天山哈密榆树沟流域夏季洪水期河水水化学特征及其成因

利用2013年7-8月在哈密榆树沟水文站采集的河水样品,对主要的化学离子、p H值、电导率EC、总可溶性固体TDS进行了系统的分析,阐明了研究区离子的来源及成因.分析结果表明:榆树沟流域夏洪期径流水体呈弱碱性;HCO_3~-、Ca~(2+)分别为最主要的阴、阳离子,Ca~(2+)质量浓度占阳离子总数的69.45%,HCO_3~-质量浓度占阴离子总数的84.18%;水化学类型为HCO_3~--Ca~(2+);径流中所含的水化学物质一定程度上受水量的稀释作用控制;通过Gibbs图、阴阳离子三角图示法以及主要离子比值法的综合分析得出,水化学离子主要来源于H_2CO_3风化碳酸盐岩,同时还伴有少量的H_2SO_4风化碳酸盐岩,岩石风化主要以方解石矿物的溶解作用为主.     

漓江流域河流水体离子组成特征及来源

通过2016年9月至2017年6月在漓江流域采集水样,对其主要离子进行分析,发现了漓江流域水化学主要离子的控制机制、来源及时空变化特征。结果表明,漓江流域的pH值介于6.89～7.79之间,平均值为7.34,EC变化范围在70.6～385.5us·cm~(-1)之间,平均值为228us·cm~(-1),TDS的变化范围为49.42～203.19mg·L~(-1),平均值为112.35mg·L~(-1)。阴、阳离子的浓度顺序为HCO_3~-SO_4~-2NO_3~-Cl~-,Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+K~+,水化学类型为HCO_3-Ca型水。Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-的变化特征相似,总体呈现中游高,上下游低的特点,Cl~-、Na~+、K~+在中下游的浓度比上游高,季节性差异方面旱季的离子浓度一般大于雨季。离子来源分析表明,Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩的风化,Na~+、K~+和Cl~-除来自岩石的风化外,循环盐对它们也有少量的贡献,NO_3~-和SO_4~(2-)也主要来自岩石的风化溶解。     

莱州湾白浪河河水和河口海水的水化学和氢氧稳定同位素特征

在海水入侵的研究中,通常将海水作为一个重要的混合端元。而一般沿海带的海水,尤其是河口海水相对于标准海水都会受到入海河流以及沿海人为活动的强烈影响,在空间和时间上的分布不断在变化。因此在研究海水入侵之前,研究河口海水、标准海水与河水成分之间的混合关系至关重要。本研究主要是对比海水和地表水的稳定同位素和水文地球化学成分。在莱州湾入海河流白浪河的下游沿岸采集5件河水样品,河口采集7件海水样品,对样品进行了水化学和稳定同位素测试,研究淡水和海水的混合关系。采用惰性示踪剂(δD、δ~(18)O、Cl~-、Br~-)和反应示踪剂(Na~+、Mg~(2+)、SO~(2-)_4、HCO~-_3、Ca~(2+)、NO~-_3)展开分析。在δD-δ~(18)O关系图上,所有的河水样品都位于全球大气水线之下,反映了上游水库水的蒸发,海水样品则位于标准海水与河水样品的混合线上。河水样品δ~(18)O—Cl~-关系表明不同程度的溶解了蒸发盐;河水样品的Ca~(2+)、HCO~-_3、SO~(2-)_4与Cl~-的比值反映了CO_2气体、碳酸盐以及硫酸盐溶解。海水样品的Br~-/Cl~-比值与海水比值基本相同,与其它主要离子与Cl~-的关系都表明海水样品源于标准海水与河水的混合。因此当河水和海水混合时,两种水体的溶剂发生机械混合,溶质中海水占主导的化学成分与Cl~-比值都接近海水比值,包括Na~+、Mg~(2+)、SO~(2-)_4、Br~-和Cl~-的比值,而大陆生成的成分在淡水中与Cl~-的比值都会大于海水比值,主要有HCO~-_3、Ca~(2+)、NO~-_3和Cl~-的比值。这种混合机理也适用于地下水。     

西大滩煤矿冰川区冰川冰、雪和河水的阳离子特征

西大滩煤矿冰川区冰、雪和河水的阳离子分析表明，随海拔升高，阳离子浓度减小。在雪坑剖面的污化层位，离子出现高值，在洁净层出现低值，表现出明显的季节变化特征。降雪过程中，初期离子浓度较高，以后逐渐降低，到一定时段则达到稳定。     

