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。     

河北平原地下水锶同位素形成机理

为了研究河北平原地下水锶同位素的来源与形成机理, 对所采水样进行了分析.研究了87Sr/86Sr比值“时间积累效应”: 随着地下水年龄和埋深的增大而增大; 与地下水中过剩4He_exc呈正相关关系, 与δ18O和δD呈负相关关系.探讨了Sr2+与87Sr/86Sr比值的关系, 将地下水分为3类: (1) 中等Sr2+含量与高87Sr/86Sr比值水(Ⅰ类水); (2) 低Sr2+含量与高87Sr/86Sr比值水(Ⅱ类水); (3) 高Sr2+含量与低87Sr/86Sr比值水(Ⅲ类水), 即热水.通过综合分析认为: (1) 河北平原第四系地下水中的放射成因Sr是由富含Na和Rb的硅酸盐矿物风化作用提供的, 主要矿物为斜长石; (2) 黄骅港热水中的放射成因Sr是由碳酸盐溶解形成的, 87Sr/86Sr比值低, Sr/Na比值大; (3) 补给区地下水是由流经火成岩和变质岩区地下水的侧向补给的, 87Sr/86Sr比值中等.第三系地下水放射成因Sr的来源及形成机理尚须进一步研究.      

习水县岩溶水系统ρ(Sr2+)、ρ(Sr)/ρ(Ca)、ρ(Sr)/ρ(Mg)分布特征及其应用

通过对流域内不同类型水取样分析,发现流经不同岩层的地下水具有不同的ρ(Sr2+)、ρ(Sr)/ρ(Ca)、ρ(Sr)/ρ(Mg)值.一般来说,流经砂岩层的基岩裂隙水ρ(Sr2+)低,而ρ(Sr)/ρ(Ca)、ρ(Sr)/ρ(Mg)值较高,当砂岩中的基岩裂隙水受到灰岩岩溶水或煤系地层水补给时,其ρ(Sr2+)、ρ( Sr...     

桂林地区岩溶水中Ba元素的水文地球化学特征

钡是岩石圈上部最丰富的微量元素之一,与镁、钙、锶同属碱土金属族元素,它们的化学性质比较接近,但在不同的岩石中它们的含量却有显著区别,所以不同类型岩溶水Ba2+含量有较大差别。对桂林地区不同类型岩溶水Ba2+含量分析,可以发现如下一些特点: 桂林地区各种岩溶水中的Ba2+浓度普遍不高,其浓度介于4. 08× 10- 6～ 28. 12× 10- 6 g /l之间。Ba2+ 浓度随着Sr2+和Ca2+浓度增大而减小,随着Mg2+浓度增大而增大。不同岩层地下水的Ba2+浓度有明显差别,灰岩表层岩溶带水中Ba2+浓度明显低于白云岩表层岩溶带水中的Ba2+浓度;三条地下河中,毛村地下河的Ba2+浓度最高,其次为浪石地下河,最后是丫吉地下河。可见,钡在河水中的含量与其补给径流区的岩石组分有关,是较好的天然示踪剂。      

锶元素地球化学在水文地质研究中的应用进展

国外学者已广泛应用Sr^2 ，c(Sr)／c(Ca)或c(Ca)／c(Sr)，n(^87Sr)／n^(86Sr)作为示踪元素研究地表河水的来源组成、监测地下水的污染程度、确定含水层的越流补给量和恢复洞穴沉积环境等。国内90年代以后开始应用锶和锶同位素研究河流的补给来源，探讨泉群流动系统和应用c(Sr)／c(Ca)、c(Sr)／c(Mg)研究岩溶水系统，并取得了较好的效果；介绍了目前正在开展的应用c(Sr)／c(Ca)、c(Sr)／c(Mg)、n(^87Sr)／n(^86Sr)研究西南岩溶山区地下河水组成的思路和方法。展望了锶元素地球化学在水文地质调查和地下水资源评价中的应用前景。     

