内蒙古河套平原高砷地下水赋存环境特征

内蒙古河套平原是世界地方性砷中毒较为严重的地区之一。笔者以平原西部的重病区杭锦后旗为研究区,对高砷地下水赋存环境进行了调查研究。研究表明:高砷区沉积物中As的含量为7.7～34.6mg/kg,其中粘性土和亚粘性土中As含量相对较高。高砷地下水的pH值为7.0～8.3,平均Eh值为-155.1mV,平均矿化度为1.58g/L,主要的水化学类型包括:Cl-HCO3-Na型、Cl-Na型、HCO3-Cl-Na型,As的含量为15.5～1093μg/L,且主要以As(Ⅲ)形态存在,水中DOC(0.73～35.76mg/L)、HCO3-(283.75～1290.48mg/L)、NH4+(0.27～10.48mg/L)的浓度较高,硝酸盐和硫酸盐含量较低。研究区的氟中毒现象也较严重,高氟地下水中氟含量为1.11～6.01mg/L。绝大多数高氟水中砷含量也超标,出现了一种高砷水与高氟水并存的现象。综合判断,河套平原的高砷地下水赋存环境处于还原性环境。还原条件下,高砷区沉积物中的铁/锰氧化物的还原溶解易使吸附的砷释放到地下水中。这是研究区高砷地下水形成的主要原因。     

塔木素铀矿床地下水化学特征研究

塔木素铀矿床地下水具有砂岩型铀矿床中很罕见的高矿化度地下水特征,偏碱性(平均pH=7.52)。水中阳离子主要为Na+,其次为Ca2+、Mg2+,少量K+;阴离子主要为Cl-,并含有HCO-3、SO2-4等。矿化度为17.18~49.65g·L-1,平均为35.39g·L-1。水化学类型为Cl-Na型和Cl·SO4-Na型,随着矿化度的增加,水化学类型变为Cl-Na型。同位素研究显示,地下水δ18 O=-7.2‰~-8.9‰,平均为-8.24‰;δD=-73.9‰~-75.1‰,平均为-74.44‰。与地表水体值(δ18 O=-7.1‰~-7.4‰,δD=-56.5‰~-58.9‰)相比,二者均明显偏低,推测地下水主要为封存水,而与盆地周边地表水没有直接联系。234 U/238 U=1.02~2.16,平均为1.552,应该是受含矿地层α反冲作用影响,导致水中234 U增加所致。地下水中铀含量为0.14~73.1μg·L-1,平均16.35μg·L-1,地下水中铀含量与234 U/238 U值有明显的正相关关系。     

华北断陷盆地中北部地热水地球化学特征及成因初探

为探讨唐山-天津地区地热水的水化学类型、控制因素及其补给来源,2016年8月在华北断陷盆地中北部采取了21个温泉、地热井水样,进行离子特征,3He、4He、20Ne气体同位素及δD与δ18O稳定同位素分析。结果显示,华北断陷盆地中北部地热井温度为27. 5～92. 6℃,TDS(Total dissolved solids)为430. 3～2370. 8 mg/L,δD和δ18O分别为-74. 04‰～-69. 27‰与-10. 32‰～-8. 04‰; Na+为主要阳离子,阴离子浓度变化较大,无明显空间分布规律。该区域水化学类型可以分为9类:Na-Cl·SO_4、Na-Cl·SO_4.HCO_3、Na-Cl·HCO_3、Na-HCO_3、Na-SO_4、Na-HCO_3·SO_4、Na-SO_4·HCO_3、Na-HCO_3·Cl、Na-HCO_3·SO_4·Cl,水化学类型与含水层的岩性有关。He、Ne气体同位素组分表明,区域内地热水中气体具有幔源、壳源、大气来源的混合特征。H、O同位素组成指示地下水的补给来源为大气降水,δD平均值为-71. 62‰,基本等同于华北地区现今δD的平均值(约-70‰),暗示其地下水年龄较小,补给时的气候条件与现今接近。S3、S6、S14、S17、S20有明显的氧漂移,主要原因是地热水温度较高,以及大陆效应与高程效应的影响。     

