岩溶地下河中砷迁移过程及其影响因素分析——以广西南丹县里湖地下河为例

以广西南丹县里湖地下河作为研究区,对砷在地下河中的存在形态,迁移过程及其影响因素进行了分析。结果发现,里湖地下河中砷浓度较高且与人类活动密切相关;由于地下河中相对较低的氧化还原环境,使毒性更强的 As（Ⅲ）含量超过 As（V）,占总无机砷的53%,增加了该地区发生砷中毒的风险;总 As、As （III）和 As（V）在地下河中衰减了51%、36%、59%。相关性分析结果表明,沉积物中的 Fe、Ca、Mn、有机质及水体中的 Ca2＋与沉积物中的砷呈现显著正相关关系,有助于水体中砷的吸收;而水体中的 Cl-、SO 2-4、HCO -3与沉积物中的砷呈现负相关关系,不利于砷的吸附,其中 HCO -3的抑制作用最为明显。与非岩溶区水体相比,Ca 和 HCO -3成为影响砷迁移转化的主要因素,因此在岩溶地下河砷污染治理中应考虑岩溶区的水文地质特点,提高砷的污染治理效率。     

岩溶地下河污染物运移特征及自净能力 ——以广西里湖地下河为例

以广西里湖地下河为研究对象,通过观测地下河系统中污染物的运移行为来研究其自净过程。于不同季节沿着地下河的径流方向进行一个水文年的调查取样。结果发现地下河主要受到NO₂-N、NH₄+-N、COD和As、Cd、Hg等重金属的污染。污染物从地表进入岩溶含水层,到达地下河出口时部分污染物浓度衰减明显,说明一些离子有明显的自净能力。因地下河的结构和部分管道半充水状态、明暗流交替等水文地质条件,地下河的自净机制主要是物理过程的稀释作用和化学过程的氧化还原反应。通过对比地下河主要离子的衰减量和衰减速率,发现衰减比例最高的为铵态氮,最低为保守元素氯离子。根据衰减速率,将水中的离子和微量元素分为4种衰减特征类型:TFe、Al和Zn一旦进入岩溶含水层后全部衰减;K、Na、Mg、F、Cl、HPO₄和TP在洞穴伏流段具有最高的衰减速率;来自生活和工业污染的NH₄-N、COD_Cr、BOD₅从上游至下游逐渐减少;Mn、 Ba和Hg从明流转为伏流时衰减速率最快,但在洞穴伏流内存在二次悬浮。     

海洋环境中铁的来源、微生物作用过程及生态效应

铁在地壳中的含量位列第四,在海洋中常以微量元素的身份出现。铁拥有多变的价态和多样的功能,是调节海洋初级生产力和驱动海洋生物地球化学循环的重要力量。以往的研究表明,铁在维持初级生产力、耦合物质循环以及调节生源要素转化中具有重要作用。近年来微生物生态学的发展将铁的研究推向了新的高度,包括微生物驱动的铁氧化-还原行为、代谢过程以及与主要元素(C/N/P)的交互关系等。以近15年发表的文献为重点,尝试综述铁的最新进展。首先梳理了海洋中铁的来源和赋存状态(溶解态、胶体态、颗粒态和有机态);其次阐释了微生物介导的铁氧化还原类型和过程机制(如硝酸盐氧化、生物还原等);最后总结了铁与C/N/P循环的耦合关系以及在特定生态事件中的生态效应。此外,对海洋铁研究的“化学-生物-物理”理论框架也进行了展望,旨在为更好地认识铁循环及其在海洋微生态过程的作用提供资料借鉴。     

矿井水污染的地表水灌溉入渗过程中的水岩作用

分析了污水灌溉对地下水化学环境影响的研究现状, 以淄博煤矿区矿井水污染的孝妇河水进行灌溉的区域为例, 利用土柱实验研究煤矿矿井水污染的地表水灌溉入渗过程中的水岩作用。结果表明, 灌溉水入渗过程中发生可溶盐的溶解及离子交换等水岩作用, 而且在灌溉的初期主要表现为溶解作用, 而后以离子交换作用为主。溶解作用的速率, 在污水入渗初期大, 而后逐渐减小, 直至趋于零。     

