西藏沃卡温泉水文地球化学特征及成因

通过沃卡温泉出露特征、水化学及同位素组成调查,结合温泉发育的地质背景,研究沃卡温泉的水文地球化学特征和成因。研究表明沃卡温泉出露呈北东向带状展布,明显受断裂控制,温泉水化学类型为Cl·SO_4-Na和SO_4·HCO_3-Na型,阳离子成分为Na+为主,阴离子以Cl~-、SO_4~(2-),pH8.31~8.56,偏碱性,矿化度249.3~366.6mg/l,δD(‰)-150~-157.2,δ18O(‰)-18.3~-22,揭示温泉来源于大气降水补给,补给高程在5 000~5 300m之间。地球化学温标估算沃卡温泉热储温度155℃。泉类型主要为断裂深循环型,沃卡温泉热源主要为深循环地热增温。     

云南会泽铅锌矿区地下水化学和同位素分析

本文通过调查和采样测试,分析云南会泽铅锌矿区地下水的水化学特征,划分其水化学类型;根据不同水文年、不同埋深δ2 H和δ18 O的变化,分析了地表水体与地下水的相互关系,认为矿区中部含水层受到地表水的入渗,地表水与深部岩溶水的混合作用加大,中部岩溶含水层水力活动范围不断扩大,相对长江流域同位素分布规律,矿区降雨中重同位素偏富,深部岩溶水有显著的埋深效应,季节效应不明显。提供了一个矿区地下水水化学和同位素研究实例,对同类研究有借鉴价值。     

华北断陷盆地中北部地热水地球化学特征及成因初探

为探讨唐山-天津地区地热水的水化学类型、控制因素及其补给来源,2016年8月在华北断陷盆地中北部采取了21个温泉、地热井水样,进行离子特征,3He、4He、20Ne气体同位素及δD与δ18O稳定同位素分析。结果显示,华北断陷盆地中北部地热井温度为27. 5～92. 6℃,TDS(Total dissolved solids)为430. 3～2370. 8 mg/L,δD和δ18O分别为-74. 04‰～-69. 27‰与-10. 32‰～-8. 04‰; Na+为主要阳离子,阴离子浓度变化较大,无明显空间分布规律。该区域水化学类型可以分为9类:Na-Cl·SO_4、Na-Cl·SO_4.HCO_3、Na-Cl·HCO_3、Na-HCO_3、Na-SO_4、Na-HCO_3·SO_4、Na-SO_4·HCO_3、Na-HCO_3·Cl、Na-HCO_3·SO_4·Cl,水化学类型与含水层的岩性有关。He、Ne气体同位素组分表明,区域内地热水中气体具有幔源、壳源、大气来源的混合特征。H、O同位素组成指示地下水的补给来源为大气降水,δD平均值为-71. 62‰,基本等同于华北地区现今δD的平均值(约-70‰),暗示其地下水年龄较小,补给时的气候条件与现今接近。S3、S6、S14、S17、S20有明显的氧漂移,主要原因是地热水温度较高,以及大陆效应与高程效应的影响。     