地下水系统中砷活化的钼同位素地球化学指示

砷在天然环境中的迁移富集与氧化还原状态密切相关.盆地环境地下水中砷的活化迁移机制主要为沉积物中铁/锰氢氧化物由氧化还原条件变化导致发生还原性溶解进而释放吸附在其表面的砷.钼及钼同位素为氧化还原环境的重要指示参数,且铁/锰氢氧化物对钼同位素分馏有着重要的控制作用.将地下水的钼同位素应用于砷的活化迁移规律研究.大同盆地地下水中钼同位素比值(δ98 Mo)范围为-0.12‰~+2.17‰,相比于淡水中钼同位素组成偏重.桑干河河水的δ98 Mo为+0.72‰,与文献报道的河水平均钼同位素比值+0.7‰相当.大同盆地地下水中δ98 Mo与硫化物之间存在正相关关系,表明MoFe-S复合物可能形成于特定条件下,并优先利用水溶液中轻的钼使地下水中δ98 Mo比值升高.砷浓度与钼浓度之间的微弱负相关以及砷浓度与钼同位素之间的正相关说明,Mo-Fe-S的形成过程可能与同环境中As-Fe-S的复合物的形成存在竞争关系,进而使得地下水中砷富集.地下水中相对偏高的δ98 Mo可能来源于铁的氢氧化物对溶液中轻的钼的吸附速率高于先前吸附在铁的氢氧化物的钼的释放,且铁的氢氧化物对水溶液中钼的再吸附这一循环过程会导致地下水中钼浓度降低及钼同位素比值的升高.钼同位素指示的循环性的铁的氢氧化物的还原溶解及再氧化过程对砷的富集也有重要影响.     

地下水系统中砷活化的钼同位素地球化学指示

砷在天然环境中的迁移富集与氧化还原状态密切相关.盆地环境地下水中砷的活化迁移机制主要为沉积物中铁/锰氢氧化物由氧化还原条件变化导致发生还原性溶解进而释放吸附在其表面的砷.钼及钼同位素为氧化还原环境的重要指示参数, 且铁/锰氢氧化物对钼同位素分馏有着重要的控制作用.将地下水的钼同位素应用于砷的活化迁移规律研究.大同盆地地下水中钼同位素比值(δ98Mo)范围为-0.12‰~+2.17‰, 相比于淡水中钼同位素组成偏重.桑干河河水的δ98Mo为+0.72‰, 与文献报道的河水平均钼同位素比值+0.7‰相当.大同盆地地下水中δ98Mo与硫化物之间存在正相关关系, 表明Mo-Fe-S复合物可能形成于特定条件下, 并优先利用水溶液中轻的钼使地下水中δ98Mo比值升高.砷浓度与钼浓度之间的微弱负相关以及砷浓度与钼同位素之间的正相关说明, Mo-Fe-S的形成过程可能与同环境中As-Fe-S的复合物的形成存在竞争关系, 进而使得地下水中砷富集.地下水中相对偏高的δ98Mo可能来源于铁的氢氧化物对溶液中轻的钼的吸附速率高于先前吸附在铁的氢氧化物的钼的释放, 且铁的氢氧化物对水溶液中钼的再吸附这一循环过程会导致地下水中钼浓度降低及钼同位素比值的升高.钼同位素指示的循环性的铁的氢氧化物的还原溶解及再氧化过程对砷的富集也有重要影响.      

河北牛驼镇与天津地热田水化学和氢氧同位素特征及其环境指示意义

本文分析了河北牛驼镇和天津两个中低温地热田水化学、氢氧同位素分布特征及其反映的地热水赋存环境。结果表明:两个地热田系统存在明显差异,从浅部第四系地下水到雾迷山组地热水存在各自的混合线。不同层位的浅层地下水、地热水物理混合作用明显。地热田蓟县系雾迷山组和奥陶系高温地热水与碳酸岩含水介质发生的水-岩相互作用,造成了δ18O发生飘移;馆陶组和明化镇组地热水主要是浅部第四系地下水与雾迷山组和奥陶系地热水发生混和作用的结果。牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水中Cl~–和HCO_3~–含量增高的同时,SO_4~(2-)含量随之减小(0.20~1.30 mg/L),明显低于天津地热田雾迷山组及奥陶系地热水中的SO_4~(2-)含量(273~394 mg/L),指示牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水发生了明显的脱硫酸作用。水化学、氢氧同位素分布特征揭示了牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水处在还原环境中,与浅部第四系地下水水力联系弱,主要以侧向径流补给为主,而天津地热田奥陶系和雾迷山组地热水与浅部第四系地下水水力联系较强,同时存在垂向和侧向径流补给。牛驼镇和天津两个地热田均具有巨大的地热资源开发潜力,但在开发过程中要坚持资源环境并重的原则,保障地热资源的持续利用。     

