响，而对这些河段雨季河水的同位素影响较小，灌溉回归水的蒸发可能是影响这些地段河水同位素组成的主要因素。     

河套平原中东部地下水的环境同位素特征分析

河套平原由大厚度第四系冲湖积地层组成,地下水水平径流滞缓,以垂向水交替为主。地下水D1、8O3、H同位素特征的分析表明,地下水开发利用和引黄河水灌溉对河套平原中东部地下水循环交替的影响主要是:在没有开采井的地域,灌溉水入渗补给对地下水的影响范围和深度十分有限;在开采井周围,灌溉入渗补给的影响深度、范围和强度明显增加,影响深度取决于主要开采层位,影响范围和强度取决于开采规模。     

庐山星子温泉成因探讨

从温泉区域地质构造背景入手,利用环境同位素和SiO2温标测算研究资料提供的地热水与补给区的相对时空位置关系,在系统解析补给区与温泉区地貌、地质构造特征以及水文地质条件基础上,认为温泉地热水的成因与庐山地质构造演化所形成的特殊地貌、地质构造环境及水文地质条件有关,有其特殊的形成条件和自然历程.     

同位素地质新进展：技术、方法、理论与应用

近两年来，我国同位素地质在基础地质和实验方法研究等方面取得了很多成果，在国际交流和青年人才培养方面也有可喜进展。为了促进同行交流与展示最新研究成果，并计划将于两年后召开的第八届全国同位素地质年代学、同位素地球化学学术讨论会等事宜，中国地质学会同位素地质专业委员会提出建议，并经过中国地质学会批准     

硫同位素技术在北方岩溶水资源调查中的应用实例

从地球化学背景方面看,在以奥陶系碳酸盐岩为含水介质的中国北方多数岩溶地下水浅循环系统中,岩溶水的硫酸根有三个主要来源,分别是水对中奥陶统中石膏的溶解、岩溶含水层上覆煤系地层中黄铁矿氧化溶解并补给岩溶水以及与土层密切相关的地表水中硫酸根的加入。上述三类水的δ34S同位素值的差别很大,中奥陶统中石膏硫同位素最重,δ34S值一般在20‰～32‰;煤系地层中黄铁矿的硫同位素最轻,一般在－10‰～10‰,多数低于4‰;而地表水的硫同位素介于上述二者之间,δ34S值较稳定分布在7‰～12‰之间。利用这一具有示踪意义的特点,我们对一些泉域系统的岩溶地下水补、排关系以及一些水化学成分的来源进行了成功的解释,为进一步认识岩溶水文地质条件提供了有力的佐证。      

Ion exchange and trace element surface complexation reactions associated with applied recharge of low-TDS water in the San Joaquin Valley,California

Stable isotope data, a dissolved gas tracer study, groundwater age dating, and geochemical modeling were used to identify and characterize the effects of introducing low-TDS recharge water in a shallow aerobic aquifer affected by a managed aquifer recharge project in California’s San Joaquin Valley. The data all consistently point to a substantial degree of mixing of recharge water from surface ponds with ambient groundwater in a number of nearby wells screened at depths above 60 m below ground surface. Groundwater age data indicate that the wells near the recharge ponds sample recently recharged water, as delineated by stable O and C isotope data as well as total dissolved solids, in addition to much older groundwater in various mixing proportions. Where the recharge water signature is present, the specific geochemical interactions between the recharge water and the aquifer material appear to include ion exchange reactions (comparative enrichment of affected groundwater with Na and K at the expense of Ca and Mg) and the desorption of oxyanion-forming trace elements (As, V, and Mo), possibly in response to the elevated pH of the recharge water.     

四川汉源永定桥水库坝区岩溶渗漏的水文地球化学特征研究

在坝区水文地质调查及岩溶发育研究的基础上,对区域中地表水、地下水的宏量组份、稀土元素含量、碳酸盐的碳、氧同位素组成的调查结果表明:雨季前后地下水水化学的变化表明存在断裂带或岩溶通道深部埋藏水向地表排泄的特征;稀土元素含量的变化证实了坝址上游和下游均具有河水补给泉水现象的存在;碳、氧同位素组成的测定为进一步划分出相关的地下水系统提供了依据。本研究结果为坝区岩溶渗漏的工程处理方案提供理论依据。     

基于环境同位素技术的河水补给研究——以沈阳黄家傍河水源地为例

河水入渗补给是傍河水源地的主要补给来源,确定河水补给强度对于促进水源地长期安全的开采具有十分重要的意义。以沈阳黄家水源地为研究区,通过对比研究区河水、地下水的水化学及氢氧稳定同位素特征,分析了水源地地下水的补给来源及强度。结果表明:傍河水源地地下水主要接受河水的入渗补给和区域地下水的侧向补给;受河床沉积物和含水介质的岩性及结构在空间上的差异影响,河水入渗补给后在向地下水位漏斗中心流动的过程中具有浅层和深层两条地下水流路径,深层地下水与河水的水力联系更为紧密;河水对地下水的补给强度具有明显的时空变化特点,表现为雨季河水入渗强度明显大于旱季,并且随着与辽河距离的增加,水源地地下水获得的河水补给量呈逐渐减小的趋势。     

祁连山古浪河流域径流组分特征

为了探究气候变暖、冰冻圈急剧萎缩背景下祁连山内陆河的水文状况,依据古浪河流域所采集的各类水体样品和相关观测数据,分析了各水体稳定同位素特征及其所指示的环境意义,并进行了径流分割。结果表明：（1）与降水相比,河水稳定同位素年际变化较小,从季节变化角度来看,河水δ¹⁸O值夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季,反映了不同季节蒸发强度的差异。（2）泉水稳定同位素特征与河水相似,年际变化较为稳定,表明山区河水与泉水之间可能存在转换过程。（3）由于土壤水分交换、地表土壤蒸发、植被蒸腾以及土壤水和地下水之间的同位素差异,引起土壤水同位素组成的梯度差异比较明显,土壤水δ¹⁸O由地表向下经历了富集―贫化―富集的过程,d-excess变化则与之相反。（4）径流分割结果显示大气降水对古浪河流域出山径流的补给率高达76%±2.4%,冻土层上水补给为24%±2.4%。     