松辽盆地北部地层水同位素特征及其地质意义

盆地流体是沉积盆地中非常活跃的因子,盆地流体的水文地球化学特征主要是受控于流体-岩石相互作用。本文以松辽盆地北部为研究对象,基于地层水的水文地球化学特征、锶-氢-氧同位素数据分析,初步探讨了水-岩反应与锶-氢-氧同位素的关系。这一研究对于丰富同位素示踪、水-岩相互作用等基础理论具有重要研究意义。分析表明,位于盆地西部地区地层水明显受到古大气降水的影响,中央凹陷地区δ18O正偏移可能是由水岩作用加强引起的。地层水为大气水与原生沉积水的混合,较轻的δD值反映出原始沉积水属陆相沉积水。地层水的87Sr/86Sr值略低而Sr2+含量又较高,是高87Sr/86Sr值流体端元与低87Sr/86Sr值流体端元的混合,即地表来源水与深部水的混合,也更多地受到高Sr2+含量低87Sr/86Sr值的火山-地热水等幔源深部水的补给。     

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。     

河北平原地下水锶同位素特征

本文根据28个样品的测试结果，介绍了河北平原地下水的87Sr/86Sr比值。水的87Sr/86Sr比值变化很大。这些Sr同位素组成的差别反映了平原中水流受区域地质条件控制。文中讨论了Sr同位素的6个分布特征。河北平原地下水的87Sr/86Sr比值均大于现代海水的平均值（0.709073）。平原内第四系地下水（Q4-Q1）从补给区到排泄区的87Sr/86Sr比值随着距离（年龄）增大而系统增大。水文学上年轻的水显示非放射性成因的（初始的）87Sr/86Sr比值，而较老的水则具有明显的放射成因，可达0.71527(δ87Sr为8.74‰)这很可能是通过溶解含水层硅酸盐而增加大陆Sr的结果。     

柴达木盆地那棱格勒河及其尾闾盐湖锂成矿物源：来自水化学和锶、硫同位素证据

柴达木盆地那棱格勒河尾闾盐湖（一里坪干盐滩、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖别勒滩区段）赋存了我国目前最大的卤水锂矿床。那棱格勒河及其尾闾盐湖锂的物源仍存在一定争议,主要有围岩风化、古湖残留、含盐系地层淋滤、油田水、深部水等,目前缺乏有力的地球化学证据。本文系统采集了那棱格勒河流域及其尾闾盐湖不同水体样品16件,分析了其主、微量元素含量及锶、硫同位素组成。结合前人的研究成果,对区域水体中锂的来源进行了探讨,得出结论如下：那棱格勒河水锂含量（0. 45~0. 79 mg/L）比楚拉克阿拉干河支流（0. 00~0. 05 mg/L）高出一个数量级,其高锂含量主要受洪水河支流的补给;洪水河高锂含量与其上游热泉水的补给有关,该热泉水锂、锶含量高、 87 Sr/ 86 Sr比值偏高, δ 34 S值偏低,与青藏高原典型热泉水地球化学特征（锂含量0. 4~34. 8 mg/L,锶含量0. 07~4. 24 mg/L, 87 Sr/ 86 Sr比值0. 71224~0. 71259, δ 34 S值- 10. 6‰~7. 6‰）较一致。那棱格勒河水（0. 71170）和尾闾盐湖卤水（0. 71143~0. 71156）相似的 87 Sr/ 86 Sr比值,以及研究区河、湖水硫同位素组成符合主要蒸发浓缩过程 δ 34 S值逐渐下降的变化趋势,均证明研究区尾闾盐湖卤水锂资源主要受那棱格勒河的补给;而古湖残留水、盆地西部含盐系地层淋滤水或油田水具有明显不同的水化学特征和锶、硫同位素组成,这些水体对研究区尾闾盐湖锂补给的贡献较小,可忽略不计。     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水锶同位素特征及其水文学意义