西安地区地热水和渭北岩溶水同位素特征及相互关系

依据采自西安地区300到3000米深地热井中地热水的水化学成分和同位素成分,确定出地热水的主要补给源和循环路径。地热水δ~(18)O 值变化于-11.8‰～-3.1‰VSMOW 之间,而δD 值变化幅度很小,在-87～-80‰VSMOW 之间,与西安市区现代大气降水的δD 值(～-60‰VSMOW)明显不同。在δ~(18)O～δD 关系图上,浅层地热水(〈1500米〉落在大气降水线上,而深层地热水(>1500米)向右侧偏离了大气降水线,呈现显著的氧同位素正向漂移现象。氧同位素由秦岭山前向盆地内部逐渐富集,在盆地内部随井深成正相关。据此判断,西安地热水的补给区位于秦岭山区。~(14)C 值表现为与氧同位素相反的变化趋势,~(14)C 年龄值在6,000～30,000年之间,表明地热水的地下循环时间很长。由井间~(14)C 年龄差异估算出从南到北地热水平均流速为1.7米/年,从西到东为2.5米/年。这些特征与渭北岩溶水截然不同,表明西安地区地热水与渭北岩溶水之间,虽然在空间上有密切联系,但分属于不同的水文地质单元,有各自独立的补径排系统。     

中国北方高砷地下水分布特征及成因分析

本文分析了银川平原北部饮水型砷中毒分布、水文地质条件和水化学特征,并探讨了地下水中砷离子分布规律和富集环境。研究表明:高砷地下水区呈两个条带状分布于冲湖积平原,主要为埋藏深度小于40m的潜水,水化学环境呈弱碱还原环境,水化学类型主要为HCO3-Na·Ca,Cl·HCO3-Na,Cl·HCO3-Na·Ca型;最后对比分析了中国北方内蒙古平原、山西大同盆地、新疆、吉林西部高砷地下水分布和环境地质特征。     

微生物介导下高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型

微生物活动对地下水水化学组分、氧化还原环境及砷的迁移转化有重要影响。研究高砷地下水系统的氧化还原分带性,有助于进一步理解微生物作用下地下水中砷的迁移转化规律,并为高砷地下水原位修复技术提供理论依据。在综述前人的研究成果的基础上,阐明了不同生物地球化学阶段砷的吸附、释放及固定过程,并刻画出高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型。在地下水环境中,微生物依次消耗(还原)溶解氧、NO-3、Fe(Ⅲ)、SO2-4和CO2等组分,氧化有机物获取能量。在溶解氧和NO-3还原阶段,地下水处于偏氧化环境,此时Fe(Ⅲ)还原受到抑制,其负载的砷不会释放到地下水中;当Fe(Ⅲ)还原时,地下水处于还原环境,会导致与之共存的砷释放,形成高砷地下水;而当SO2-4还原时,地下水处于强还原环境,产生的HS-与Fe2+形成的铁硫化物吸附或共沉淀砷,会降低地下水中的砷浓度。     

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。     

花岗质岩石中岩石包体研究的新进展

介绍了近年来国内外在花岗质岩石中的岩石包体研究的部分成果，重点论述了利用花岗质岩石中的岩石包体研究岩浆底侵作用、内生成矿作用、岩浆混合作用和区域变质作用等方面的主要进展。     

蒙古国塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中片钠铝石胶结物的成因

塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石自生矿物。通过偏光显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析等,查明了火山碎屑岩中的胶结物与自生矿物类型和成岩共生序列。含片钠铝石火山碎屑岩的成岩共生序列为粘土包壳-方解石-一期微晶石英-一期高岭石-二期微晶石英、二期高岭石、片钠铝石-铁白云石;通过MAT253稳定同位素质谱仪确定了片钠铝石和铁白云石的稳定同位素组成为片钠铝石的δ¹³C_PDB为-8.15‰~-2.81‰,与片钠铝石平衡的CO₂的δ¹³C_CO2为-12.91‰~-7.55‰,通过与海拉尔盆地及BGS盆地系碳氧同位素数据的类比,表明片钠铝石中的碳主要为幔源岩浆来源,形成片钠铝石的钠和铝主要来源于安山岩岩屑、长石晶屑碎屑、玻屑和火山灰等;铁白云石的δ¹³C_PDB为-6.76‰~-2.65‰,与片钠铝石的碳氧同位素数据相似,结合相关地质实例及地球化学模拟实验,可以推断铁白云石中的碳也是幔源岩浆来源,铁白云石中的铁离子主要来源于安山岩岩屑、玻屑、火山灰和蒙脱石等矿物。     

Presence of radon in groundwater in parts of Bangalore

Presence of high levels of Radon (²²²Rn) gas was reported from groundwater in Bangalore. To ascertain the ground reality and the nature of the hazards, if any, a study was conducted by the Central Ground Water Board, Bangalore in and around Bangalore city. Groundwater samples from borewells and a dug well were collected and analysed. Available data on Radon gas from both groundwater and surface water sources were also compared. The presence of Radon gas and its concentration in groundwater were examined with respect to geology and well depths. The results are discussed in the paper.     

