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。     

北京地区地热水氘过量参数特征分析

文章通过80组不同地热田的样品,分析总结了北京地区地热水资源氘过量参数的特征:(1)地热水的平均δ值为5.4,常温地下水的平均d值为6.04,热水的d值与氚值都较低,水岩作用所导致的氧同位素交换比冷水更容易进行;(2)地下热水的氢和氧同位素组成具有明显的热交换趋势,d值随地下水年龄增大而递增,当地热水年龄为(12.76±0.13)ka时,d值为11.2,而当地热水年龄为(38.96±0.63)ka,d值为14.6;(3)在同一地区,d值随着地下水埋深加大而减小,埋深为125.13 m时d值为5.72,埋深为3221 m时,d值为3.03;(4)从补给源到排泄区,地下水的d值应逐渐降低,其中北部补给区平均d值为7.31,北京断陷盆地平均d值为5.68,南部凤河营地区仅为-9.20;补给源区与排泄区水的d的差值越大,地下水的运动速度越慢;(5)当Eh小于200 m V时,北京地区地下热水的d值随着Eh值的降低而减少,如在桐热-7中,氧化还原电位为-326 m V,d值为-9.20,而在TR-43中氧化还原电位为158 m V,d值为7.48;当Eh大于200 m V时,地下热水的d值随着Eh值的降低而增加,但增幅较小。     

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.     

河北平原第四系地下水氦同位素特征

通过对河北平原第四系地下水He同位素进行比较分析,根据过剩He(4Heexc)、3He/4He比值、δ3He值分析认为,河北平原第四系地下水He同位素有5个特征:(1)地下水中过剩He浓度沿着地下水的流向而增高;(2)地下水中的过剩He浓度随着地下水埋深加大而增高;(3)满城—沧州剖面上过剩He浓度大于石家庄—衡水剖面上的过剩He浓度;(4)河北平原第四系地下水主要是由大气降水补给的;(5)衡水热水过剩He浓度很高(>674 83×10-8cm3STPg-1),这表明以放射成因He为主,地幔成因的He极少。另外地下水的3He/4He比值、R/Ra、δ3He值是判断氦源的一个灵敏的指示剂。     

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。     

新疆焉耆盆地水环境氢氧同位素特征及其指示作用

根据焉耆盆地开都河水及其两岸地下水中的氢氧稳定同位素资料及氘过量参数(d)值,分析了焉耆盆地内不同水体的δ(D)、δ(18O)和d值的分布规律,并得到地下水的主要补给来源及其与开都河水的相互作用关系;地下水的δ(D)在-87.60‰～-61.82‰间,δ(18O)在-10.90‰～-9.73‰间;开都河水的δ(D)在-71.95‰～-58.58‰间,δ(18O)在-9.57‰～-8.64‰间。结果表明:焉耆盆地内地下水和地表水同源于山区的降水和冰雪融水,且经历了较强的蒸发作用;地下水与地表水之间的直接水力联系较弱,深层地下水主要接受开都河水在洪积扇区的入渗补给,浅层地下水主要接受河流引水灌溉入渗;不同深度地下水之间的水力联系较为密切,为统一的地下水系统。     

氢氧同位素在岩溶山区地下水循环条件研究上的应用——以贵州省镇宁地区为例

通过对贵州镇宁地区地下水调查取样,测定氢氧同位素组成,计算氘过量参数(d)表明,不同取样点δD、δ⁽¹⁸⁾O、d值差异明显,δD值范围为-77‰～-53‰,平均值-63.7‰;δ(18)O、d值差异明显,δD值范围为-77‰～-53‰,平均值-63.7‰;δ⁽¹⁸⁾O值变化范围为-11.1‰～-7.8‰,平均值-9.3‰;d值变化范围为9.4‰～12.6‰,平均值11‰。对镇宁地区地下水环境同位素特征综合研究,揭示了地下水系统规模及含水介质组合类型对地下水循环的控制规律。     

山西省郑庄地区浅部地下水ρ(Ca)/ρ(Sr)和ρ(Mg)/ρ(Sr)分布特征及其地热示踪意义

岩溶水中一般含有Sr^2 ,且其浓度会随着径流途径的延长而增大,在埋藏滞留区最大,相应的ρ(Ca)／ρ(sr)、ρ(Mg)／ID(Sr)值也最小。依据这一规律分析了以碳酸盐岩为热储层的郑庄地热异常区浅部地下水中ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)／ρ(sr)值的分布特征,发现ρ(Ca)／ρ(Sr)、ID(Mg)／ID(sr)值异常区域与浅部地下水水温异常区域非常一致,ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)/ρ(Sr)值与地下水水温呈线性关系,随着地下水水温的升高,其ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)/ρ(Sr)值减小,表明ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)ρ(Sr)值对岩溶型低温地热田的地热异常具有良好的示踪意义。     

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.     