鄂尔多斯白垩系自流水盆地北部为沙漠高原区，南部为黄土高原区。区内经济以农业和畜牧业为主，地下水的污染较弱。地下水中Sr来源于含Sr矿物的溶解。因此，可以利用Sr及^87Sr／^86Sr比值来研究水岩作用和地下水的演化。采自盆地20个Sr及其同位素样品的分析结果表明：在区域上^87Sr／^86Sr比值是不均匀的，西南部^87Sr／^86Sr比值较大（0．711002-0．711570），其他地区。^87Sr／^86Sr比值较小（0．710378-0．710646）；在局域地下水系统中，埋深小于100m的浅层地下水，Sr含量较低，^87Sr／^86Sr比值较大，而埋深大于100m的深层地下水，Sr含量较高，^87Sr／^86Sr比值较小，并且沿地下水径流方向，sr的浓度越来越高。苏贝淖湖是自流水盆地北部局域地下水系统的一个排泻区，湖水Sr含量较低，而^87Sr／^86Sr比值较大，其Sr同位素组成特征与浅层地下水一致，表明湖水来源于浅层地下水。     

贵州喀斯特地区河流的研究--碳酸盐岩溶解控制的水文地球化学特征

测量了喀斯特地区乌江、沅江两大水系的河流枯水期的主元素、Sr2+离子浓度和Sr同位素比值。这些河流的化学组成代表了流经碳酸盐岩地层的河水的化学组成。这些河流及其支流有高的溶解盐,TZ+变化范围为：2.1～6.3 meq/L,高于全球河流的平均值(TZ+=0.725 meq/L)。河水含有较高的溶质浓度,河水水化学组成以Ca2+和HCO-3为主,其次为Mg2+和SO2-4,Na++K+和Cl-+Si分别只占阳离子和阴离子组成的5%～10%。 这些河流的化学和同位素组成主要受其自流盆地的地质特征控制。流经碳酸盐岩地层的乌江水系河流具有较高的Sr浓度（1.1～9.70 mol/L）和较低的87Sr/86Sr比值（0.7077～0.7110）,与流经碎屑岩地层的沅江水系的清水江河流中较高的87Sr/86Sr比值（0.7090～0.7145）及较低的Sr浓度（0.28～1.32 mol/L）形成鲜明的对比。 流域盆地的地理岩性控制了河水的化学组成和同位素组成。对河水的化学计量分析表明河水化学组成受碳酸盐岩溶解控制,而碳酸盐岩主要受碳酸和硫酸作用而溶解。乌江流域受硫酸作用特别明显,表明硫酸主要来源于燃煤或流域盆地硫化物矿物氧化而形成的大气输入。化学元素和同位素比值之间的相互关系表明3个主要来源为：石灰岩、白云岩和硅酸盐岩的风化。同时估计了碳酸盐岩和硅酸盐岩的化学风化速率,结果表明流域盆地的碳酸盐岩风化速率远远高于许多世界大河。岩石风化过程中硫酸的出现或土地的过度使用或土壤植被的退化等都可能是导致流域的碳酸盐岩风化速率如此高的原因。      

外源水对岩溶碳汇的影响——以桂林毛村地下河为例

以桂林毛村地下河为对象,研究了外源水对岩溶碳汇的影响。观测计算结果表明:外源水进入岩溶区后,由于内外源水相互混合,提高了岩溶水的溶蚀能力,以致DIC含量不断升高,其碳酸盐饱和指数也逐渐增加,SIc由不饱和达到饱和,增加了岩溶碳汇的通量。2010年9月至2011年3月仅以位于地下河上游的小龙背的外源水补给量和地下河出口的HCO3-浓度进行计算,岩溶碳汇通量由2.28×105g增加至2.04×106g,增加了近10倍。碳汇通量的增加固然与沿途大气降水、植被及土地利用等可能产生的CO2输入有关,但更与外源水加入形成的混合溶蚀作用有关。因此,在岩溶碳汇通量计算中外源水的影响作用不容忽视。      

Tracing the sources of strontium in karst groundwater in Chongqing, China: a combined hydrogeochemical approach and strontium isotope

