河北平原地下水氘过量参数特征

氘过量参数是由Dansg aar d提出的一个新概念,它被定义为:d= δD-8δ18O。河北平原地下水氘过量参数有三个特征: ( 1)地下热水的氢和氧同位素组成显示出热交换的态势,d 值随地下水年龄增大而减少。( 2)在同一地区,d 值随着地下水埋深加大而增大。( 3)在同一含水层内,沿着地下水的路径,从补给区到承压区, d 值随着地下水年龄增大而增大。我们认为, d 值虽然是地下水年龄的函数,但最好和3 H、3H- 3He、14 C、36 Cl和4 He测年结果结合使用。      

西安 咸阳地下热水氘过量参数研究

通过分析西安、咸阳地区地下热水的δ^18O和δD同位素数据，研究了氘过量参数d的特征及水岩交换程度对d值分布的影响。结果表明：西安、咸阳地区浅层地下热水水岩作用不明显，深层地下热水水岩交换作用显著，发生氧漂移，咸阳部分水点发生较为明显的^2H交换；含水层封闭性越好，地质环境越还原，水岩作用就越强，d值就越小；氧漂移愈偏离大气降水线，d值越小，埋深愈大，滞留时间愈长，矿化度愈大，地下热水温度越高。     

黑河流域地下水氘过量参数特征

利用δ(18O)和δ(D)资料对黑河流域的冰雪融水、地表水、地下水的氘过量参数(d值)特征的研究结果表明:①黑河流域源区祁连山区冰雪融水的d值特别偏正,为16.0‰～24.8‰;②张掖盆地细土平原浅层地下水的d值(9.0‰～12.0‰)与深层地下水的d值(16.6‰～21.8‰)表现出明显的差异性,指示着不同的补给来源,浅层地下水主要由大气补给,深层地下水反映出冰雪融水补给的特点;酒泉盆地浅层和深层地下水的d值接近(介于15.8‰～19.6‰间),主要以山区冰雪融水和基岩裂隙水补给为主;③额济纳盆地大部分浅层地下水的d值介于2.6‰～8.8‰间,受到了一定程度的蒸发作用,这是干旱地区地下水的特殊特征;④古日乃地区地下水的d值特别偏负,达-30‰左右,这种现象在全球极为罕见;⑤东居延海地区附近的深层承压水的d值(-2.4‰～-1.0‰)也表现出了一定的特殊性,表明该区地下水是在较寒冷的气候条件下形成的;⑥东居延海地表水和天鹅湖湖水的δ(18O)和δ(D)均为正,远大于了海水的氧氘值,而且d值异常偏负,达-55.2‰～ -35.8‰,这可能是极度干旱的环境下地表水过度蒸发的结果.研究揭示了流域水循环转化过程中和大气降水、冰雪融水、地表水、地下水之间的相互关系及其作用,为流域水资源管理和生态环境保护提供了有意义的信息.     

水体同位素组成及氘过量参数在地热勘探中的示踪作用--以四川绵竹三箭水温泉开发为例

本文研究了四川绵竹三箭水及其邻区水体的同位素组成特征,以氚过量参数(d=δD-8δ^18O)在地热勘探中的示踪作用，再通过对研究区地下水氚过量参数和水笨氰含量(T)的相关性分析，综合运用于查明区内温泉地下水的成因，包括地下热储层内地下水的来源、补给源区、运移途径等等；确定水体均来源于大气降水，山前盆地深部地下水的补给源区在西、西北部高山区,径流方向由西北向东南，径流途径和在地下滞留时间都很长，并由此圈定了几个地热勘查的重点靶区。     

四川盆地卤水同位素组成及氘过量参数演化规律

运用岩石地球化原理对四川盆地卤水的同位素及氘过量参数进行分析,结果发现其具有明显的分布规律特征,盆地内以中三叠世为界同位素的显示出海、陆两大体系,海相沉积含卤层卤水中氢同位素组成均低于海水,而氧同位素则高于海水.卤水(主体)源于海水,不同时期海水的蒸发程度有所差异.由震旦系舍卤层卤水分布区向上,经寒武系、二叠系茅口组至三叠系嘉陵江组、雷口坡组,卤水的δD值随时代变新而相对富重同位素.陆相沉积含卤层卤水,源于大气降水,同位素组成落在大气降水线附近.海、陆过渡相含卤层(上三叠系须家河组)卤水,同位素组成落在海相沉积含卤层卤水与大气降水端员之间,系大气降水和蒸发海水的混合.盆地内不同时代的含卤层,卤水的氘过量参数(d值)有明显随含卤层时代变老逐步降低的趋势.三叠系雷口坡组-嘉陵江组、二叠系茅口组、寒武系及震旦系含卤层均系碳酸盐地层,水/岩作用十分强烈,同时显示出卤水的氘过量参数的变化是时间的函数.所有含卤层,凡是分布于盆地周边或处在断裂构造发育或经过长期开采卤资源的卤井,明显受到大气降水渗漏补给的影响,它们的氘过量参数(d)都有不同程度的升高,升高的程度取决于现代大气降水混入的数量.三叠系不同组含卤层的卤水,卤水d值的变化与平面分布和含卤层的埋深有一定的关联,含卤层埋深愈深,卤水的氘过量参数(d)值就愈低.     