顾桥矿北二采区地下水化学特征分析

地下水是重要的饮水水源之一,然而,煤矿开采影响了自然条件下地下水化学性质,也引发一系列突水灾害事故,大大影响了煤矿生产安全。为了研究各地下含水层水化学特征,采用了水化学分析方法和主成分分析法,对淮南顾桥煤矿多含水层系统的主要离子水样数据进行分析。结果表明,整个地下含水层系统PH值变化范围是7.80～8.85,平均值为8.24,各含水层pH变异系数较小,范围在0.02～0.03内,属于弱碱性环境。研究区水文地球化学过程由溶解、脱硫和阳离子交换三个子过程组成,K~++Na~+和Mg~(2+)两种离子是TDS的主要来源。     

西藏搭格架地热区天然水的水化学组成与稳定碳同位素特征

为探究青藏高原搭格架地热区地热水、湖水、河水、冰雪融水等天然水体的水化学组成及物质来源控制因子,于2014年8月对该地区进行了考察和取样。利用紫外-可见光分光光度计和ICP-OES测定了水样中各阴、阳离子含量,利用Gas Bench连接同位素质谱仪测定了水样中溶解无机碳（DIC）同位素比值。结果表明,地热水中总溶解固体（TDS）含量为977.13~1 279.50 mg/L,阳离子以K+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,湖水的TDS含量为77.81~810.94 mg/L,阳离子以Na+和Ca2+为主,阴离子以HCO3-(CO32-)和SO42-为主,地热水和湖水的水化学类型为HCO3-Na型;河水和冰雪融水的各离子含量较低,水化学类型为HCO3-Ca型;地热水的DIC浓度范围为9.2~15.4 mmol/L,δ13CDIC值为-9.09‰~-0.95‰;湖水的DIC浓度为1.1~9.7 mmol/L,δ13CDIC值为-8.84‰~-0.27‰。根据水化学Gibbs分布模式图判断出区域水化学特征主要受硅酸盐岩风化控制,以钠长石和钾长石风化为主,但是地热水的水化学组分受到硅酸盐岩和蒸发盐岩共同控制。通过碳同位素比值分析对区域主要风化过程中CO2的来源示踪表明,湖区周围的硅酸盐风化其碳源主要为土壤CO2,热泉区硅酸盐水解其碳源为地球深部CO2输入。      

南、北盘江流域枯水期水化学特征及离子来源分析

为进一步了解珠江上游南、北盘江流域水化学现状,对其枯水期36个河水样品进行水化学特征分析,结果表明:枯水期河水pH值在7.85~8.75之间,呈弱碱性,TDS均值为358 mg·L-1。河水中阴离子组成以HCO3-、SO42-为主,当量浓度占比均值达到65%与26%,阳离子中Ca2+和Mg2+是绝对的优势离子,当量浓度占比均值分别为65%和24%。与丰水期相关研究对比分析发现Ca2+、Mg2+、Na+、SO42-、HCO3-、Cl-的枯水期浓度普遍高于丰水期,K+、NO3-丰、枯水期浓度变化不大。Piper图、岩性端元分析以及离子浓度比值分析表明,研究区水化学主要受碳酸和硫酸共同参与下的碳酸盐岩风化控制。南、北盘江流域都受到农业施用的钾肥和氮肥的影响,此外,北盘江主要受到煤炭开采以及燃煤工业的影响,南盘江主要受到源头及上游河段化工企业废水和沿途市县的生活废水的影响。与前人数据对比发现,15年间人为活动对流域水化学的影响加剧。      

疏勒河源区水化学特征及其控制因素分析

以疏勒河源区为研究区,自2018年12月至2019年11月分别采集河水、泉水和雪样样品44个、4个和7个,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值法定性分析不同水体水化学特征及控制因素,利用质量平衡法（正向地球化学模型）量化不同来源对不同季节河水水化学成分的贡献率。结果表明：疏勒河源区不同水体水化学特征存在差异,TDS含量为泉水>河水>冰川融水>雪水,河水水化学类型冬季为HCO₃^--Mg²⁺?Ca²⁺型,春季为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺?Na⁺型,夏、秋季均为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺型,泉水和雪水分别为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺型、HCO₃^--Ca²⁺型;受多种因素共同影响,不同季节河水主离子时空变化均存在差异;河水和泉水水化学组成受岩石风化作用控制,主离子来源于以白云石为主的碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和盐岩、石膏、硫酸盐矿物等蒸发岩溶解;正向地球化学模型计算结果表明冬春季河水阳离子主要来源于硅酸盐岩风化溶解,夏秋季碳酸盐岩对河水阳离子贡献率大于硅酸盐岩,总体河水阳离子主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩风化。     