黔中茶店桥地下河流域不同水体硫酸盐浓度特征及来源识别

茶店桥地下河位于西南岩溶区,流域内"三水"转换迅速,地下水是当地的重要饮用水源。本文对流域内雨水、地表水、地下水中的SO_4~(2-)浓度进行了测试,利用氘(δD_(H_2O))、氧(δ~(18) O_(H_2O))同位素示踪地表水、地下水补给来源,用硫酸盐硫(δ~(34)S_(SO4))、氧(δ~(18) O_(SO4))同位素探讨了地表水、地下水中SO_4~(2-)的来源,并计算了地下河出口河水中不同SO_4~(2-)来源的贡献比例。结果表明:1不同水体中SO_4~(2-)浓度大小顺序为地表水地下水雨水,与邻近区域相比,茶店桥地下河流域雨水、地表水、地下水呈现富集SO_4~(2-)的特征。2地表水、地下水的主要补给来源为大气降水,硫酸不仅和HCO_3~-共同参与了流域内碳酸盐岩的溶解,也参与了雨水中含钙镁颗粒物的溶解。3地表水δ~(34)S_(SO4)、δ~(18) O_(SO4)值分别介于-12.98‰~-10.19‰和-0.54‰~+9.13‰之间,地下水δ~(34)S_(SO4)、δ~(18) O_(SO4)值分别介于-14.32‰~+16.58‰和+2.81‰~+14.35‰之间,SW02的SO_4~(2-)主要来源于大气降水,SW01、SW03、GW02、GW03、GW06主要来源于煤层,GW05主要来源于石膏,GW01、GW04为混合输入源。4地下河出口河水中大气降水带来的SO_4~(2-)贡献比例为13%,煤层硫化物氧化的贡献比例为40%,石膏溶解的贡献比例为47%。     

塔木素铀矿床地下水化学特征研究

塔木素铀矿床地下水具有砂岩型铀矿床中很罕见的高矿化度地下水特征,偏碱性(平均pH=7.52)。水中阳离子主要为Na+,其次为Ca2+、Mg2+,少量K+;阴离子主要为Cl-,并含有HCO-3、SO2-4等。矿化度为17.18~49.65g·L-1,平均为35.39g·L-1。水化学类型为Cl-Na型和Cl·SO4-Na型,随着矿化度的增加,水化学类型变为Cl-Na型。同位素研究显示,地下水δ18 O=-7.2‰~-8.9‰,平均为-8.24‰;δD=-73.9‰~-75.1‰,平均为-74.44‰。与地表水体值(δ18 O=-7.1‰~-7.4‰,δD=-56.5‰~-58.9‰)相比,二者均明显偏低,推测地下水主要为封存水,而与盆地周边地表水没有直接联系。234 U/238 U=1.02~2.16,平均为1.552,应该是受含矿地层α反冲作用影响,导致水中234 U增加所致。地下水中铀含量为0.14~73.1μg·L-1,平均16.35μg·L-1,地下水中铀含量与234 U/238 U值有明显的正相关关系。     

吉林省松原地区地震监测台站水化学特征

根据水化学组分及氢、氧同位素组成,讨论了吉林省松原及其周边地区地下水水化学类型及成因。2014—2015年在松原及其附近的8个水井点采集了4次水样,用离子色谱分析了水的主要离子浓度,用液态水同位素分析仪分析了样品的氢、氧同位素组成。测量结果表明样品的矿化度为125.4~19 350.9 mg/L;δD和δ18O值分别为-71.7‰~-98.1‰和-9.0‰~-12.5‰。地下水的δD,δ18O组成表明该区地下水主要来源于大气降水。4次采样期间,陶赖昭潜水井水化学组成受人为环境影响,变化较大;其余水样采自承压井,水化学组成变化较小。其中东大什等5口井的地下水为低矿化度的HCO3-Na型,该水化学类型的形成受硅酸盐矿物的溶解及石油开采添加活性剂的共同影响,采样期间Na+和SO2-4出现了较为明显的波动,δ18O也出现了一定程度的漂移;扶余井受油田开采注酸影响,为Cl-Na型淡水;前郭井为Cl-Na型咸水,4次采样期间,其氢、氧同位素存在明显的波动,且矿化度存在明显的递增趋势,可能与采样前后发生的中、小地震有关。研究成果为今后震情跟踪和地震水化学异常的落实提供了科学依据。     

