济南张夏组灰岩岩溶地下水供水潜力探讨

济南南部广布巨厚张夏组灰岩,其中赋存优质丰富的岩溶地下水。出露众多泉水,其流量为800—8000m^3／d。该文通过简述济南地区张夏组灰岩岩溶地下水的赋存条件与水文地质特征,概略计算与评价其资源量,论证开发利用这一新水源的可行性,以期为济南供水与保泉开辟新途径。     

锶同位素在古岩溶研究中的应用——以塔河油田奥陶系为例

为探讨锶同位素在古岩溶研究中的应用,系统分析了塔里木盆地塔河油田奥陶系岩溶缝洞方解石的87Sr/86Sr值。研究结果表明,加里东中期岩溶形成的方解石以低87Sr/86Sr值为特征,其锶同位素组成主要由围岩的重溶锶控制。而海西早期岩溶形成的方解石则以高87Sr/86Sr值为特征,锶同位素组成主要由壳源锶和重溶锶控制;同时,不同产状的方解石锶同位素比值也不相同,渗流岩溶带的方解石比潜流岩溶带富集87Sr,主要受控于岩溶系统的渗流机制和水岩反应。在平面上,桑塔木组覆盖区比北部地区富集87Sr,其主要原因是来源于围岩的重溶锶比重加大。87Sr/86Sr值在区域上的变化,结合区域地质背景,表明海西早期岩溶对北部地区和桑塔木组覆盖区均有重要的影响,是奥陶系岩溶缝洞型储层的主要形成时期。另外,极低的锶同位素比值可能与幔源锶有关,早二叠纪末的火山活动是提供幔源锶的主要时期。通过塔河油田奥陶系古岩溶作用的实例研究,锶同位素具有良好的流体示踪能力,在划分古岩溶期次方面具有明显的优势。     

河北滦平大兴沟高锶饮用天然矿泉水特征初步评价

河北滦平大兴沟饮用天然矿泉水是一处天然、优质高锶矿泉水,Sr体积质量达2.44 mg/L。通过水文地质测绘、物探、水文地质钻探、水质分析、抽水试验等方法,初步查明了该地区地形地貌、地层岩性、地质构造发育特征以及泉水分布、埋藏、水量、水化学特征等水文地质条件,对该矿泉水特征进行了评价,为下一步矿泉水的勘查提供基础数据。大兴沟饮用天然矿泉水为滦平首次发现的高锶矿泉水,水质稳定,水量大,极具开发利用价值。     

塔河油田中下奥陶统岩溶缝洞方解石碳、氧、锶同位素地球化学特征

为了探讨塔河油田中下奥陶统古岩溶产物的地球化学特征以及评价不同期次古岩溶作用的影响区域, 系统分析了中下奥陶统岩溶缝洞方解石的碳、氧、锶同位素.不同产状的方解石碳、氧同位素具有明显的大气水岩溶特征, 早期岩溶产物以富集13C和低87Sr/86Sr比值为特征, 而海西早期岩溶产物以δ13C分布较宽和高87Sr/86Sr比值为特征, 两者的δ18O值分布均较宽.桑塔木组覆盖区比北部地区富集13C, 来自围岩的13C比重加大, 另一个原因是早期岩溶产物的δ13C值较高; 桑塔木组覆盖区岩溶产物具有高87Sr/86Sr比值特征, 说明有壳源锶的注入, 主要是受海西早期岩溶作用的影响, 并且高87Sr/86Sr比值特征比北部地区低, 其原因是来源于围岩的重溶锶比重加大.δ13C和87Sr/86Sr在区域上的变化, 结合区域地质背景, 表明海西早期岩溶对北部地区和桑塔木组覆盖区均有重要的影响, 是塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩的主岩溶期, 也是其储层的主要形成时期.      

基于锶同位素的亚热带典型岩溶动力系统降雨条件下岩溶作用速率及其意义

岩溶动力系统中微量元素及其同位素是指示岩溶动力系统运行过程及其环境意义的重要指标。本研究以我国南方亚热带地区典型岩溶动力系统为研究对象,利用高分辨率监测及采样方法研究了暴雨期昼夜尺度上岩溶泉水微量元素Sr及其同位素的变化特征,计算了暴雨条件下的岩溶作用速率。研究结果表明CO_2效应和稀释效应是降雨初期泉水水化学变化的主要控制机制,随后随着流量的持续上升,稀释效应占主导地位。降雨所导致的稀释效应对泉水Sr含量变化影响非常明显,但对岩溶泉水n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)同位素的影响非常有限。降雨期岩溶动力系统内持续的岩溶作用,维持了泉水相对稳定的n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)值特征。通过质量平衡方程计算表明暴雨期内补给的雨水溶蚀灰岩来源的n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)只占泉水总输出n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)的24.3%,当期补给的雨水所引发的CaCO_3净溶蚀速率为0.136 mg/(cm~2·d),其所产生的碳汇通量为1.01 t CO_2。这一结果初步确定了岩溶动力系统中"老水"和新近补给的雨水所导致的溶蚀速率差异和碳汇量差异,这为准确计算降雨诱发的岩溶溶蚀速率和碳汇量准确计算具有十分重要的意义。     

