水库三维Fe、Mn迁移模型——阿哈水库实例研究

通过描述Fe、Mn在水库中的氧化还原变化、吸附、解吸、沉降及再悬浮,考虑水流运动对Fe、Mn迁移变化的影响,研制了水库三维水动力模式及三维Fe、Mn迁移变化模式,从而建立了完整的水库三维Fe、Mn迁移分布模拟模型。该模型在阿哈水库实际运用效果良好。模拟结果表明,水库水流运动整体流速较小,Fe、Mn在水库中平行迁移运动缓慢。进入水库的Fe、Mn负荷大量沉入库底,在水体缺氧条件下,底质中Fe、Mn重新释放,形成明显的Fe、Mn分布垂直梯度,造成水库下层Fe、Mn大大超过国家生活饮用水质量标准。     

矿物发光材料CaS∶Mn2+的合成及其荧光性质

以方解石为原料,使用硫化助熔剂法合成了CaS∶Mn2+磷光体,根据荧光光谱,详细探讨了矿物杂质对其发光性质的影响,指出在矿物材料CaS∶Mn2+体系中,某些杂质离子拓宽了基质的激发带,有利于基质吸收能量及基质→Mn2+发射中心的能量传递,但Fe2+、Co2+、Ni2+等离子降低了Mn2+的发射强度,尤其是Mn2+与它们形成的成对离子中心或离子晶簇,降低了局域对称性,放宽了Mn2+跃迁发射的选择定则,加速了材料发光的衰减过程.     

彩色电气石致色离子的化学状态研究

为探究不同颜色电气石中致色元素的化学状态及其化学环境,利用X射线光电子能谱方法对绿色调（墨绿色、蓝绿色、淡绿色）和粉红色调电气石样品进行分析。结果表明,绿色调和粉红色调电气石样品中均含有少量的过渡金属离子,如Fe,Mn,Ti,Cr,且不含Li和Be。不同颜色的电气石晶体中过渡金属阳离子的化学状态相同,且分别为Fe3＋,Mn4＋,Ti4＋,Cr3＋,但其与阴离子配位的环境有所差别。绿色调电气石样品中虽然Fe的质量分数有较大的差别,但均有部分Fe元素与F结合,即占据晶体结构中的Y位;粉红色电气石样品中,Fe离子没有与F形成配位,仅占据结构中的Z位。相反,在粉红色电气石样品中,Mn主要与F结合配位的方式存在,占据结构中的Y位,而绿色调电气石样品中大部分的Mn与O配位成键,只有少部分的Mn与F结合配位。由于Fe3＋,Mn4＋离子对之间电荷转移的可能性不大,故电气石的颜色可能主要由于d—d电子跃迁和氧与金属离子（O2--M）间电荷转移吸收引起,尤其是由于化学环境的差异（包括配位阴离子种类、杂质缺陷、结构畸变等）所引起。     

电阻率测深法在阿拉尔盆地划分咸、淡水层的应用

通过分析、总结电阻率测深法在青海阿拉尔盆地划分咸、淡水层的应用实例,着重论述了电测深曲线形态变化与含水层矿化度高低的对应关系,指出了曲线特征点(拐点等)是准确划分咸、淡水层的关键电性异常标志,阐明了该方法在划分第四系咸、淡水层的有效性及应用前景。     