同位素技术解析安阳河与地下水相互作用

河流与地下水相互作用研究是水文学研究的难点和热点。安阳河与地下水相互作用研究,对于安阳市水资源科学开发与管理具有重要意义。安阳河冲洪积扇地表水与地下水转化率为17%～27%。潜水位标高为80 m,向下游逐渐变成多层含水层（水位40 m）。当地降水环境同位素监测数据表明,当地大气降水线与全球大气降水线接近平行,表明该线代表本地区大气降水的氢氧同位素特征。地表水同位素值较集中,2016年8月δ18O值变化范围为-9‰~-8.7‰,δD值变化范围为-65‰~-63‰,2017年1月δ18O值变化范围为-8.5‰~-8.2‰,δD值变化范围为-63‰~-61‰,河水水化学类型为HCO3·SO4—Ca型,表明流域内地表水的同位素值受距离的影响较小。地下水稳定同位素值变化较大,2016年8月δ18O值范围为-10.4‰~-5.5‰,δD值范围为-75‰~-46‰,2017年1月δ18O值范围为-10.2‰~-5.4‰,δD值范围为-75‰~-45‰,即从接近降水值到最大值形成一条“蒸发”线。河流出山口一带地下水同位素值呈现最大蒸发值,表明地表水补给地下水,地下水化学类型为HCO3·SO4·Cl—Ca,存在明显人为污染成分。下游为大气降水补给浅层地下水,中深层地下水主要来源于中游侧向径流,水化学类型主要为HCO3—Ca·Mg型,综合分析表明,安阳河中下游（冲洪积扇）地带“三水”转换积极,并影响其水质、水量。     

宿县矿区太原组灰岩水地球化学特征及地质意义

为了解宿县矿区太原组灰岩水化学特征及空间分布规律,采集了矿区7对生产矿井水样及河流水样进行常规元素、微量(稀土)元素及D、18O测试,利用传统图示及统计方法探讨了地下水化学特征及影响因素,分析了太原组灰岩水径流特征及水化学过程,结果表明:灰岩水主要为SO_4·HCO_3—Na·Ca类型,河流水主要为SO_4·Cl—Na型;灰岩水中∑REE在0.031~0.075μg/L之间,稀土总量、Y/Ho及Y*与TDS受到强烈水岩作用的影响;Ce异常主要受氧化还原条件制约;灰岩水与河流水具有一致的δD—δ~(18)O斜率,大气降水及地表水补给痕迹明显。受蒸发作用影响,河流水体D、18O重同位素富集,δD在-52.41‰~-33.36‰之间,平均含量为-39.56‰;δ~(18)O在-6.69‰~-3.01‰之间,平均值为-4.45‰。灰岩水中D、18O相对较低,δD在-71.83‰~-49.09‰之间,平均值为-60.14‰;δ~(18)O在-10.15‰~-6.64‰之间,平均值为-8.15‰;该区灰岩水表现为由东西向中间径流的特征,这种径流作用直接造成矿区不同矿井常规组分、微量元素及同位素特征的差异。     

豫北平原浅层地下水化学特征与成因机制

地下水的化学特征与成因机制对地下水演化、地下水资源的合理开采及质量评价具有重要意义。为查明豫北平原浅层地下水的水质特征及控制因素,采集了不同类型的浅层地下水和地表水样品,分别测试了水样阴、阳离子和氢氧同位素组成。结果表明:(1)地下水中总溶解性固体物质(total dissolved solids,简称TDS)质量浓度范围为316～6 948 mg/L,微咸和咸地下水呈条带状分布在沁河冲洪积平原中部,在三阳镇-修武县一带,水化学类型复杂,以HCO_3·SO_4-Na·Mg·Ca型和SO_4-Na·Mg型水为主。北部山前冲洪积扇和沁河北岸地下水为淡水,为HCO_3-Ca·Mg型水。(2)δ~2H-δ~(18)O关系说明地下水起源于大气降水,水化学组分受水岩相互作用控制,在补给区以碳酸盐岩溶滤作用为主,径流区发生硅酸盐岩的风化溶解以及阳离子交换作用,排泄区以蒸发浓缩、石膏溶解和阳离子交换作用为主。(3)地质和气候环境是造成地下水咸化的主要成因,且受到工农业污水渗漏的影响。研究成果可以为该区地下水资源的合理开采和有效管理提供依据。     