PHREEQC在济南泉水来源判别中的应用与效果

为验证济南泉域的泉水来源,选取趵突泉周围13个取样点岩溶水中的微量元素Ba和Sr,运用PHREEQC软件对这两种元素进行不同比例的混合。结果表明,济南南部山区、东郊、西郊等处的岩溶水都对趵突泉泉水有不同程度的贡献,并首次试算出各个方向来水比例。这从水化学的角度说明,趵突泉水的来源是多源的。     

济南岩溶泉水利用和保护座谈会

中国地质学会岩溶地质专业委员会、山东省科协、山东地质学会、济南市科协于1981年10月在济南市联合召开了山东岩溶泉水利用和保护座谈会,到会的代表近五十人。 山东省地质局和济南市科协的代表向会议介绍了济南岩溶泉水及其补给区的水文地质特征、泉水的动态和资源评价、保护泉水措施的建议等。代表们对济南南郊泉水补给区、西郊玉符河冲积扇,东郎的明水泉群、市区的四大泉群     

山西岩溶大泉水文地球化学研究

区域岩溶水文地球化学研究是深入开展岩溶的形成、岩溶水文地质和环境地质工作的基础。本文根据同期资料,全面阐述了山西岩溶大泉水的化学组份含量、水化学类型特征;并采用适合山西岩溶大泉系统的参数和方法,评价岩溶泉水的溶蚀能力和泉域系统的溶蚀量;深入探讨了岩溶水化学组份的成因和水文地球化学特征。      

济南市岩溶水中铅的分布特征及污染来源分析

＂泉城＂济南是一个富含岩溶地下水的城市,泉水甘甜。近年来,城市化发展带来环境污染。为查明重金属在岩溶地下水的分布特征,选取代表性元素Pb作为研究对象,对研究区的164个岩溶地下水样品进行了Pb含量的分析。分析结果表明,研究区内岩溶地下水中Pb元素含量不仅在空间上分布有规律,同时也跟工业废水和废渣排放、水位埋深及其它元素和离子之间有相关关系,进一步分析污染来源,为研究区域岩溶水环境污染防治提供科学依据。     

南大巴山前缘黄龙组古岩溶储层锶同位素地球化学特征

南大巴山前缘黄龙组古岩溶储层划分为弱溶蚀岩溶岩、中等溶蚀多孔状岩溶岩、强溶蚀角砾状岩溶岩和强溶蚀交代的次生灰质岩溶岩等4种类型,以非溶蚀岩为对比参照物,系统分析了各类岩溶岩的锶同位素组成.结果表明:岩溶过程中的87Sr/86Sr值,具有从渗流-活跃潜流带的正偏移,至静滞潜流带逐渐转化为强烈负偏移的演化趋势;在同一岩溶水流体的水-岩反应体系中,基质组分相比角砾对87Sr的富集作用更强,而次生灰质岩溶岩相比白云质岩溶岩缺乏富集87Sr的锶同位素分馏效应;不同成因类型和溶蚀强度的岩溶岩具有高87Sr/86Sr值特征,主要与参与古岩溶作用水-岩反应的古陆地下水富87Sr壳源锶的注入以及白云质基质岩对87Sr具有强富集作用有关.各类岩溶岩锶同位素特征,可为预测和评价研究区黄龙组古岩溶储层发育条件及时空展布规律提供地球化学信息.     

济南岩溶泉域泉群区水化学与环境同位素研究

本文通过对济南岩溶泉域排泄区地下水样品的分析,采用主要离子(Cl、NO_3、Mg、Ca、HCO_3、SO_4)、微量元素(Br、Ba、Sr)、氢氧同位素(~2H和~(18)O)、硫同位素(~(34)S)等示踪因子的综合研究方法,结合岩溶泉域实际水文地质条件,揭示了济南泉水的水文地球化学特征、枯丰期水化学动态和环境同位素特征,确定了泉水在枯、丰水期不同的补给来源及补给途径。研究显示,泉群区出流的泉水可以分为三组,黑虎泉出流的路径是经奥陶系灰岩直接出流,趵突泉是经奥陶系灰岩与第四系沉积层出流地表,而五龙潭泉、珍珠泉和53号井则是在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处涌出地表;在丰水期地下水是混合补给,包括来自奥陶系岩溶水直接补给和硅酸盐岩裂隙水的间接补给,而在枯水期地下水主要由奥陶系岩溶水直接补给;泉群区地下水中的S主要来源于燃煤,而且有不断增加的趋势。     