Groundwater quality in karst regions is largely controlled by natural processes and anthropogenic activities. Over the past 10?years, dissolved Sr and its radiogenic isotope, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, were widely used to trace the sources of solutes in groundwater. However, there is little research about hydrogeochemistry and Sr isotopic compositions of the karst groundwater in Chongqing karst area. In this paper, thirty-five representative karst groundwater samples were collected from different aquifers (limestone and dolomite) and various land use types. Hydrochemical types of karst groundwater in Chongqing were mainly of the Ca-HCO₃ type or Ca(Mg)-HCO₃ type. The dissolved Sr concentrations of the studied groundwater ranged from 0.57 to 15.06???mmol/L, and the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr varied from 0.70751 to 0.71627. The groundwater samples from different aquifers and land use types showed distinctive dissolved Sr concentrations and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. The very positive relationship between Ca/Sr and Mg/Sr in dolomite and limestone aquifers suggests that Ca, Mg and Sr element come mainly from the release of carbonate rock under the groundwater?Crock?CCO₂ gas interaction. According to the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio, the Sr element in karst groundwater in Chongqing was controlled by the weathering of limestone, dolomite and silicate rock (allogenic water in a non-karst area). The relationship ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr versus Sr²⁺/[K⁺?+?Na⁺] shows that the anthropogenic inputs also obviously contribute to the Sr contents. The research results show that the karst groundwater in Chongqing is facing serious crisis of water quality, and needs to be protected further.     

喜马拉雅河流Sr同位素异常源岩研究现状及研究进展

海洋Sr同位素的变化主要是由陆地河流注入的Sr同位素的变化所引起。在全球河流中，流经喜马拉雅山地河流（恒河—布拉马普特拉河）表现出与世界上其它河流明显不同的特点，具有高87Sr/86Sr、高\[Sr\]的特征。恒河—布拉马普特拉河是世界上第四大河流，是当今世界海洋Sr的重要来源。国际上，目前人们对造成喜马拉雅河流Sr异常的原因（来源）的认识，仍存较大分歧。归纳起来，主要有3种认识：一是认为来源于硅酸盐岩；二是认为来源于碳酸盐岩的风化；三是认为来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化。近年来，作者对高喜马拉雅中央结晶岩系河流Sr同位素异常及其源岩进行的研究表明，高喜马拉雅河流Sr同位素受流域地质作用的强烈影响，呈现出高87Sr/86Sr、低\[Sr\]的特点。对岩石和单矿物的研究表明，中央结晶岩系变质岩（片岩、片麻岩）和花岗岩黑云母中的87Sr/86Sr与\[Rb\]成正比并具有高87Sr/86Sr、低\[Sr\]的特征。黑云母矿物具有的易风化性，为高喜马拉雅河流放射性87Sr提供了主要来源。恒河—布拉马普特拉河的Sr异常（高87Sr/86Sr和高\[Sr\]）则可能是反映了流经整个喜马拉雅造山带河流Sr混合平衡后的特征。     

西南岩溶地下水资源开发利用效应与潜力分析

西南岩溶地区面积78万km2,地下水系统包括裸露岩溶水系统和覆盖-埋藏型岩溶水系统两大类。由于降水丰富、地下岩溶发育,西南岩溶地下水资源丰富,在43万km2调查区内,具有地下水天然资源量1762.82×108m3/a,岩溶地下水允许开采资源量615.70×108m3/a。近年来,通过开展水文地质调查,在地下河、表层岩溶水和蓄水构造岩溶水打井开采方面均取得重要进展,产生了显著的经济和生态环境效应。但由于西南地区岩溶水开发难度大,区域经济落后,西南岩溶地下水的开发利用程度普遍较低,已开采量为98.32×108m3/a,仅占允许开采量的15.97%,剩余地下水潜力资源量517.38×108m3/a。     