雅鲁藏布江丰水期河水离子组成特征及其控制因素

为了解雅鲁藏布江丰水期河水离子组成特征及其控制因素,利用2015年采集的8个河水水样,运用数理统计、聚类分析、Piper三线图、Gibbs模型以及离子比值等方法,分析了雅鲁藏布江丰水期河水水化学特征,并探讨了其主要控制因素。结果表明：河水中阳离子以Ca²⁺、Mg²⁺为主,阴离子则以HCO₃^-和SO₄^2-为主,阴、阳离子分别约占其总量的96%和85%。河水水化学类型均为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型。TDS含量介于202.46~371.27 mg·L^-1,均值为299.30 mg·L^-1,较世界河流平均值高。自上至下,河水水化学特征表现出一定的差异性,河水中主要离子以及TDS、TH、EC的含量沿程表现出下降的趋势,其原因主要有支流河水汇入和降水增加的稀释作用。河水水样均落在Gibbs模型图中部偏左,表明河水中主要离子化学组分主要受水岩作用控制。离子比值法分析表明研究区碳酸盐岩以及蒸发岩的风化溶解是河水水化学的主要控制因素,且存在硅酸盐类矿物的风化。     

间冰期向冰期过渡时,沉积作用的物理—化学模式

常常在前寒武纪冰碛盖层中见有白云岩及石灰岩,这与当代所见现象矛盾,为此提出从间冰期向冰期过渡时沉积的物理化学条件。需研究冰川成因问题,大气层中PCO_2的变化,海水中pH,Ca~(2+),Mg~(2+)的浓度变化,与海水平衡时在气候变化时,矿物组合的变化。从对地球外层和大气暖效益的平衡状态的观查模式,说明前寒武纪冰川作用的可     

大兴安岭森林覆盖区金矿土壤离子电导率异常特征离子成份的研究及找矿预测

为了解森林覆盖区金矿体土壤离子电导率异常特征,探讨金矿体土壤离子电导率成份是由哪些种类离子组成,弄清不同种类离子的含量变化关系对电导率的贡献大小,为解释金矿土壤离子电导率异常的形成机制提供理论依据.通过在大兴安岭森林覆盖区虎拉林金矿的研究:(1)在已知的金矿体上测出了清晰的电导率异常,异常呈典型双峰形态"兔耳"状或"锯齿"状, 异常垂直指示金矿体的赋存位置.(2)弄清了金矿体组成土壤离子电导率异常的离子成份特征,其成份主要是HCO-3、SO-24、Ca2 、Cl-、K 、Na 、F-、Mg2 、Mn2 等一套水可溶性离子,经过相关分析得出金矿电导率异常与各水可溶性离子的相关系数是HCO-3＞Ca2 ＞SO2-4＞Cl-＞K ＞F-＞Na ＞Mg2 ＞Mn2 .(3)在未知区的找矿预测中找到3个具有成矿远景的离子电导率异常.     

慕士塔格卡尔塔马克冰川作用区的水文与水化学特征

利用2003年6月1日~8月25日实测的水文数据,分析了慕士塔格峰卡尔塔马克冰川融水径流的变化特征.卡尔塔马克冰川融水径流主要集中在6~8月,其存在着明显的日变化过程,融水径流受控于温度及降水要素.同时,对8月10~23日采集的冰川径流样品及部分降水样品的pH、EC(电导率)和主要离子(Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-,未检测降水样品的离子含量)的测定结果进行了分析讨论.径流样品略偏碱性,pH和EC呈正相关关系.SO₄^2-和Ca²⁺是所测离子中主导的阴阳离子.除NO₃^-外,样品中各离子含量具有一致的变化特征;各离子浓度与流量或水位具有相反的变化趋势.初步讨论了离子的来源,结果表明冰川融水中化学物质组分主要来源于地表.     