湖北宜昌香溪河流域环境同位素特征及其水循环意义

为研究鄂西南岩溶山区的水循环过程,以湖北宜昌香溪河流域为研究对象,通过现场调查并结合环境同位素,对香溪河流域地表水和地下水进行了取样,通过测定其氢氧同位素组成,分析了同位素变化特征以及流域地下水和地表水的转换关系及其水循环特征。流域水中δD、δ18 O值组成分析表明:流域内各种水体主要分布在当地大气降水线的附近,构成斜率明显小于雨水线的蒸发线,3个子流域δD、δ18 O值的富集程度为:南阳河流域<古夫河流域<高岚河流域。南阳河流域上游受神农架山区地方性大气降水控制。响水洞和响龙洞(暗河出口)水中氘过量参数(d)值分别反映出不同的地下径流途径与滞留时间、水岩反应强度。子流域同位素沿程变化的特征反映出:在上游段,水来源不同以及地表水和地下水转换频繁是δD、δ18 O值变化的主要影响因素;在中下游段,流域内地下水流入河流,河水流量逐渐增大,不同的水源混合均匀,经过一定的蒸发作用,δD、δ18 O值的变幅趋于稳定。     

铅同位素地球化学示踪进展

本文论述了铅同位素示在地学中的最新应用和发展。由于它在示踪物质来源,圈定找矿靶区,判别构造环境等方面的优势,是当前最重要的地球化学示踪手段之一和同位素地球化学研究的热点。     

双滑江铀矿床矿物—地球化学特征

本文描述了双滑江铀矿床的矿物-地球化学特征。该矿床从地表至445m深处均见次生铀矿物。作者进行了铀同位素比值~(234)U/~(238)U、古铀量、岩石化学成分等方面的研究,结果表明,该铀矿床属于淋积型矿床,其铀源来自于燕山期花岗岩,而不是印支期花岗岩。燕山期花岗岩的铀同位素比值~(234)U/~(238)U小于1(0.88—0.98),而印支期花岗岩则大于1(1.038—1.058)。此外,碎裂的燕山期花岗岩还为矿床中的主要有用矿物硅钙铀矿提供了硅和钙。     

激光探针质谱研究新进展

激光探针质谱 最近发展起来的分析微量地质样口同位素和高空间分辨率的新方法,介绍了激光探针质谱的基本原原理和间述了国内外的研究进展及其在同位素地质年代学和稳定同位素地球化学方面的应用状况。     

古利库金(银)矿床的稳定同位素地球化学特征

通过对大兴安岭古利库金银矿床的成矿热液流体的温度测定和同位素组成的研究,确定该矿床属浅成低温热液类型,并将成矿作用划分为2个成矿阶段,早期阶段成矿温度240~280℃,晚期成矿温度185~235℃.成矿热液流体的氢氧同位素组:δD_H2O-76‰~-94‰,δ¹⁸O-6.58‰~-14.11‰,表明成矿热液来自大气降水.矿石的硫和铅同位素组成说明成矿热液硫来自中生代火山岩,而铅是从基底落马湖变质岩系及相伴的兴凯期花岗岩类中萃取出来的.     

铵(氮)在岩石和矿物中地球化学行为研究进展

地壳中的氮大都以NH4 储存在矿物中.由于成岩时含氮有机物质的分解作用,氮广泛分布在沉积岩和低级变质岩中;在岩浆岩和变质岩中,氮主要以NH4 存在于含钾硅酸盐(长石和云母类)中;岩浆岩的δ(15N)值和氮浓度明显地不同于沉积物和变沉积岩,主要是由于有机物的缺乏.具有明显铵含量的火成岩主要是含钾矿物的深成岩.因而NH4 可以作为一个"示踪元素"而用于成矿作用等方面的研究.文章还提出了未来的研究方向.     