典型岩溶槽谷区地下水化学特征及地球化学敏感性分析

利用2012年4月—2013年3月的水化学数据研究了重庆老龙洞地下河流域地下水系统地球化学敏感性。结果表明,研究区表层岩溶泉和地下河水化学阳离子分别以Ca2+、Mg2+和Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3-、SO42-为主;表层岩溶泉雨季Mg2+/ Ca2+摩尔比和地下河雨季Na+/ Ca2+摩尔比旱季大于雨季,表层岩溶泉和地下河雨季 HCO3-/SO42- 摩尔比分别为3.428～6.524、3.122～5.966,旱季HCO3-/SO42-摩尔比分别为5.693～8.664、3.428～6.524,表现出低SO42-、高HCO3-的特征,主要受农业活动影响的表层岩溶泉主量元素地球化学敏感性依次为HCO3-> SO42->Ca2+> NO3-> Mg2+> Na+> K+>Cl-,而受农业活动、工业活动、城镇建设活动等多种因子共同影响下的地下河主量元素地球化学敏感性有所变化,依次为HCO3->Na+> Ca2+> K+> Cl-> Mg2+> NO3-> SO42-,随着人类影响的加剧,离子敏感指数将会有增加的趋势。      

亚热带典型岩溶水系统的碳汇效应对比研究

选择中国南方亚热带地区具有不同地质背景和生态状况的广西柳州市官村地下河(灌木林生态环境、人类活动影响显著)、云南省广南县木美地下河(石漠化严重)和贵州茂兰板寨地下河(原始森林生态)3个岩溶水系统为例,对比研究岩溶水中溶解无机碳浓度和碳汇效应的差异。结果表现,(1)流域管道水的溶解无机碳平均浓度排列顺序为:官村>木美>板寨,表层岩溶带泉水的排列顺序为:木美>官村>板寨。(2)水的PCO2分压计算结果显示:3个流域岩溶水的方解石溶解度基本达到饱和,PCO2的大小顺序为:官村地下河>木美地下河>板寨地下河。(3)根据一个水文年的流量监测计算官村地下河流域的岩溶碳汇强度为12.34tC/(km2?a),板寨地下河流域的为11.8tC/(km2?a),木美地下河流域为34.11tC/(km2?a)。木美地下河流域的石漠化现状相当严重,石漠化面积高达90%,而板寨地下河为原始森林区,但木美地下河流域的岩溶碳汇强度却最大,这与其流域面积大、调蓄功能强,且有外源水补给有关。这也同时表明,单从生态环境的角度去研究岩溶作用碳汇潜力是不够的。      

Use of Sr isotopes as a tool to decipher the soil weathering processes in a tropical river catchment,southwestern India

River water composition (major ion and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio) was monitored on a monthly basis over a period of three years from a mountainous river (Nethravati River) of southwestern India. The total dissolved solid (TDS) concentration is relatively low (46 mg L⁻¹) with silica being the dominant contributor. The basin is characterised by lower dissolved Sr concentration (avg. 150 nmol L⁻¹), with radiogenic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotopic ratios (avg. 0.72041 at outlet). The composition of Sr and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and their correlation with silicate derived cations in the river basin reveal that their dominant source is from the radiogenic silicate rock minerals. Their composition in the stream is controlled by a combination of physical and chemical weathering occurring in the basin. The molar ratio of SiO₂/Ca and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotopic ratio show strong seasonal variation in the river water, i.e., low SiO₂/Ca ratio with radiogenic isotopes during non-monsoon and higher SiO₂/Ca with less radiogenic isotopes during monsoon season. Whereas, the seasonal variation of Rb/Sr ratio in the stream water is not significant suggesting that change in the mineral phase being involved in the weathering reaction could be unlikely for the observed molar SiO₂/Ca and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotope variation in river water. Therefore, the shift in the stream water chemical composition could be attributed to contribution of ground water which is in contact with the bedrock (weathering front) during non-monsoon and weathering of secondary soil minerals in the regolith layer during monsoon. The secondary soil mineral weathering leads to limited silicate cation and enhanced silica fluxes in the Nethravati river basin.