地球化学模拟及其在水文地质中的应用

从正向地球化学模拟、反向地球化学模拟和水文地球化学模拟三方面系统概述了地球化学模拟的研究进展；结合笔者近年来的科研实践，对其在水文地质中的应用作了介绍，并着重讨论了地下水化学组分存在形式、矿物饱和指数的计算、水化学组分测量及地下水地球化学演化等方面的应用；最后，指出了这一领域中当前存在的问题和今后的研究方向。     

吉林西部砷中毒区水文地球化学特征

以野外调查和样品测试数据为依据,应用SPSS软件对吉林省西部地下水中的砷及其它化学组分进行了相关性分析,结果表明:As与Fe、HCO3-、Mn、Cl、PO43-、TDS呈显著正相关关系,As与SO42-、Se呈显著负相关关系;根据水化学样品分析结果,结合研究区的地质、地貌及水文地质条件,得出病区的水文地球化学特征。在这个特定的水文地质单元,不同的地下水水化学类型,具有不同的砷含量,Cl.HCO3—Na型水的总砷含量最高,HCO3—Ca型水的总砷含量最低。     

黄骅含油气裂谷盆地古潜山地下水化学场及其形成演化模式

本文通过研究古潜山地下水化学的基本特征及其在时空上的分布规律，结合地质构造史，提出了古潜山地下水在时间上经历了6个水文地质期的演化，在空间上受控于盆地外围燕山、鲁西山区大气降水的输入补给，并发展成为具有渗入起源的溶滤水。并从时空上论证了现代水化学场是以稀释淡化、反向变质为主，并辅以浓缩盐化、正向变质两种格局形成演化的。     

黔西北裸露岩溶地区水文地球化学特征对土地利用方式的响应研究

为了探讨不同土地利用方式下的水文地球化学特征与地下水循环演化的关系,文章选取贵州省毕节市典型农业区的农田、林地、草地灌木和建筑用地等四类土地利用方式,通过区域地质调查、遥感解译、水化学分析和图解方法,研究裸露岩溶地区其对地下水水化学组分的影响。结果表明:这四类土地利用区域地下水主要组分的浓度和主要矿物的饱和指数都呈差异性。此外,土壤易溶盐组分也随土地利用类型发生改变。并且发现,绝大多数样品中,土壤易溶盐组分浓度高于地下水中相同的组分。因此,降雨入渗补给条件下淋滤作用可导致土壤中易溶盐组分进入地下水中,进而影响地下水化学组分浓度的演化趋势。研究区域地下水均以HCO3-Ca型,HCO3-Ca-Mg型和HCO3-SO4-Ca型水为主,但是,受自然地理因素和人类活动的影响,地下水组分和水化学类型在不同土地利用类型区域中存在差异性。基于本研究建立了地下水演化的两种概念模型。      

华北型煤田水文地球化学勘探关键技术研究进展

华北型煤田是我国重要的煤炭基地,水文地球化学勘探是解决煤田开采过程中一系列水文地质问题的重要手段。在概化华北型煤田典型水文地质结构的基础上,分析采动影响下典型水文地质问题,揭示了华北型煤田地下水多场耦合关系与水文地球化学勘探作用机制及其测试分析处理技术;通过回顾水文地球化学理论发展历史,明确华北型煤田水文地球化学勘探技术的可靠性;汇总地下水常用的水文地球化学组分及其测试仪器,并从图解法、数理统计法、物理模拟和数值模拟等方面阐述水文地球化学勘探的技术手段;在此基础上,从地下水资源评价、突水水源动态识别、水文地球化学时空演化、地下水动力异常反演、地质结构异常反演、地下水混合模式构建及水热资源勘察等角度综述了多场耦合下华北型煤田水文地球化学勘探关键技术的应用研究进展,明确了水文地球化学勘探的优越性与可操作性。结合华北型煤田水文地质条件,提出华北型煤田水文地球化学勘探典型技术核心及其存在的问题,指明了水文地球化学勘探技术研究的努力方向。     