海底沉积物孔隙水钡循环对天然气渗漏的指示

冷泉流体的渗漏活动强烈地影响着海底沉积物孔隙水钡循环。冷泉流体中的Ba2+ 向上扩散与孔隙水硫酸盐反应,在硫酸盐—碳氢化合物转化带（SHT）之上沉淀重晶石。随着沉积物的埋藏,先前沉淀的重晶石被埋藏于SHT之下的硫酸盐亏损带,将发生溶解,溶解的钡向上扩散,在SHT之上再次沉淀重晶石。当体系中向上扩散的Ba2+超过埋藏的重晶石中的钡时,在剖面上形成“钡锋”。向上渗漏的碳氢化合物（甲烷为主）通量控制了SHT的深度,二者之间存在很好的地球化学耦合关系,从而,可以用“钡锋”来评价天然气渗漏活动的特征。在总结和分析国际海底冷泉渗漏活动区沉积物孔隙水的甲烷和钡循环的研究进展基础上,综述了海底沉积物孔隙水钡循环对现在和过去天然气渗漏的指示,总结了渗漏成因重晶石的地质和地球化学特征。     

无机水化学离子在实验流域降雨径流过程中的响应及其示踪意义

为研究无机水化学离子在降雨径流示踪中的可能性,在实验流域实测降雨、地面径流、壤中流、地下水径流过程和流域内17个测孔的地下水过程中,施测了Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO₄2-,HCO₃-+CO₃2-,NO₃-,F-,NH₄-,PO₄2-,SiO₂和pH,EC,18O的同步过程,还施测了少数土壤水水样。结果是:①在Ca2+与Cl-/SO₄2-和EC与Na+/(Na++Ca2+)的关系中以及除NO₃-,NH₄-,PO₄2-外的所有离子,都可识别出上述各种径流组分;②径流离子过程均与降雨离子过程相仿,随径流组分从地面到地下而渐趋坦化;③除个例外,离子浓度过程均以降雨为最小并从地面径流到地下水径流渐次增大;④降雨和地下水离子过程表现为径流离子过程的两端元;⑤在降雨和各径流组分中,18O过程与大部分离子过程有一定的同步性。从以上结果认为,降雨并不是流域径流离子输出的主要来源,然而却是形成它的主要控制因素。此外,有关试验结果还对应用Cl-进行地下水补给的估算方法提出了问题。     

长江水质地球化学

文章在对1958—1990年期间长江水系191个站点水质监测资料进行统计分析的基础上,研究了长江主要离子的地球化学。结果表明,长江水系各地河水总溶解性固体(TDS)含量的差别达一个数量级(49·7~518·1mg/L),TDS的平均值为205·9mg/L,是全球河流均值的3倍。相比之下,河水TDS含量的季节性变化并不大,尽管河水流量的季节变化很大。长江的主要离子化学主要受岩石风化作用,尤其是碳酸盐矿物的溶解作用所控制。长江中上游的川贵地区酸雨严重。酸雨作用于当地广泛分布的石灰岩和富含碳酸盐的三叠纪砂页岩,导致近半个世纪来长江水质的酸化趋势,使大部分河段SO24-和Ca2+含量增高,总硬度与总碱度的比值增高。     

Hydrogeochemistry of the Chhota Shigri glacier meltwater,Chandra basin,Himachal Pradesh,India: solute acquisition processes,dissolved load and chemical weathering rates

The chemical compositions of various ions in meltwater of the Chhota Shigri glacier were analysed during the observation period from May to October 2010. Total 164 samples of meltwater were collected in two times a day at 8.0 a.m and 6.0 p.m. Bicarbonate and calcium were the dominant anion and cation in meltwater of the investigation area. High ratios of (Ca + Mg) versus TZ⁺ and (Ca + Mg) versus (Na + K) demonstrate that hydrogeochemistry of the study area was mainly governed by carbonate type weathering. The average sulphate mass fraction of meltwater was computed to be 0.31 ± 0.12, showing dominancy of bicarbonate over sulphate. This excess bicarbonate would be generated by an alternative proton supply mechanism due to biological activities in the bed rock lithology and sulphide oxidation may be about the same as carbonation as a driver of chemical weathering at Chhota Shigri glacier. In general, major ions and total dissolved solid concentrations showed decreasing trend with increasing discharge from the study area. The average daily mean dissolved load of this glacier was much lower than that of the Gangotri glacier, which may be due to low meltwater runoff and lithology of the investigation area. The cation weathering rates of study area for early, peak and late melt seasons were computed to be 694, 1631 and 481 meq m^?2 a^?1, respectively. The average value of chemical denudation rates of the Chhota Shigri glacier meltwater was found lower than that of the Dokriani glacier.     