黄骅坳陷奥陶系古岩溶储层锶同位素地球化学特征

为研究古岩溶储层锶同位素地球化学特征,以同位素地球化学实验为手段,结合全球锶同位素背景,探讨黄骅坳陷奥陶系岩溶储层锶同位素地球化学特征成因,分析其南、北区差异性。研究结果表明,黄骅坳陷奥陶系各组地层~(87)Sr/~(86)Sr值变化范围高于全球所在沉积时期的变化范围值,~(87)Sr/~(86)Sr值变化趋势与全球奥陶系所在沉积时期的变化趋势具有相似性;奥陶系原始碳酸盐岩地层经历了后期古岩溶作用和流体的改造,古陆富~(87)Sr流体对各类岩溶岩和填充物岩反应后大幅度提高~(87)Sr/~(86)Sr值;白云岩~(87)Sr/~(86)Sr值均明显高于同层位的灰岩,证实白云岩对~(87)Sr捕获能力普遍强于灰岩;黄骅坳陷北区经历的表生岩溶作用时间远大于南区,岩溶作用强度高于南区,北区富~(87)Sr流体置换作用亦强于南区,构成了锶同位素~(87)Sr/~(86)Sr值南低、北高的差异性。     

贵州纳雍县沙包镇下木村富锶矿泉水成因分析及开采量计算

通过对贵州纳雍县沙包镇下木村研究泉点的水文地质条件、水化学特征、动态特征及微量元素锶来源等进行研究,分析其成因模式。研究成果表明：大气降水入渗含水岩组,径流运移中溶滤含锶膏岩矿物形成富锶地下水,在地形切割及中三叠统关岭组(T₂g)底部泥岩相对阻水出露成泉,水中锶含量达到饮用天然矿泉水标准,矿物质成分源于岩石和土壤的风化水解,水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Mg。根据动态监测成果,采用泉水流量衰减法及泉水枯季流量频率分析法,计算其允许开采量为1134.26 m³/d,研究结果可为下木村锶型矿泉水的开发利用提供依据。     

碳酸盐岩中锶元素地球化学特征及其指示意义

应用锶指示古环境的方法很多,其中以锶的含量和与Sr配对的相应的元素比值作为指示剂,具有典型代表性。本文以北京下古生界碳酸盐岩为研究对象,采用ICP-MS分析技术测试了49件样品中Sr、Ba、Cu的含量。以锶的含量、Sr/Ba、Sr/Cu比值作为地化指标,深入探讨了锶的地球化学特征。系统的分析了Sr含量,Sr/Ba、Sr/Cu比值对不同的沉积环境的地质响应。指出从浅海环境到深海环境Sr含量及其相应的元素比值增加趋势明显,对沉积环境具有重要的指示作用。并且,Sr的分布还受到不同沉积旋回的影响,研究沉积作用对Sr分布的影响时,应在同一沉积旋回中进行。此外还深入研究了不同岩性、不同沉积旋回中Sr的分布特征,探讨了影响Sr分布的不同因素。归纳了锶对沉积环境的指示作用。就成岩作用对碳酸盐岩中锶分布的影响,结合前人的工作,进行了探索性的分析。     

济南岩溶水微量元素分布特征及其水文地质意义

济南以泉名扬天下,故称泉城。20世纪后半期,由于地下水的开采,济南泉水流量逐年递减,并于1976年始出现断流,20世纪末限制岩溶水开采量后,泉水复涌。自1980年开始,保泉地质调查工作陆续开展,但迄今对泉水补给方向及影响泉水因素尚无定论。采用微量元素水文地球化学方法,对济南可能的泉域范围内的枯丰水期岩溶水化学特征及其变化进行了研究。结果表明,丰水期较枯水期离子浓度总体偏低,由南部山区向北至泉群地带,元素浓度由低到高,显著地反映出由补给区通过径流区至排泄区的整个水化学过程。利用PHREEQC软件MIX模块,选择趵突泉及其周围的不同采样点岩溶水进行配比混合模拟。结果显示,泉水补给方向多样,趵突泉不仅有近源补给来源,还有远距离深循环补给。作者结合调查区地质构造及相关水文地质条件,认为济南泉水的形成是多源混合补给、深浅循环结合而成,千佛山断裂北部透水段,对济南泉群的形成具有极其重要的作用。     