清水泉地下河多环芳烃来源及分配动态

城市化进程的不断加快,使得南宁市地下水多环芳烃（PAHs）污染日益严重,作为城市主要饮用水源地的清水泉地下河,对当地的经济和社会发展具有重要的支撑作用。文章选择南宁市清水泉地下河作为岩溶地下河的代表,以前人多年测试数据为基础,结合本次采样数据,分析水环境中PAHs的含量、分布特征和来源的多年变化情况,重点研究PAHs的分配规律。结果表明：地下水PAHs以2~3环为主,沉积物PAHs以4~6环为主,且由于污染源的增多,使得水环境中PAHs含量从上游到下游逐渐增大;不同区域的PAHs来源多年变化规律有差异,上游PAHs来源一直为生物质燃烧源,中游的PAHs来源由石油源转变为混合源,下游PAHs来源由以化石燃料燃烧源为主转变为以混合源为主;随着环数的增加,分配系数逐渐增加,且环数越大的PAHs更趋向被沉积物吸附;下游大部分采样点的PAHs在颗粒物上吸附能力较强,剩余采样点在分配过程中受溶解性有机质的影响。     

湖相碳酸盐岩白云石化流体来源、作用机制及物质过程

湖相白云岩具有重要的油气地质意义,广泛发育于我国东部新生代地层中。本文通过大量资料统计和分析前人对国内湖相白云岩的研究成果,系统阐述了国内主要湖盆的湖相白云岩的成因、形成流体来源及相关物质的响应。根据白云石化流体的碳氧同位素、锶钡比、有序度、pH值、Eu异常、Ce异常等各类指标,将白云石化流体分为原始湖泊、外来淡水、热水热液和海源流体等类型。不同类型流体来源改造下生成白云岩所伴生的矿物组合不同;不同白云石化流体通过微生物作用、准同生作用、热液作用和埋藏作用等方式对原始碳酸盐岩进行白云石化作用,不同白云石化作用机制直接制约了其物质响应过程。提出了未来利用定量分析技术深入开展白云石化流体来源分析、准确判断成岩流体类型或成岩作用机制是进一步研究的方向。     

岩溶地下河浊度来源及对示踪试验影响的定量分析

定量示踪技术是分析岩溶含水层水力特征和岩溶水系统结构的重要手段,地下河浊度是制约定量示踪试验精确性的关键因素。针对西南典型岩溶地下河,以三次不同水动力条件下示踪试验为研究对象,通过对比分析浊度、流量及示踪剂浓度变化探讨浊度来源及其对示踪剂和管道参数的影响。试验过程中,确定存在上、下临界流量使水流从层流过渡为紊流状态,浊度主要来源从管道内部再悬浮颗粒过渡为外源悬浮物,计算上、下临界流量分别为0.7 m~3/s和0.4 m~3/s。通过浊度与示踪剂的相关关系研究浊度对示踪剂的影响,结果表明当浊度大于25时,浊度与示踪剂浓度呈负相关关系,且浊度越大,对示踪剂的影响越大。最后通过对比确定,第一次示踪试验浊度影响较小,并估算了岩溶管道参数,为进一步水资源评价提供基础。     

桂西大型岩溶地下河系统离子来源及碳稳定同位素信息——以坡心地下河流域为例

为探讨坡心地下河系统内地表和地下水体的水化学离子特征、来源及其控制因素,无机碳来源及其稳定性。运用水化学计量法和同位素法对采自坡心地下河流域的38个采样点的水化学和碳稳定同位素样品数据进行分析。结果表明,地下河干流沿程受到局部岩性和支流稀释作用的影响明显,各水化学离子均有所变化。化学离子比例分析发现:大气降水对部分泉水的Cl~-和Na~+影响较大;碳酸盐岩溶解类型主要以灰岩溶解为主,地表水和地下河天窗的Mg~(2+)/Ca~(2+)摩尔比值与HCO_3~-呈负相关,说明在宏观上灰岩溶解程度越强烈,HCO_3~-值就越高,并且H_2SO_4和HNO_3积极参与流域内碳酸盐岩风化。硅酸盐岩的风化对地表和地下水体的Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+有一定的贡献。此外,人为采矿活动和农业活动对SO_4~(2-)和NO_3~-的产生有较大的影响。质量平衡正推模型结果显示:受到区域岩性和水文条件的影响,地表和地下河天窗水体主要受碳酸盐岩溶解影响,硅酸盐岩溶解和大气输入也有一定的贡献,三大来源的相对比例在空间上变化较大。水体内的可溶性无机碳(DIC)主要来源于碳酸盐岩的溶解和土壤内CO_2的贡献。地表水和地下水的DIC浓度和δ~(13)C_(DIC)值差别较大,DIC值与δ~(13)C_(DIC)呈反相关关系,这说明来自土壤CO_2贡献的DIC越多,其对碳酸盐岩矿物的溶解能力越强。根据本研究区的数据与前人在西江干流的上、中、下游进行对比,结果表明碳酸盐岩风化产生的DIC可以被西江干流的水生植物利用,从而形成稳定的碳汇。     