Hydro-chemical analysis and ionic flux of meltwater runoff from Khangri Glacier,West Kameng,Arunachal Himalaya,India

The detailed hydro-chemical study of meltwater draining from Khangri glacier Arunachal Pradesh has been carried out to evaluate the major ion chemistry and weathering processes in the drainage basin. The investigative results shows that the meltwater is almost neutral to slightly acidic in nature with Mg–HCO₃-dominated hydro-chemical facies. In glacial meltwater, Ca^+?2 is the most dominated cation followed by Mg⁺², Na⁺, and K⁺, while HCO₃^? is the most dominant anion followed by SO₄^2?, NO₃^?, and Cl^?. The dominant cations such as Ca⁺² and Mg⁺² show a good relation with the minerals abundance of the rocks. Calcite (CaCO₃) and biotite [K(Mg,Fe)₃AlSi₃O₁₀(F,OH)₂] are the most abundant minerals in the deformed carbonate-rich metasedimentary rocks near to the snout with some K feldspar (KAlSi₃O₈) and quartz (SiO₂). This suggests Ca⁺² have definitely entered into the water due to the dissolution of calcite and Ca feldspar (CaAl₂Si₂O₈), while one of the source of Mg⁺² is biotite. Na feldspar (NaAlSi₃O₈) has contributed towards the availability of sodium ion, while potassium ion is derived from the chemical weathering of K feldspar and biotite. The chemical weathering is the foremost mechanism controlling the hydro-chemistry of the Khangri glacier because of the least anthropogenic interferences. The mineralogy of surrounding rocks is studied to understand better, the rock–water interaction processes, and their contribution towards ionic concentration of meltwater. The meltwater discharge and individual ion flux of the catchment area have also been calculated, to determine the ionic denudation rate for the ablation season. The high elemental ratio of (Ca?+?Mg)/(Na?+?K) (7.91?±?0.39 mg/l) and low elemental ratio of (Na?+?K)/total cations (0.11?±?0.004) indicate that the chemical composition of meltwater is mainly controlled by carbonate weathering and moderately by silicate weathering. The scatter plot result between (Ca?+?Mg) and total cations confirms that carbonate weathering is a major source of dissolved ions in Khangri glacier meltwater. In addition, the statistical analysis was also used to determine the correlation between physical parameters of glacier meltwater which controlled the solute dynamics.     

深圳沿海表层海水与地表水关系的地球化学分析

依据深圳沿海所取31件表层海水样品的水化学数据,对主要离子Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-和HCO3-与C l-以及B r-与C l-的关系作散点图分析。西海岸表层海水Ca2+、K+、SO42-和HCO3-与C l-的比偏离海水稀释线,源于其位于珠江河道影响范围,与珠江水有不同程度的混合;东海岸表层海水Ca2+、K+和HCO3-与C l-的比主要围绕海水稀释线波动,表明沿海表层海水流动缓慢,受表层海水蒸发和当地沿岸污染河水排泄的长期累积影响;靠近深圳湾的5件西海岸海水样品成分与东海岸表层海水相似。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川融水径流水化学特征研究

2006年和2007年的整个消融期内,在天山乌鲁木齐河源1号冰川末端水文控制点逐日定时采集融水径流样品,对样品的主要可溶离子、pH、电导率EC、总溶解固体TDS和悬移质颗粒物SPM进行了分析. 结果表明：天山乌鲁木齐河源1号冰川融水径流离子类型为Ca²⁺-HCO₃^--SO₄^2-,呈弱碱性. 融水径流中TDS变化受日径流量调节显著,表现为消融初期和末期浓度较高,消融强烈时浓度较低;SPM以细颗粒物质为主,各粒度组分含量变化幅度较大,且质量浓度SSC年内变化与TDS呈相反的变化趋势. 融水径流中离子组成主要受岩石风化作用影响,离子摩尔比值和Piper图分析表明,控制冰川径流离子组成的主要过程是碳酸盐、黄铁矿和长石类矿物风化作用.     

沙尘暴对天山托木尔峰青冰滩72号冰川环境的影响

基于沙尘暴发生前后在天山托木尔峰青冰滩72号冰川末端采集的7个大气气溶胶样品和在水文断面采集的9个融水径流样品,探讨了沙尘暴事件对天山冰川区大气环境和水环境的影响。结果表明,Ca²⁺和SO₄^2-是青冰滩72号冰川大气和融水径流的主要离子,当沙尘暴发生时,这两种介质中的离子浓度显著升高,而且升高存在同时性。由于影响因素不同,浓度随时间变化的趋势不同,大气环境对沙尘事件的响应能力强,水环境则对温度变化的响应能力更强。通过相关性分析和主成分分析认为,青冰滩72号冰川大气中Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、Cl^-和SO₄^2-主要以自然源为主;NO₃^-和NH₄⁺则以人为源为主。轨迹分析发现,由源于东欧、西伯利亚经中亚南下的冷气团引发的大风降温天气以及区域沙尘暴对冰川区环境有显著影响。