新疆车尔臣河地下水水化学特征分析

以新疆车尔臣河地下水为研究对象,对该地区的地下水水化学特征进行了研究。研究结果表明:研究区山区基岩裂隙水化学类型主要为SO_4·Cl型、Cl·SO_4型;潜水水化学类型总体上由南向北水化学类型由Cl·HCO_4型→SO_4·HCO_4型→Cl·SO_4·HCO_4型→Cl·SO_4型转化,水化学特征与地表水基本一致;承压水化学类型沿车尔臣河两岸水化学类型为Cl·HCO_3·SO_4型;车尔臣河一级分水枢纽地表水总α总β均满足生活饮用水标准。     

贵州石阡地区热矿水同位素地球化学研究

根据石阡地区热矿水分布区的水文地质、构造、岩相资料和热矿水的水化学及同位素的研究成果,可将本区热矿水分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小区:Ⅰ区位于印江至石阡的袍木寨背斜、石阡断裂带北段上,含水围岩为咸化海相白云岩含膏盐建造,为矿化度高,Sr~(2+)、SO_4~(2-)、δD、δ~(18)O较高的SO_4~(2-)型水。Ⅲ区位于红石走滑断裂束,含水围岩为浅海灰岩建造,为矿化度低,Sr~(2+)、SO_4~(2-)、δD、δ~(18)O较低的HCO_3~-型水。Ⅰ、Ⅲ区热矿水年龄较低。Ⅱ区位于上述两构造带的复合部位,其热矿水为Ⅰ、Ⅲ区热矿水混合而成。为年龄较高的水化学和同位素组成介于上述二者之间的SO_4~(2-)·HCO_3~-型水。     

柳江盆地地表水水文地球化学特征与水质评价

水文地球化学探测是研究地下水成因和评价地下水资源的有效手段。本文对柳江盆地大石河流域地表水的常规离子浓度、氢氧同位素组成和微量组分含量进行了分析,研究了水的化学类型及特征,并进行了水质评价。结果表明,该流域水的矿化度(TDS)为0.04～0.68 g/L,舒卡列夫分类表明大部分水样的化学类型为HCO_3·SO_4-Ca型,局部岩石类型影响流域水化学类型。氢、氧同位素组成分别为-7.3‰～-9.8‰和-51.8‰～-70.2‰,分布在大气降水线附近,表明研究区地表水主要来源于大气降水。水中溶解的矿物质主要来源于局域性岩石和土壤的风化溶解,并且受人为活动的影响。单因子评价指数水质评价法确定该地区地表水水质尚可。     

三江平原富锦地区浅层地下水水化学特征及其形成作用

三江平原富锦地区是我国重要的产粮基地,农业灌溉对当地地下水水质造成了一定程度的影响,而地下水水质的变化制约着当地农业的发展及居民的饮水安全,因此对三江平原富锦地区地下水水化学特征及其形成作用进行研究具有十分重要的意义。本次研究对浅层地下水及地表水进行采样,运用Gibbs图、离子比例系数、δD和δ~(18)O同位素、克里金插值及反向地球化学模拟等方法,对三江平原富锦地区浅层地下水的水化学形成机制进行了分析。研究结果表明:地下水中TDS、NO_3-N质量浓度沿地下水流向呈递增趋势,地下水水化学类型以HCO_3-Ca和SO_4-Ca为主;硅铝酸盐以及岩盐的风化溶解是研究区地下水中离子的主要来源;溶滤作用、阳离子交替吸附作用和农业施肥、地下水开采等人类活动影响是控制地下水化学特征形成的主要作用。     