西南某地区地下水化学及同位素特征研究

我国西南某地位于汶川地震影响区域,为评价汶川地震对该区水文地质条件的影响,开展了该地区水文地球化学及同位素水文地质研究。地下水化学及同位素测试数据分析表明:研究区地下水pH值在7.9~9.48,偏碱性,TDS多小于500mg·L-1;水化学组分在垂向上有明显变化,水化学类型以HCO3-Na型为主;地下水氢、氧稳定同位素分析表明,该区地下水主要源自当地大气降水补给,氚含量随地下水埋深增大而减小,反映了深部地下水循环交替强度明显小于浅部地下水,也说明区内地下水以垂向交替为主。     

基于聚类分析的华蓥山褶皱山系地下水水化学分类研究

岩性、岩石结构、地下水径流条件等不同,地下水水化学组分差异较大。研究地下水的水化学组分,对掌握水文地质条件有及其重要的作用。通过聚类分析对华蓥山地区所取水样进行聚类,取并类距离d=9将22组水样分为5类,聚类结果反映该地区的岩溶水的水化学特征,结合分类能更清楚地掌握该地区同类泉点的补径排特征,进一步研究该地区的水文地质条件。     

西部侏罗系矿区充水含水层水文地球化学特征及矿井水来源综合识别

本文以水文地球化学理论为指导,基于研究区水文地质条件及矿山水害研究基础,构建了不同充水含水层水化学和氢、氧同位素基础特征值,结合不同煤层埋深煤矿含隔水层组合特征和导水裂隙带发育高度,综合识别了浅埋、中深埋和深埋多个煤矿的矿井水来源.研究结果显示,受水岩作用和水动力条件等因素影响,煤层上覆不同充水含水层地下水水化学类型和...     

鄂尔多斯盆地盐池-定边地区水化学场分布特征及形成机理

根据盐池-定边地区水化学场分布特征及其自然地理、地质构造、水文地质背景、岩相古地理和古水文地质条件，以水文地球化学理论为指导，采取野外水文地质调查、水样采集与测试及水文地球化学方法分析研究了该水化学场的形成机理及影响因素.研究表明，鄂尔多斯盆地盐池-定边地区水化学场分布主要有SO₄·Cl-Na·Mg型、HCO₃·SO₄-Na型、HCO₃·Cl-Na·Ca型和HCO₃-Ca·Na型场，在白于山分水岭向北和西北的水平分带明显，水化学场与地下水流向呈逆向分布.本区水化学特征主要受古沉积中心及地层原始含盐量、地质构造、混合作用、地下水运动规律、古地下水等综合因素的影响.     

论川西坳陷上三叠统气田水化学场及其分带

在阐述川西坳陷地质构造背景基础上，根据大量水化学测试数据，概括了上三叠统气田水化学成分基本特征，勾划了气田水10个水化学参数化学场图，揭示了气田水化学分布规律性，并划分了正向和斜向垂直水化学分带。对于相关的气田水渗流场和地下水成因的研究具有重要的理论意义。     

金沙江河谷巧家段地下水化学特征

金沙江河谷巧家段地形切割强烈,最大相对高差可达2 719 m,水文地质条件差异大,河谷区内泉水出露众多。对河谷区内38组泉水水化学组分进行分析的结果表明:地下水化学类型较简单,主要为HCO3- Ca、HCO3- Ca?Mg、HCO3- Mg?Ca型;地下水溶解性总固体(TDS)浓度变化较大,总体上TDS浓度自河谷斜坡补给-径流区至谷底排泄区,具有逐步增高的趋势;孔隙水TDS浓度明显高于岩溶水;地下水宏量组分HCO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-与TDS具有正相关关系。据水化学组分变化分析谷底第四系地层中出露大泉的形成条件,其为孔隙水与岩溶水相混合形成。      