三峡库区宝塔滑坡泥化夹层泥化过程的水岩作用

宝塔滑坡群是三峡库区4个体积大于1亿 m3的特大型滑坡之一,滑坡发育在侏罗系蓬莱镇组砂泥岩互层的地层中,其中泥化夹层比较发育,是致使滑坡发生的最重要的原因之一。基于地质分析,进行X射线衍射（XRD）试验、扫描电子显微镜和X射线能谱（SEM-EDX）试验、物理化学试验和地下水水质分析,对宝塔滑坡区泥化夹层及其原岩的组分和结构进行了对比分析,认为宝塔滑坡区泥化夹层形成的原因为：上硬下软的地层结构是物质基础;构造应力或重力是泥化夹层形成的必要条件;地下水的长期作用是泥岩泥化的主导因素。在此基础上,研究了宝塔滑坡泥岩泥化过程中的水岩相互作用。研究表明,地下水与泥岩的水化作用、离子交换作用、溶蚀作用相互促进,改变了泥岩的组构和性质,使泥岩泥化,转变为泥化夹层,从而解释了泥岩泥化的机理。     

重庆老龙洞地下河流域水体有机氯农药污染及来源初步研究

为查明重庆老龙洞地下河流域有机氯农药的污染情况及其特征和来源,通过气相色谱-微池电子捕获检测器(GC-μECD)检测水体OCPs含量。结果表明研究区水样中受到了有机氯农药不同程度的污染。α-HCH是研究区水体HCHs主要成分,HCHs的残留主要来自于大气长距离传输。DDTs的主要成分各采样点不尽相同。DDTs的输入为历史上工业DDTs的使用且在水体中其主要以好氧转化为主。与国内外河流相比较,老龙洞地下河流域水体有机氯农药含量处于较高水平。     

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%。     

重庆老龙洞地下河流域水体有机氯农药污染及来源初步研究

为查明重庆老龙洞地下河流域有机氯农药的污染情况及其特征和来源,通过气相色谱-微池电子捕获检测器(GC-μ ECD)检测水体OCPs含量.结果表明研究区水样中受到了有机氯农药不同程度的污染.α-HCH是研究区水体HCHs主要成分,HCHs的残留主要来自于大气长距离传输.DDTs的主要成分各采样点不尽相同.DDTs的输入为历史上工业DDTs的使用且在水体中其主要以好氧转化为主.与国内外河流相比较,老龙洞地下河流域水体有机氯农药含量处于较高水平.     

岩溶洞穴系统SO42-、NO3-来源及其对水岩作用的影响

为揭示洞穴系统中SO₄2-和NO₃-离子来源及其对洞穴碳酸盐溶解的影响,通过对麻黄洞6个水点自2018年8月至2019年7月进行为期一个完整水文年的系统监测,对于监测结果进行综合分析.结果表明:（1）麻黄洞洞穴水水化学类型为HCO₃-Ca·Mg以及HCO₃·SO₄-Ca·Mg型;（2）通过实地调查与元素比值法综合分析可知,麻黄洞NO₃-与SO₄2-各水点来源存在一定差异,其中麻黄洞NO₃-主要源于农业活动和大气N沉降,而SO₄2-主要以农业活动、石膏溶解为主要来源,SO₄2-和NO₃-均参与了岩溶作用,加速了基岩的溶蚀,这一过程主要受离子浓度、径流大小以及补给模式影响;（3）基于水化学计量法和稳定同位素技术估算可知,SO₄2-和NO₃-洞穴水DIC的贡献为0.05~0.61,释放DIC的同时改变了水中离子浓度,对于岩溶作用形成扰动,总体呈现出旱季>雨季、滴水>裂隙水的特征.同样,由于岩溶区的复杂和不可知,在对其进行系统研究时应当注重多种方法的结合与比较,提高研究精度与可信度.      

祁雨沟金矿田S、O、C、Pb同位素组成及成矿物质来源

祁雨沟金矿田是由以隐爆角砾岩型为主、石英脉型、构造破碎带蚀变岩型和斑岩－角砾岩型等金矿床组成的一个成矿亚系列．该矿田硫同位素组成变化范围较窄,δ３４ＳΣＳ＝－０．１７‰,硫来源于深沉岩浆;氧同位素变化范围为－４．３１％０～４．６０‰,主成矿期与幔源岩浆水氧同位素值相近,晚期出现负值,表明有大气降水参与成矿;成矿晚期联同位素的δ１３ＣΣＣ＝－３．８３‰,为岩浆碳与地层碳酸盐不同比例混合的结果;铅同位素研究表明．矿床铅为正常铅混合型,μ值较低,成矿铅主要来源于岩浆,有少量地层铅混入．经同位素、构造、地层、岩浆岩、矿物微量元素和包裹体等综合研究,表明本区金矿成矿物质主要来自壳幔层同熔的燕山期花岗质钙碱性岩浆,部分来自上地壳太华群变质岩．     