安庆大别山区矿泉水化学特征及成因模式

安庆大别山区位于大别山造山带东侧,调查研究了该区饮用天然矿泉水6处(锶偏硅酸型2处,锶型1处,偏硅酸型3处),理疗天然矿泉水硅酸水3处。在分析矿泉水的水化学特征和环境同位素特征的基础上,进一步探讨其成因模式。冷泉(井)水(AH1、AH3、AH4、AH5、AH8和AH9)的主要离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+和HCO_3~-,水化学类型为HCO_3·Ca型、HCO_3-Ca·Na型或HCO_3-Ca·Mg型,TDS值为90～239 mg/L;温泉(AH2、AH6和AH7)的主要离子为Na~+和SO_4~(2-),水化学类型为SO_4-Na型或SO_4·HCO_3-Na型,TDS值为253～426 mg/L。利用δ~2H值和δ~(18)O值估算的冷泉水的补给区高程为217～346 m,平均温度为17.7℃;温泉水的补给区高程为457～668 m,平均温度为12.6℃。9处矿泉水均为大气降水补给,沿断裂带或裂隙带历经一定深度的循环,在山谷、河谷地带出露地表。温泉地下水的循环深度大、水-岩作用时间长,TDS值、特征化学组分含量均高于冷泉水。     

基于环境同位素与水化学的霍城县平原区地下水循环模式

为实现伊犁河谷重点平原区(霍城县)地下水资源合理开发和生态环境保护的目的,以伊犁河谷地下水资源及环境问题调查工作为基础,采用环境同位素和水化学方法,开展霍城县平原区地下水循环模式研究。研究表明:(1)本区地下水主要接受北部山区地表径流的入渗补给,并表现出自北向南的径流特征;在平原区中部,浅层地下水与地表水相互转化频繁;分布于平原区南部的地下水溢出带为本区地下水的天然排泄区。(2)沿地下水径流方向溶解性总固体逐渐升高,水化学类型由HCO_3—Ca型转变为HCO_3·SO_4—Ca·Mg型。随地下水埋深增大循环速度减缓,δD、δ~(18)O和~3H含量降低;局部区段中深层地下水因开采强度大,表现出的更新能力更强。此外,~3H的空间分布特征表明该区降水和地表径流在转化为地下水的过程经历了较长的时间。     

四川屏山灯盏窝温泉地球化学特征及成因

对屏山灯盏窝地热水和地下水的化学和同位素分析表明:灯盏窝地热井揭露的两个热储层,三叠系雷口坡组热储埋深623~1 111m,水温39.4℃,TDS含量为15 800mg/l,水化学类型为Cl·SO4-Na型;二叠系栖霞茅口组热储埋深2 040~2 618m,水温78.3℃,TDS含量为450mg/l,水化学类型HCO_3~--Cl·Ca-Na型。雷口坡地热水的δD为-47.5‰,δ~(18)O为-7.7‰,是大气降水与沉积水混合形成;栖霞茅口组热水δD为-64.8‰,δ~(18)O为-10.9‰,来源于大气降水。热水与地下冷水水化学、同位素组成有较大差异,说明经历了比冷水更长的循环深度和不同的成因,深部热水的补给与附近泉水、地表水和金沙江水关系不大,灯盏窝热水发育受五角堡-楼东背斜核、糖房湾穹隆构造控制,该区地热水具有较高的开采利用潜力。     

环境同位素特征对滨海岩溶地区海水入侵过程的指示意义

大连大魏家水源地位于中国北方典型滨海岩溶地区。近30年来,地下淡水的不合理开采造成的地下水位降落漏斗引发了严重的海水入侵。以大魏家水源地为研究对象,通过大量的水文地质调查和水化学及同位素采样测试分析,探讨海水入侵形成的水动力条件,通过分析滨海岩溶含水层中地下水主要水化学和多种同位素(δ2H-δ18O,δ34S,δ13C)组成特征,识别了海水入侵过程中发生的主要水文地球化学作用,并对其进行了定量模拟,从而阐明了岩溶含水层中的海水入侵机理。研究结果表明:大连大魏家海水入侵主要通道为大魏家地区存在的导水断裂、岩溶裂隙以及第四系松散地层。对δ2H-δ18O同位素的组成分析表明,研究区地下水主要来自大气降水补给,结合Cl-浓度分布,认为除海水入侵淡水含水层后增加了地下水中的盐分外,浅层地下水的蒸发也对地下水中盐分的累积起到了重要作用。根据不同水体中δ34SSO4,δ13CHCO3等同位素特征,结合水化学成分(如SO2-4,Cl-)分析认为,研究区微咸水和咸水并不是地下水淡水和海水简单混合而成。利用反向水文地球化学模拟揭示了控制滨海岩溶含水层中水化学演化的主要水文地球化学反应有方解石、蒙脱石和石膏的溶解作用,伊利石的沉淀作用以及Ca-Na离子交换作用,伴随着CO2的释放。     