Association of hydrogeological factors in temporal variations of fluoride concentration in a crystalline aquifer in India

The major part of groundwater in India is found in granitic aquifers. Fluoride in groundwater from a crystalline aquifer in a semi-arid region of granitic rocks in India, known as Maheshwaram watershed, was analyzed for spatial and temporal variability during 1999–2002 to assess the effect of hydrogeological factors on fluoride concentration. Samples were collected from 32 representative wells in the area for the pre- and post-monsoon seasons and analyzed for F content. The CHESS computer program was used to calculate ionic activities of aqueous species and the mineral saturation index (SI) for calcite and fluorite. The GARDENIA computer program was used to calculate the recharge values in the study area. The influences of dissolution kinetics of fluoride minerals and recharge from rainfall on fluoride concentration were of interest and results clearly indicate that fluoride content in groundwater depends on the interaction period of groundwater with host rock. Results could also be utilized for designing remedial measures particularly with dilution method in an optimal way.     

复杂性科学理论在地球物质学中的作用

地球物质学是一门以复杂的地球系统为研究对象的新学科,而复杂性科学专门用来研究一些非线性复杂问题。目前复杂性科学已在不同的学科中得到广泛应用,同时也在地球物质学中得到应用,成为地球物质学中最基本和最重要的理论。     

CSAMT 法在辽西康杖子区深部探矿中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)具有探测深度大、横向分辨率高、抗干扰能力强的特点,在深部找矿勘探中有着重要的指导意义。肖家营子铜钼矿床是辽西地区一个大型矽卡岩型金属矿床,大部分矿体是隐伏矿体,矿区外围的康杖子区与本区有相似的成矿地质环境,成矿地质条件优越.矿体与围岩电性差异明显,通过应用CSAMT,矿体具有低电阻特点,根据成果推断解释,对深部有利成矿部位进行了钻探验证,取得了理想的探矿效果,在矿区外围取得第二深度空间找矿重大突破。     

X射线荧光光谱分析在我国铁矿石分析中的应用

系统介绍了20世纪90年代以来X射线荧光光谱分析（XRF）在我国铁矿石分析中的应用,包括粉末压片法和熔片法两种最基本的分析手段,主要内容集中在熔片—波长色散X射线荧光光谱分析法在我国铁矿石分析方面的测试技术,重点介绍了熔剂的类型、配比、熔片方法、熔融温度以及钴内标的使用,同时介绍了基体效应校正、谱线重叠校正等方面的内容。     

我国矿山环境地质问题类型划分研究

根据矿种类型、矿山开发阶段和矿山存在问题性质的不同,提出了我国矿山环境地质问题类型的3种划分方案。依据矿种所进行的矿山环境地质问题类型划分方案,虽然较为详细具体,但有些问题是相互重复的;依据矿山开发阶段所进行的划分方案,虽然刻画了矿山开发演变整个历史过程中所面临的不同问题,但较为宏观简单;依据矿山自身存在问题的性质的划分方案较为适用。文章最后系统分析了依据问题性质而划分的矿山环境地质问题各类型的特征。     

我国荒漠戈壁区矿产勘查技术研究与应用现状

由于荒漠戈壁区的地质工作条件恶劣,为减少勘查成本,避免盲目勘查,在该区开展了航卫遥感技术、大深度物探技术(包括航空、地面和地下等空间)、深穿透地球化学勘查方法和非线性理论数据处理方法等应用,目前在岩性构造推断和矿化信息提取等方面取得了一定的进展。     

氧同位素在海洋磷酸盐研究中的应用

海洋中磷酸盐的氧同位素组成不但记录现代海水磷循环的信息(磷酸盐的来源和生物地球化学作用),还记录古环境的信息。因此,利用氧同位素研究海洋磷酸盐正日益受到国内外研究人员的重视。本文综述了利用磷酸盐氧同位素研究方法及其在现代海洋环境与古海洋的应用进展,展示了中国海洋磷酸盐氧同位素研究现状,提出了今后的研究方向。