锶在土壤-作物中迁移富集机制及作物富锶标准探讨：以河南固始史河一带为例

通过系统采集和分析河南固始史河一带土壤、作物样品,进行土地质量地球化学评价,查明了区域土壤锶地球化学特征、影响因素,以及锶在土壤、作物中迁移富集机制,确定了土壤锶形态含量表现为残渣态>强有机结合态>离子交换态>铁锰氧化态>腐殖酸结合态>碳酸盐结合态>水溶态,其中残渣态和强有机结合态锶累计占98%,Sr主要以难溶态稳定形式赋存在土壤中。在弱酸性环境下,难溶含锶矿物SrSO₄、SrCO₃通过水化作用和水解作用形成易溶于水的锶岩Sr(HCO₃)₂、SrCl₂,并被植物吸收利用,形成锶在土壤-作物中的迁移。对比国内外相关作物Sr含量,提出了花生、小麦、玉米、水稻等作物富锶标准,即：水稻中的富锶下限值为0.65 mg/kg,花生、小麦、玉米的富锶下限值为1.08 mg/kg。依据此Sr含量标准,研究区内小麦、花生籽粒富锶,水稻部分富锶。本研究成果为固始史河流域富锶土地资源开发、发展富锶农产品提供了新的参考依据。     

桂林地区岩溶水87Sr/86Sr特征

锶是岩石圈上部含量最大的微量元素，其元素及其同位素化学性质都比较稳定。不同水岩作用条件下，锶元素含量及其同位素值都不一样。本文通过对桂林地区的两个典型岩溶地下河系统不同类型地下水样87Sr/86Sr值和Sr含量的分析，得出；流经不同岩层的地下水其87Sr/86Sr值和Sr含量不同，同一地下河系统中不同类型地下水的87Sr/86Sr值Sr含量不同，其值的差异由岩性和水岩作用决定。说明87Sr/86Sr值能反映地下水的形成、径流和混合作用，是较理想的示踪剂，在岩溶水研究中具有很广阔的应用前景。     

济南十大泉群特征、形成模式及水循环差异性浅析

为了全面系统地认识济南十大泉群,文章采用对比分析法揭示十大泉群分布、流量、景观及水质特征,通过水文地质结构精细刻画与泉水排泄条件分析,进一步明确十大泉群成因差异性,归纳泉水形成模式,揭示十大泉群水循环的差异性。结果表明:十大泉群基本特征可大致分为两类,即排泄区6个泉群均为上升泉、南部补给区4个泉群均为下降泉;十大泉群形成模式可划分为五类,即构造凸起—灰岩“天窗”成泉、构造凸起—裂隙连通成泉、浅埋多层砂层与高渗透黏土导通成泉、断裂切割成泉和侵蚀溢流成泉模式;宏观上济南十大泉群水循环受北倾单斜构造控制,其输入条件、输导系统和输出方式差异较小;微观上6个承压型泉群泉水输出方式差异性明显,其灰岩覆盖层类型、厚度、渗透性及灰岩顶板埋深差别较大,导致泉水出流形态、流量及水质不同,形成各自独特的景观。岩溶泉水微观成因的详细研究可为济南十大泉群分类保护提供重要地质依据。      

重庆芙蓉洞上覆基岩、土壤元素分布特征及其对洞穴滴水水化学影响

通过对重庆芙蓉洞上覆基岩和土壤中元素分布特征以及表层岩溶泉水、土壤渗透水和洞穴滴水水化学特征的系统监测,发现Ca2+、Mg2+、Sr2+和SO42-在表层岩溶系统的基岩、土壤、水(土壤渗透水和洞穴滴水)三大载体的运移过程中发生了明显分异。Ca2+、Mg2+和Sr2+在基岩中平均质量比分别为239949ppm、129607ppm和123ppm,在土壤中分别为37458ppm、28360ppm和49ppm,土壤渗透水中分别为25.55mg/L、11.04mg/L和0.026mg/L,而在洞穴滴水中分别为64.37mg/L、37.87mg/L和0.044mg/L。Ca、Mg和Sr在土壤剖面中表现出明显的淋溶和淀积作用,其元素含量高低直接影响土壤渗透水元素含量;基岩的元素含量主导了土壤各层位、土壤渗透水及滴水中元素含量。不同滴水点的水其运移的路径、时间和环境条件不同,因此在利用洞穴次生化学沉积物元素地球化学特征来反映洞外环境变化时,需综合考虑各元素在岩-土-水中的分布迁移特征及其与环境因素的相互关系。      

贵州关岭地区发现地表和地下水体锶超常富集

正1研究目的(Objective)在前期资料收集、补充调查及随机样采集的基础上,发现贵州打邦河流域关岭地区地表水、地下水锶(Sr)含量异常(图1),均大于国家饮用天然矿泉水锶含量限值,部分水样锶含量达到医疗矿泉水水平,超过西南岩溶区已有报道锶含量值,在西南乃至全国实属罕见。揭示该区各种类型水体锶含量分布状况、富集成因是本次研究目的。