电提取离子法在东乡虎圩金矿田的地质找矿效果

本文对电提取离子法在东乡虎圩金矿田的运用作了基本阐述，介绍了其工作的技术方法、找矿效果，为在第四系覆盖区寻找隐伏金矿体提供了相应的判别标志。     

长江口氧化还原敏感元素的早期成岩过程

通过测试长江口沉积物及间隙水中Fe、Mn、U及Mo的含量,结合早期成岩模型及地球化学热力学分析,探讨了在河口环境中影响间隙水氧化还原敏感元素(Fe、Mn、U及Mo)分布的主要因素.根据Fick第一定律,估算了Fe、Mn、U及Mo在沉积物-水界面的扩散通量.结果表明,间隙水Fe、Mn、U及Mo的含量分别介于0.8~106μmol/L、14.8~258μmol/L、1.9~14.4nmol/L及60~546nmol/L之间.在垂直剖面上,间隙水Fe、Mn峰值分别出现在约5cm或10cm的深度.早期成岩过程是影响长江口沉积物间隙水Fe、Mn分布的主要因素.吸附系数对间隙水Fe、Mn的分布也有重要的影响.吸附系数越高,间隙水Fe、Mn浓度越低.影响间隙水U分布的主要因素为Fe,而Mo与Fe、Mn之间不存在相关性.通量计算结果显示Fe、Mn、U及Mo的扩散通量分别介于3.0~10.5μmol·(m2·d)-1、35.7~439.5μmol·(m2·d)-1、-2.3~0.2nmol·(m2·d)-1及-36.0~94.6nmol·(m2·d)-1之间.沉积物中自生铀组分约占总铀的6%~67%.      

矿物发光材料CaS∶Mn~(2+)的合成及其荧光性质

以方解石为原料 ,使用硫化助熔剂法合成了CaS∶Mn2 + 磷光体 ,根据荧光光谱 ,详细探讨了矿物杂质对其发光性质的影响 ,指出在矿物材料CaS∶Mn2 + 体系中 ,某些杂质离子拓宽了基质的激发带 ,有利于基质吸收能量及基质→Mn2 + 发射中心的能量传递 ,但Fe2 + 、Co2 + 、Ni2 + 等离子降低了Mn2 + 的发射强度 ,尤其是Mn2 + 与它们形成的成对离子中心或离子晶簇 ,降低了局域对称性 ,放宽了Mn2 + 跃迁发射的选择定则 ,加速了材料发光的衰减过程。     

闽东南含石榴子石Ⅰ型花岗岩的矿物学特征及成因

闽东南沿海晚中生代变质带内出露的I型花岗岩、细晶岩和伟晶岩中常包含岩浆成因的石榴子石和原生白云母.其中石榴子石以富Mn,Fe和贫Mg,Ca为特征,锰铝榴石分子可达40%～50%;花岗岩中的黑云母具有明显高的MnO和Al2O3含量(分别是0.84%～1.25%,16.04%～18.03%);原生白云母以高Fe和低Al,Na为特征.温压计算表明富铝矿物形成于750～600℃和0.3～0.2 GPa的条件下.岩相学特征和地球化学模拟也都表明这些富铝矿物结晶较晚.长英质矿物早于黑云母和石榴子石结晶与岩浆侵位浅(结晶压力低)相关.相图分析指出弱过铝质和高的Mn/(Mg+Fe)比值(＞ 0.060)是本区花岗质岩石形成石榴子石的关键化学因素.Mn/(Mg+Fe)＞0.060的岩浆可以形成bt+grt或bt+grt+ma组合;而Mn/(Mg+Fe)＜0.055的岩浆只可能形成bt或bt+ms组合;grt+ms组合是岩浆强烈演化的最终产物.除了黑云母成分存在差异,本区I型花岗岩的石榴子石和原生白云母成分都与S型花岗岩的相似,所以,它们不能被简单地用于判断花岗岩的成因类型.     

广西平桂地区锡矿土壤离子电导率异常特征 和离子成分及找矿预测

为了解广西平桂地区锡矿土壤离子电导率异常特征,研究不同种类离子的含量变化关系对电导率的贡献大小,为解释锡矿土壤离子电导率异常的形成机制提供理论依据.对广西平桂地区锡矿的土壤离子电导率异常进行研究,结果表明:①在已知锡矿体上测出了清晰的土壤离子电导率异常,异常形态呈典型双峰形态“兔耳”状或“单峰”状,异常垂直指示锡矿体的赋存位置;②弄清了锡矿体组成土壤离子电导率异常的离子成分特征,其成分主要是SO42-、Ca2+、HCO3-、C1-、Fe3+、Mg2+、Na+、K+、Mn2+、F-等一套水可溶性离子,经过相关分析得出锡矿土壤离子电导率异常与各种水可溶性离子的相关系数SO42+＞Ca2+＞HCO3＞Cl＞Fe3+＞Mg2+＞Na+＞K+＞Mn2+F-;③在未知区的找矿预测中找到2个具有成矿远景的土壤离子电导率异常,经深部工程验证找到了隐伏锡矿体.     