西安咸阳地下热水氘过量参数研究

通过分析西安、咸阳地区地下热水的δ18O和δD同位素数据,研究了氘过量参数d的特征及水岩交换程度对d值分布的影响。结果表明:西安、咸阳地区浅层地下热水水岩作用不明显,深层地下热水水岩交换作用显著,发生氧漂移,咸阳部分水点发生较为明显的2H交换;含水层封闭性越好,地质环境越还原,水岩作用就越强,d值就越小;氧漂移愈偏离大气降水线,d值越小,埋深愈大,滞留时间愈长,矿化度愈大,地下热水温度越高。     

地下水氘过量参数的演化

本文详细地介绍了提出水体氘过量参数 (d值 )的依据、源于大气降水的地下水氘过量参数 (d值 )的演化特点、影响因素、误差来源 ,并分析和讨论了应用中的一些问题。     

四川牟尼沟珍珠泉和翡翠泉的同位素组成及氘过量参数研究

本文基于四川牟尼沟珍珠泉和翡翠泉水的氢、氧同位素组成、氘过量参数及氚含量资料 ,详细分析和讨论了两泉地下含水层水的补给源、补给高度、水的运移途径和滞留时间及它们之间的水力联系。     

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水的同位素组成及氘过量参数示踪研究

岩溶地下水是隧道施工建设过程中最主要的工作对象。针对圆梁山隧道施工建设过程中面临的岩溶地下水问题，我们采集了区域岩溶水和岩溶承压水的样品，对水样做了δD、δ^18O和T值测定，并计算出d值。根据环境同位素示踪、大气降水氘过量参数和地下水氘过量参数演化理论，对该地区域岩溶水和毛坝向斜段核部深层岩溶承压水进行了综合分析研究。证实了隧道选址位于南北两侧水地质单元的分水岭之上的结论。为进一步深入工作提供了科学依据。     

我国西南地区降水中过量氘指示水汽来源

中d小,受沿途降水冲刷作用的影响,降水中稳定同位素比率较低;在旱季,受大陆性气团的影响,我国西南地区降水的水汽主要来源于西风带的输送和内陆再蒸发水汽的补给,空气湿度小,降水中稳定同位素比率和d较大.     

Characteristics of deuterium excess parameters for geothermal water in Beijing

This study investigates the characteristics of geothermal water in 10 geothermal fields in Beijing. The relationships between the deuterium excess parameter (d) and temperature, depth, age of geothermal groundwater, groundwater flow field, and Eh were investigated using geothermal groundwater samples. Results showed that (1) the average d value of geothermal water is 5.4, whereas that of the groundwater in normal temperature is 6.04. The differences are induced by the oxygen isotope exchange during the water–rock interaction, which may be more easily completed in geothermal water than in cold groundwater. (2) The d value increases remarkably with the age of the geothermal groundwater. The d value increases from 11.2 to 14.6 when the age of the geothermal water is 12,760 ± 130 a and 38,960 ± 630 a, respectively. Moreover, the isotope heat exchange for composition of the hydrogen and oxygen isotopes in the geothermal groundwater proceeds sufficiently with time. (3) The d value decreases from 5.72 to 3.03 when the depth increases from 125.13 to 3221 m. Generally, in the same area, the d value decreases with depth because the temperature is increasing. (4) The d value of the groundwater gradually reduces from the northern recharge area to the southern discharge area. The average d value is 7.31 in the northern recharge area and 5.68 in the middle Beijing Depression, whereas the d value in the southern area of Fengheying is ?9.20. The larger difference in d values between the recharge and discharge areas is due to the slower velocity of underwater flow, which induces longer time for oxygen exchange. (5) The relationship between the d and Eh is complex. When Eh is <200 mV, the d value of the geothermal water decreases with the decrease in Eh. When Eh is higher than 200 mV, the d value increases slightly with the decrease in Eh. The study of the characteristics of deuterium excess parameters for geothermal water could provide a scientific isotopic evidence for assessment and exploitation measures in geothermal groundwater systems.     