老挝甘蒙钾盐矿床钾镁盐矿层中裂隙水的地球化学特征及其成因探讨

老挝钾盐矿所属的呵叻盆地是世界上最大的钾盐矿集区之一,矿物组合主要为石盐、光卤石和次生钾石盐等,裂隙水分布于钾镁盐矿层中(深度150m左右)。裂隙水渗漏已严重影响了矿区生产安全,但关于该水体的来源及演化过程仍不明确。本文系统采集矿层中裂隙水及周围各种水体样品12件,并测试其水化学及氢氧(2 H、18 O)同位素组成。结果表明裂隙水矿化度较高(368.1g/L~430.7g/L),裂隙水与盐泉水水化学类型同为氯化物型,分析常微量离子含量特征及水化学特征系数,显示裂隙水受到钾镁盐溶滤掺杂的影响。裂隙水δD=-64.2‰~-55.2‰,δ~(18) O=-7.75‰~-7.1‰,其比值范围显著区别于石盐(δD=-144‰~-78‰,δ~(18) O=-1.1‰~4.2‰)和钾镁盐(δD=-54.75‰~-1.42‰,δ~(18) O=-7.09‰~0.95‰)沉积阶段原始卤水氢氧同位素组成,而位于全球大气降水线附近,表明裂隙水不具有原始残留卤水特征,而主要由大气降水溶滤蒸发岩矿物所形成。裂隙水成因的查明为该区地下水循环和钾盐矿床开发过程中地下水渗漏治理提供了一定依据。     

广西防城区地下水水化学特征及离子来源分析

查明防城区地下水水化学特征及主要离子来源,对该地区地下水资源保护和开发利用具有重要意义。以防城区地下水为研究对象,通过分析水化学组分和氢氧同位素特征,研究地下水水化学特征,确定补给来源,识别其主要组分的物质来源。研究结果表明:研究区地下水水化学类型主要为HCO_3-Mg·Ca型、SO_4·Cl-Ca·Mg型和SO_4·Cl-Na型,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主。同位素分析显示,研究区地下水以大气降水补给为主。Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩的溶解,而高位养殖、农业活动、工业排污等导致地下水中SO_4~(2-)、Na~+、K~+、Cl~-、NO_3~-含量增加。     

锡林河流域地表水和浅层地下水的稳定同位素研究

2006年4—9月,在从锡林河源头沿河流进行地表水和地下水同位素样品采集和分析的基础上,利用全球降水同位素监测网(GNIP)包头站的大气降水稳定同位素资料,结合锡林河流域的气象和水文资料,对锡林河流域大气降水、地表水和地下水稳定同位素进行了研究.结果表明:地下水中δ18O和δD值分别集中在-11.7‰～-14.9‰和-80‰～-89.5‰范围内,δ18O沿地下水流向有增加的趋势,大部分地下水中δ18O的季节波动性不大;河流干流δ18O和δD的年算术平均值从源区的-12.8‰和-94.5‰到入锡林河水库处的-10.0‰和-79.3‰,差值分别约为3‰和15‰.河水中的δ18O值沿流程增加而增大的现象可归结为受含有较高δ18O值的地下水补给作用和河水的蒸发作用的共同影响,其中对δ18O蒸发富集的研究显示,蒸发引起δ18O富集值为1‰.通过地下水线(GWL)和地表水线(SWL)及区域大气降水线(LMWL)的对比分析发现,在径流季节,降水对地表水的贡献小,地下水是地表水主要的补给源,地表径流基本是地下水的排泄.