西北某放射性废物处置预选区地下水水化学特征及地球化学模拟

在放射性废物处置库的选址过程中,地下水水化学特征是最重要的因素之一。为了查明西北某放射性废物处置预选区地下水水化学特征及其演化机制,对该区地下水水样进行了水质测试,综合运用Piper三线图法、相关性分析、饱和指数模拟和质量平衡反应模拟,全面分析了该预选区地下水水化学类型的空间分布和地下水水演化的主要水文化学过程。结果表明:研究区地下水在北部山区接受补给,并向南运移,地下水类型随径流由SO4.Cl—Na型转变为Cl.SO4—Na型。地下水在径流过程中主要经历了溶滤作用、蒸发浓缩作用和阳离子交换作用等水文化学过程,它们是控制该区地下水水化学组分演化的关键。     

典型新生代断陷盆地内孔隙地下水地球化学过程及其模拟：以山西太原盆地为例

以地处中国北方半干旱地区的典型新生代断陷盆地--太原盆地为例,分析了影响孔隙地下水化学特征的水岩相互作用过程。研究结果显示:孔隙地下水的水化学类型表现出明显分带性,并与盆地水文地质单元分区吻合得很好。地下水地球化学过程的定性研究结论与基于PHREEQC的反向水文地球化学模拟结果一致,均表明对于地下水化学特征的形成和演化而言,硅酸盐和碳酸盐矿物的溶解沉淀作用、排泄区地下水的蒸发浓缩作用及其与含水层介质的阳离子交换作用是控制性的地球化学过程。研究表明：地下水地球化学特征可指示地下水流动场,水化学过程研究是地下水系统结构研究的重要手段之一。     

贵阳市岩溶地下水水化学演化机制:水化学和锶同位素证据

岩溶地下水的水化学特征及其水岩作用过程研究对岩溶地下水合理开发利用和污染防治具有重要意义.综合利用水化学分析、主要离子比值、锶含量和87Sr/86Sr比值分析和反向水文地球化学模拟,深入分析了贵阳市地下水和地表水不同季节的水化学特征变化和水文地球化学演化过程.水化学特征分析表明,贵阳市地下水以HCO₃·SO₄-Ca型和HCO₃-Ca·Mg型为主,水化学组成在季节和空间分布上存在一定的规律性变化,地表水与地下水的直接混合对地下水化学组成有一定的影响.锶同位素比值和水文地球化学反向模拟表明,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的控制,以方解石和白云石为主的碳酸盐的溶解－沉淀作用以及硫酸盐和岩盐的溶解是控制研究区地下水水化学特征的重要过程,并受上覆孔隙含水层硅酸盐矿物水解的影响.      

二连盆地脑木根凹陷铀成矿水文地质特征浅析

为取得二连盆地脑木根凹陷铀成矿水文地质条件,运用地下水动力学、水文地球化学、铀水文地球化学等知识,通过调查取样,分析数据,整理资料等进行研究.结果表明:该地区地下水水动力特征为从北西部、南东部的补给区向中部的排泄区径流;地下水水化学类型以Cl·HCO3-Na、Cl-Na型水为主,矿化度最高106.50 g/L,平均3....     

河南省某大型水源地岩溶水水化学及同位素特征

河南省某岩溶水源地是该市大型供水水源地,近年来,在水源地岩溶水周边水井中检出了微量重金属,引起有关部门和水文地质工作者的高度关注。查明水源地岩溶水的补给来源、补给途径及其与上覆第四系含水层的关系,识别重金属污染风险,成为保护该水源地的重要任务。根据水源地开采井水化学及同位素取样分析结果,对水源地地下水化学组分的水文地球化学过程及补给来源进行了初步研究。研究表明,水源地岩溶水中的宏量阳离子组分主要来自碳酸盐岩中文石、方解石、白云石的溶解;水源地岩溶水的主要补给来源是北部山区的大气降水;不同水井之间水化学及同位素存在较大差异,主要是由于水井开采深度和补给过程差异造成的;水源地某些水井中Cl-离子和NO-3离子浓度较高,表明可能受到了上部第四系含水层或地表人类活动的影响,应引起有关部门的重视。     