甘肃桦树沟（铁）铜矿床稀土元素及硫同位素地球化学意义

稀土元素和硫同位素地球化学研究表明．桦树沟（铁）铜矿床形成于近大陆边缘的海底裂谷环境，成矿物质主要来自元古代基性火山岩，硫主要来自海水，矿床的形成经历了水－岩作用、喷气沉积作用及后期变质改造作用等，为喷气沉积－变质改造型（铁）铜矿床。     

华南南扬子省与南岭省中生代含钨锡花岗岩长石铅同位素组成及其地质意义

华南25个含钨锡花岗岩铅（Sr、NdO）同位素组合特征模式表明，含钨锡花岗岩多元同位素组成在不同铅同位素（构造-岩石-成矿）省，显示出有规律的明显差异。南岭铅同位素省（B－1），含钨锡花岗岩源岩为浅变质泥砂质高级上地壳，而南扬子省（B2-2）的为中浅变质泥砂质夹地侵物质的低级上地壳岩石。如果把含钨锡花岗岩统称为“S”型或“改造”型花岗岩类，是不够严密的。     

细纹灰尖巴蜗牛壳体氧同位素组成的季节性变化

陆生蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成,理论上取决于壳体生长季节的降水 18O丰度、温度和湿度,对揭示古气候和古环境变化具有巨大的潜力。然而,同一地区不同属种的蜗牛生长季节存在一定的差异,因此,了解不同季节生长的蜗牛壳体氧同位素特征,是其成为重建古气候、古环境变化的工具的关键。为了进一步阐明降水氧同位素组成和气候月际变化对蜗牛壳体 18O的影响,分别对从江苏镇江逐月采集的现生细纹灰尖巴蜗牛(Bradybaena ravida redfieldi)进行了整体壳体及壳口文石氧同位素组成的分析,结果表明： 1)不同月份采集的样品壳口的 δ18O 值变化较大,从－1.92‰至－6.79‰,幅度达4.87‰,其中,4～6月采集的样品 δ18O 值较正,平均 －2.40±0.42‰,7～9月采集的样品明显偏负,平均 －6.41±0.34‰; 2)整个壳体的 δ18O 值差别不大,平均 －2.61±0.47‰,与 4～6月壳口 δ18O 平均值相近; 3)不同月份蜗牛壳口 δ18O 值呈现出与当地的降水氧同位素组成、温度和大气相对湿度等相似的季节性变化模式,其中降水氧同位素组成对壳口 δ18O 变化的影响是主要的。这些特征说明,蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成受其生长时的环境因素(降水 18O丰度,温度和相对湿度)控制,对于中国夏季风影响地区来说,春季生长的蜗牛壳体相对富集 18O,而夏季生长的壳体 18O相对贫化。换句话说,根据蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成能够推测壳体主要生长季节,或降水 18O丰度及气候温湿程度的特征。对于B.ravida redfieldi来说,氧同位素组成显示了壳体主要生长时期为春季的特征。     

同位素稀释质谱法测定塑料闪烁体中掺杂锂同位素含量

介绍了用同位素稀释质谱法（IDMS）测定塑料闪烁体中掺杂^6Li含量的方法。建立了样品的灰化、溶解程序，并对质谱条件进行了探索。实验表明，在300oC碳化2h，升温至500℃灰化5h后，用浓硝酸可以将样品完全溶解，在质谱测量时采用磷酸作为发射剂，可以得到大而稳定的离子流。在优化的实验条件下，塑料闪烁体中掺杂^6Li定量分析测定结果的相对标准偏差小于0．4％（n=11）。     

^232U示踪法测定样品中铀钍同位素的比活度

本文介绍了用（２３２Ｕ）作示踪同位素，测定岩石、土壤、水体中铀同位素及岩石中钍同位素比活度的方法。详细介绍了用两种标准方法［１．２］对样品进行化学富集、纯化、分离以及用电沉积法制备铀、钍α源的方法。对α射线多道能谱测量系统的配置，工作条件的选择，本底测定，实验样品的测定，推导出的计算公式、测量结果等均做了详实的论述。