Étude du fonctionnement du système aquifére karstique Cénomano-Turonien de l'oued Igrounzar, bassin d'Essaouira, Maroc

In the Meskala-Kourimat area, the Bouabout Syncline aquifer system, intersected by the Igrounzar Wadi, feeds most of the karstic sources of the region. This aquifer is contained within Cenomanian and Turonian limestones and dolomitic limestones. The base of the system corresponds to the lower Cenomanian grey clays, and the top to the Senonian white marls. Hydrodynamic studies of various springs shows that each water source is different from the other, indicating a heterogeneous underground reservoir belonging to a complex karst system. The springs waters show a large chemical variability in space and time. These waters are a mixture of chloride, sulphate, Na and Mg. High Mg contents of some springs result from dissolution of evaporite, confirmed by low Ca/Mg ratios. The total dissolved solids (TDS) in spring water increases from upstream to downstream, probably as a response to residency time, but also due to interaction with Cenomanian evaporites. However, the springs are good for drinking water, as well as for irrigation. The monthly survey of selected springs indicated a large chemical variability but with little or no correlation between discharge and TDS.Stable isotope data (¹⁸O) suggests that the altitude of the recharge area, for this aquifer system, is 1200 m. The ¹⁸O gradient versus altitude, established on springs whose recharge areas are well known is, −0.25% versus SMOW/100 m. When compared with the ‘Meteoric Water Line’ established on worldwide spring water whose recharge areas are well known, the Essaouira Basin shows rain recharge without any significant evaporation.     

Recharge sources and hydrogeochemical evolution of groundwater in semiarid and karstic environments: A field study in the Granada Basin (Southern Spain)

The objective of this study is to refine the understanding of recharge processes in watersheds representative for karstic semiarid areas by means of stable isotope analysis and hydrogeochemistry. The study focuses on the Granada aquifer system which is located in an intramontane basin bounded by high mountain ranges providing elevation differences of almost 2900 m. These altitude gradients lead to important temperature and precipitation gradients and provide excellent conditions for the application of stable isotopes of water whose composition depends mainly on temperature. Samples of rain, snow, surface water and groundwater were collected at 154 locations for stable isotope studies (δ¹⁸O, D) and, in the case of ground- and surface waters, also for major and minor ion analysis. Thirty-seven springs were sampled between 2 and 5 times from October 2004 to March 2005 along an altitudinal gradient from 552 masl in the Granada basin to 2156 masl in Sierra Nevada. Nine groundwater samples were taken from the discharge of operating wells in the Granada basin which are all located between 540 and 728 masl. The two main rivers were monitored every 2–3 weeks at three different altitudes. Rainfall being scarce during the sampling period, precipitation could only be sampled during four rainfall events. Calculated recharge altitudes of springs showed that source areas of mainly snowmelt recharge are generally located between 1600 and 2000 masl. The isotope compositions of spring water indicate water sources from the western Mediterranean as well as from the Atlantic without indicating a seasonal trend. The isotope pattern of the Quaternary aquifer reflects the spatial separation of different sources of recharge which occur mainly by bankfiltration of the main rivers. Isotopic signatures in the southeastern part of the aquifer indicate a considerable recharge contribution by subsurface flow discharged from the adjacent carbonate aquifer. No evaporation effects due to agricultural irrigation were detected.     

三山岛海底金矿突涌水优势渗流通道与来源研究

在对巷道导水裂隙详细调查量测的基础上, 通过对导水裂隙产状的归纳总结, 结合涌水水样的温度、矿化度及氢、氧同位素的动态监测结果, 分析了三山岛金矿两个矿区的渗流优势方位以及矿坑水与地表水体的连通性。研究表明:西山矿区的渗流优势方位与最大水平地应力平行, 而新立矿区的渗流优势方位与最大水平地应力近于垂直; 西山矿区存在海水、基岩咸水和第四系淡水的稳定补给, 新立矿区的咸水和淡水补给量不断减小, 海水补给量不断增大; 新构造断裂对矿区渗流优势方位的控制作用大于采动裂隙, 使得西山矿坑与地表水体存在良好的连通性, 也控制着海水补给矿坑的方式; 而新立矿仅在采动裂隙的影响下与海水、咸水和淡水存在较弱的连通性。     

用水化学及环境同位素方法测定井下突水水源

以京西杨坨煤矿的试验为例,概述了应用环境同位素和其它水化学成分研究矿井突水来源的成果。为矿井防治水提供了可靠依据。      

拉萨河流域地表径流氢氧同位素空间分布特征

为了探析径流过程中稳定同位素变化特征及其控制因子, 利用2008年拉萨河流域地表径流中δ18O和δD的监测数据以及相关气象和水文资料, 初步研究了流域δ18O和δD的空间分布特征.研究发现: (1)拉萨河流域以大气降水为主要补给来源, 且干流体现了较明显的蒸发效应; (2)河水偏正的d过量参数特征指示了冰雪融水的补给特征; (3)季风降水期间, 拉萨河流域由高程效应和水平距离所造成的δ18O递减率约为0.16‰·(100 m)-1; (4)大循环尺度下, 流域内河水呈现了明显的大陆效应.研究表明高海拔地区地表径流氧氘同位素分布特征能够有效示踪流域水文循环过程, 并提供古高度变化研究的稳定同位素证据.