济南趵突泉泉域岩溶水化学特征时空差异性研究

水文地球化学一直是水文地质领域的研究重点,而地下水化学组分的时空变化特征受多种因素的影响。为了掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征时空差异性,本文分别于枯、丰水期在泉域内采集并分析了岩溶地下水样品,并采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图解法及离子比例系数法等分析手段,对研究区岩溶地下水水化学特征及时空差异性进行了研究。结果显示,研究区地下水优势阳离子为Ca,优势阴离子为HCO3,丰水期除HCO3外,其他离子的变异系数较枯水期普遍升高,且大于05,表现出丰水期空间差异性增大的特点。地下水水化学类型具有以HCO3·SO4- Ca为主,多种类型并存的特点。Ca、Mg、HCO3含量在枯、丰水期比值要小于1,且比其他离子要相对稳定,呈现出全局性特点。而Na、K含量在枯、丰水期比值波动较大,大部分比值大于1,Cl、SO4、NO3含量在枯、丰水期比值具有波动剧烈的特点,呈现出区域性特征,同时表明人类活动大大改变了研究区地下水水化学场的分布特征。     

八岭山古墓群保护区地下水水化学特征及其对古墓的影响

湖北荆州八岭山地下埋藏有特大型、大型及中型古墓560余座,具有极大的历史文化价值,然而长期以来对影响古墓保存条件的地下水水文地球化学特征缺乏深入认识,因此,开展该保护区地下水水位动态监测与分析十分必要。基于水文地质调查、地下水水化学、同位素分析和地球化学模拟,识别了八岭山古墓群保护区地下水水文地球化学特征,揭示了地下环境中主要的水文地球化学过程。结果表明：研究区地下水主要来源于大气降雨,雨水经包气带入渗向下依次补给潜水、潜水-承压水、承压水,潜水-承压水经历了一定程度的蒸发过程;地下水pH值范围为6.50～8.06,总体上为微酸性到弱碱性的水环境条件;水化学类型以Ca-HCO₃型为主,溶解性总固体(total dissolved solids, TDS)含量范围为149.30～608.56 mg/L,离子组分主要来源于水-岩相互作用;硅酸盐岩的风化溶解以及方解石、白云石的溶解-沉淀平衡和离子交换是八岭山古墓群保护区地下水水化学的主要控制过程;垂向渗滤是八岭山古墓群保护区地下水运移和影响古墓葬埋藏条件的一个重要形式,强烈的水-岩相互作用形成的水环境条件可能对古墓葬埋...     

汤兜地区水文地球化学特征及成因分析

根据汤兜地区水样化学成分分析资料,分析了区内水的水化学特征。用比例系数分析法得出汤兜地下热水不是海相沉积水,热水起源于大气降水,地下热水在径流过程中与围岩进行了充分的水文地球化学反应,获得了围岩中的矿物组分,导致其各种离子组分含量增加。用因子分析法得出地下水的化学组分主要由长石、黄铁矿、碳酸盐风化溶解所形成。     

太原边山断裂带地热资源研究

太原岩溶含水系统主要由东山、北山、西山及盆地岩溶地下水流域所构成,其含水岩系为奥陶系中统,根据系统内150余件水化学资料,对岩溶含水系统的地温场和水化学场特征进行了描述,与水动力场性质是一致的;通过地球化学温标对热储温度的定量计算,表明边山断裂带“历史”上确有地热存在;初步分析研究了边山断裂带地下热水的成因及其赋存规律,认为东、西边山地热分布是不均一的,呈明显的“点”状特征,故地热井施工位置应在第一、二级断裂之间。