内生金矿床中元素的类别、来源及作用初探

本文探讨了内生金矿床中元素的类别，某些元素的来源及对金成矿的作用。     

内生金矿床中元素的类别、来源及作用初探

本文探讨了内生金矿床中元素的类别,某些元素的来源及对金成矿的作用。     

塔里木盆地有机酸来源、分布及对成岩作用的影响

塔里木盆地寒武-第三系储层油田水实测表明:有机酸浓度高峰值分布于４３００ｍ以下及不整合面附近；来源于干酪根热成熟作用、原油微生物降解和热化学硫酸盐还原作用等；有机酸浓度多占总碱度３０%～７０%，可达９２%，对油田水的ｐＨ值影响甚大。油田水中Ａｌ浓度在含油层中可高达３.１～５.４ｍｇ/Ｌ，Ａｌ可能以有机络合物形式存在。用国际上常用的水-岩反应地化软件ＳＯＬＭＩＮＥＱ.８８，对石炭、三叠和侏罗系主要造岩矿物溶解-沉淀进行模拟，结果表明，斜长石在储层温度８１℃～１３８℃范围内均可发生溶解作用；低于１３２℃时，高岭石处于超饱和状态，可沉淀；在有机酸参与下，斜长石溶解是该区次生孔隙的主要成因。这与岩观察吻合。     

湘西花垣李梅铅锌矿床C、O、S、Pb同位素特征及成矿物质来源

李梅铅锌矿床位于扬子地块的东南缘,是湘西-鄂西成矿带花垣矿田中较早发现的超大型铅锌矿床之一,矿体呈层状、似层状产于寒武系清虚洞组藻灰岩中。文章通过对其进行C、O、S、Pb同位素地球化学及流体包裹体激光拉曼的研究,探讨了成矿流体和成矿物质的来源及演化。研究结果表明:成矿期热液方解石的δ~(13)CPDB为-2.79‰~1.11‰,δ~(18)OSMOW为14.59‰~23.05‰,表明成矿流体中的CO_2主要来自于寒武系碳酸盐岩的溶解,部分成矿期及成矿后的热液方解石与有机质的热化学还原作用有关。激光拉曼研究显示包裹体气相成分中含大量的CH_4、H_2S、N_2及其他烃类,推测已经演化到高成熟阶段的有机质可能以古油气藏的形式参与了成矿作用,闪锌矿中气态含碳质沥青包裹体的出现暗示有机质的热化学还原反应参与了铅锌成矿过程。矿石中硫化物的δ~(34)SCDT值为+26.30‰~+34.66‰,平均值为+30.52‰,表明还原S主要来自成矿流体中海水硫酸盐充分的热化学还原作用。矿石硫化物的Pb同位素组成变化范围较小,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.999~18.235、15.584~15.789、38.147~38.576,推测成矿物质主要来源于元古界浅变质基底板溪群和寒武系下统牛蹄塘组黑色页岩,部分来自于清虚洞组赋矿围岩。     

内蒙古硐子铅锌矿床S、Pb同位素特征 及成矿物质来源

<正>内蒙古硐子铅锌矿床位于华北克拉通北缘少郎河断裂南侧,该区产出有小营子、炮手营子、西水泉、余家窝铺、山嘴子等铅锌(银)矿床,构成了华北克拉通北缘重要的少郎河铅锌银成矿带,加强对该区矿床的研究,对探索该区成矿规律和找矿预测具有重要的意义。前人对硐子矿床的研究较为     

西藏邦铺铅锌矿床S、Pb、C、O同位素组成及成矿物质来源研究

邦铺铅锌矿床系邦铺钼铜矿区斑岩矿化体外围形成的矽卡岩型铅锌矿床;矿石品位较富,成矿元素以铅锌为主,基本不含铜。文章以矿床中主要金属硫化物为研究对象,采用S、Pb同位素研究方法对矿床成矿物质来源进行探讨。结果表明,矿石金属硫化物δ34S值分布范围较宽,但主要集中于-3.7‰～-0.7‰之间,具塔式分布特征,硫主要来源于岩浆;矿石铅同位素组成稳定,为正常普通铅,矿石铅的高μ值(大于9.58)及构造环境演化图解中样品点的分布特征指示矿石铅主要来源于上地壳物质。与驱龙外围知不拉、甲玛矽卡岩矿体对比研究发现,3个矿床硫均为岩浆来源;而金属物质来源空间上则显示出一定的规律,驱龙—甲玛—邦铺矿集区由南向北壳源物质的混染作用不断增加;大理岩及方解石碳-氧同位素组成特征显示矿床成矿流体中碳源主要来自于岩浆,碳酸盐岩地层提供了部分成矿物质。