浅谈降水氘剩余值的产生

从同位素分馏的气-液相界面特征的视角出发,分析自然条件下水面蒸发和降水冷凝的同位素分馏过程存在的差异,分析表明降水氘剩余值产生的直接原因为水面蒸发过程与降水冷凝过程分别遵循动力学分馏与平衡分馏原理,而界面效应是决定蒸发-冷凝过程会否受到动力学过程影响的内因。水面蒸发过程的比界面面积较小,界面效应较大,水分子扩散作用显著,因此,自然条件下水面蒸发过程需要考虑水分子扩散的动力学过程,属于非平衡分馏;相反,降水冷凝过程的比界面面积巨大,界面效应影响很小,分馏基本不受分子扩散分馏影响,降水冷凝过程符合平衡分馏原理。用以上结论作为假设条件,模拟10~40℃从海水蒸发到降水冷凝的水循环过程,模拟结果与全球降水线相吻合,佐证了造成降水氘剩余产生的内在原因为水面蒸发过程与降水冷凝过程的界面效应不同的结论。     

中国沉积盆地型地热资源特征

地热资源作为一种可再生清洁能源,对可持续发展有着重要的意义。本文通过分析中国沉积盆地型地热资源特点,对主要热储层分布进行了论述,并在此基础上对不同热储的水化学特征进行了总结,评价了我国主要沉积盆地型地热资源潜力。沉积盆地型地热资源主要为中低温地热资源,是中国水热型地热资源的主要类型,约占水热型地热资源总量的89%,具有储集空间广、厚度大,地热资源热储类型多、储量大,赋存中低温地热水,资源可利用程度高等特点。沉积盆地型地下热水水化学类型一般由补给区HCO_3-Na型、HCO_3·Cl-Na型等低矿化水,逐渐过渡为Cl·HCO_3-Na型,最终到排泄区或封闭状态下变为Cl-Na型等高矿化水。沉积盆地中热盆地热资源储存量较大,占到主要沉积盆地总储存量的54%,地热资源可开采量占到主要沉积盆地总可开采量的59%,温盆地热资源储存量占到42%,可开采量占到40%,冷盆地热资源储存量仅占到4%,可开采量占到1%。应进一步加强地热资源勘查工作;积极开展地热资源回灌,保证可持续开发利用;推进地热资源梯级综合利用;建立地热资源监测网。     

阜阳地区地热水化学特征及同位素分析

为研究阜阳地区地热形成机制的控制作用,在分析研究区地热地质条件的基础上,利用已有的勘探井水质资料,对研究区地热水的化学特征进行了分析,得出地热流体在垂向、横向上的分布特征,揭示了太古宇五河群风化壳可以构成热储,其较低的总溶解固体(total dissoloved solids,TDS)不同于区域常见的新近系馆陶组、古近系界首组热储。同时,利用大气降水和地热水的稳定同位素资料,研究得出区内地热水的来源主要为大气降水,大气降水经侧向径流补给和蒸发/浓缩作用形成了高TDS地热流体; 利用地热水放射性同位素资料估算了研究区地热水年龄。通过地热水化学、同位素及控热构造等研究,建立了研究区地热资源形成的概念模型,为该地区地热开发利用提供了指导。     

固市凹陷地下热水水动力条件分析

分析了陕西关中盆地东部固市凹陷地下热水同位素及水文地球化学特征,探讨了研究区地下热水的水动力条件。研究结果表明：固市凹陷从西向东,断层切割越来越深,地下热水的滞留时间越来越长,水交替程度从积极到异常缓慢,水岩反应从不充分到剧烈,赋存环境越来越封闭。固市凹陷西侧(三原、富平),断层发育浅,地下热水滞留时间短,与当地大气降水交替积极,水岩反应不充分,为现代循环水混入的,热储环境开放的地下水,具有较强的更新能力,可维持现状开采;固市凹陷东侧(渭南、华阴),断层切割深达基底,地下热水滞留时间长,水岩反应强烈,水交替异常缓慢,为热储环境非常封闭的地下水,更新能力比较弱,应限制其开采量。     

北京市延庆地热田成因模式

通过对地热流体水化学、同位素以及热储岩石热物性测试,分析了延庆地热田大地热流特征、地热流体补给来源、年龄、循环深度以及热储温度等,从源、通、储和盖四方面系统总结了地热田成因。结果显示:延庆地热田属于由正常大地热流加热的非火山型地热系统,热田内大地热流值为75.6m W/m~2,地热流体补给来源于延庆西北部山区的大气降水。热田内三个主要热储中的地热流体年龄和循环深度存在一定区别。燕山期花岗岩、白垩系砂岩和蓟县系白云岩热储中地热水年龄分别为15～21ka、28ka、48ka。花岗岩和砂岩热储中地热流体循环深度约2500m。白云岩热储中流体循环深度为2900～3600m,热储温度分布范围为80.5～98.3℃,平均热储温度90.6℃。     

陕西咸阳地热田地热流体成因研究

陕西咸阳地热田位于关中盆地腹地,横跨两个不同的基底构造和岩性单元,南北分界线为渭北断裂。研究区地热水的水化学类型主要是Cl—Na型,渭北断裂北侧的水比南侧的水相对更成熟。氢氧同位素证据表明咸阳市区和武功县城的地热水来自于秦岭山区大气降水的补给;地热水γ(Na~+)/γ(Cl~-)均大于0.85,阳离子交换指数位于-0.42～5.93之间,脱硫酸系数均大于1,推断研究区的地热水主要形成于溶滤作用,其中武功地区的热储层较封闭,可能存在沉积水;惰性气体同位素n(~3He)/n(~4He)—n(~4He)/n(~(20)Ne)表明流体循环仅发生在地壳深度内,没有幔源物质的补给。     

新疆阿勒泰地区地表水体氢氧同位素组成及空间分布特征

氢氧同位素可以识别水体来源,示踪水循环,自20世纪50年代以来已被广泛应用于水文地球化学领域。已有学者开展了新疆大气降水及部分河流湖泊的稳定同位素研究,而关于阿勒泰地区大气降水之外的地表水体稳定同位素研究尚需加强。本文采用液体水激光同位素分析法开展了新疆阿勒泰地区地表河水、湖泊、山泉水、雪水、锂矿坑裂隙水五类水体的氢氧同位素组成研究。结果表明：阿勒泰地区各种类型水体氢氧同位素组成差异明显,地表河流的δ18O及δD值变化范围分别为-15.4‰~-11.5‰及-114‰~-100‰,氘过量参数（d值）变化范围为-12.4‰~12.4‰;乌伦古湖湖水的δ18O及δD值均远高于地表河流,平均值分别为-5.95‰及-78.5‰,氘过量参数远低于地表河流,均值为-30.9‰。地表河流与全球及乌鲁木齐大气降水线相比差异很大,河水除了大气降水外还受到冰川融水的补给,且在水循环过程中经历了蒸发分馏作用,地表河流之间的氢氧同位素组成差异主要受水体补给来源及蒸发程度强弱的控制。由于氢氧同位素温度效应、纬度效应等的存在,阿勒泰地区水体δD及δ18O与水温（T）、总溶解性固体（TDS）及主要离子Na+、K+、Ca2+、Cl-、SO42-摩尔浓度呈显著正相关关系,而与采样点纬度及溶解氧含量（DO）呈显著负相关关系（P < 0.05,n=32）。本研究获得的氢氧同位素组成特征为阿勒泰地区各类型水体稳定同位素研究提供了基础数据。     

中国西南季风区不同水体稳定同位素特征分析——以重庆市北碚区为例

通过对重庆市北碚区大气降水和马鞍溪上游龙滩子水库水的氢氧同位素进行的一个水文年（2014年）的样品采集监测,研究了降水与水库的水的氢氧同位素之间的变化特征和规律。结果表明:(1)北碚区大气降水线方程为δD=8.82δ18O+18.97,r=0.99,n=101,P<0.01,δD、δ18O相关性极为显著,该区大气降水线斜率和截距大于全球大气降水线和中国大气降水线,表明研究区主要受西南季风和东南季风双重影响所致;(2)大气降水中δD、δ18O具有明显的季节变化,夏半年偏负,冬半年偏正;(3)大气降水中的δD、δ18O与降水量及温度呈现负相关关系,降水量效应显著,并且该效应远远掩盖了温度效应;(4)水库中水的δD、δ18O具有极好的相关性,其δD、δ18O样点落于全球大气降水线和区域大气降水线附近,并且水库中水d的变化趋势与降水d基本一致,表明前者主要补给来源是降水,而水库中水的δD、δ18O和d的变化幅度远远小于降水,表明前者不仅受降水补给,还受土壤水和地下水的补给。