柴达木盆地东部三湖地区第四纪沉积物源分析

柴达木盆地三湖地区第四系的形成是在新近纪末期新构造运动作用下,盆地沉积中心由西向东整体迁移的产物.在第四系中发现了世界上最大的生物气田,近年来在寻找构造圈闭难以取得突破的情况下,岩性圈闭的勘探成为下一步勘探工作的必然选择.确定物源方向对岩性油气藏的勘探具有重要的指导作用.该文通过分析现今水系分布、储层岩性、矿物组合、氯离子含量、重矿物、泥质含量、砂岩含量、地震前积反射等特征和通过野外踏勘、储层反演等手段,确定三湖地区第四系沉积物源呈明显的不对称性,主要物源来自南部的昆仑山,次要物源来自北斜坡东部锡铁山-埃姆尼克山.     

化隆—循化盆地不同类型含水层组高氟地下水的分布及形成过程

天然成因的高氟地下水是世界范围内备受关注的环境问题和饮用水安全问题。前人对高氟地下水的形成过程已开展了大量研究,但是对于高原盆地复杂水文地质条件下不同类型含水层组(第四系松散层含水层、基岩裂隙或岩溶含水层以及新生代古近纪以来的碎屑岩含水层)高氟地下水的分布和形成过程尚不明确。本文以化隆—循化盆地为研究区,通过采集、测试研究区内的各类地下水样品,分析研究区内不同类型含水层中地下水的化学特征及同位素特征。结果表明,高氟地下水(1.007.73 mg/L)主要分布在沿黄河的河谷区域和巴燕低山丘陵区域的泉水和潜水中以及深部的承压水中,在垂向上高氟地下水无明显分布规律。接受黄河水入渗补给的河谷潜水中氟离子浓度较低,补给黄河的河谷潜水中氟离子浓度较高。贫钙富钠的弱碱性苏打型水有利于地下水中氟的富集。泉水和潜水中氟主要来源于萤石的溶解,而承压水中氟除了来源于萤石外,还来源于其他含氟矿物。对于潜水和第四系松散层泉水,蒸发浓缩作用促进了地下水中氟的富集。另外,阴离子竞争吸附作用、阳离子交换吸附作用是泉水(第四系松散层泉水和基岩裂隙泉水)和潜水中氟元素富集的主要原因,而承压水中氟离子浓度受竞争吸附作用影响较大,阳离子交换吸附作用影响较小。研究成果可为化隆—循化盆地低氟地下水的勘查和开发提供科学依据。     

Assessment of naturally occurring arsenic contamination in the groundwater of Sarkisla Plain (Sivas/Turkey)

High arsenic levels in groundwater of the aquifers, belonging to the Pliocene terrestrial layers and Quaternary alluvial sediments, have become a significant problem for the inhabitants living in Sarkisla (Turkey). The main objective of this study was to determine the origin and arsenic contamination mechanisms of the Sarkisla drinking water aquifer systems. The highest arsenic concentrations were found in Pliocene layers and alluvial sediments with concentrations ranging from 2.1 to 155 mg/kg. These rocks are the main aquifers in the study area, and most of the drinking groundwater demand is met by these aquifers. Groundwater from the Pliocene aquifer is mainly Ca-HCO₃ and Ca-SO₄ water type with high EC values reaching up to 3,270 μS/cm, which is due to the sulfate dissolution in some parts of the alluvial aquifer. Stable isotope values showed that the groundwater was of meteoric origin. Tritium values for the groundwater were between 8.31 and 14.06 TU, representing a fast circulation in the aquifer. Arsenic concentrations in the aquifers were between 0.5 and 345 μg/L. The highest arsenic concentrations detected in the Pliocene aquifer system reached up to 345 μg/L with an average value of 60.38 μg/L. The arsenic concentrations of the wells were high, while the springs had lower arsenic concentrations. These springs are located in the upper parts of the study area where the rocks are less weathered. The hydrogeochemical properties demonstrated that the water–rock interaction processes in sulfide-bearing rocks were responsible for the remarkably high groundwater arsenic contamination in the study area. In the study area, the arsenic levels determined in groundwater exceeded the levels recommended by the WHO. Therefore, it is suggested that this water should not be used for drinking purposes and new water sources should be investigated.     

Fluoride in Quaternary groundwater aquifer,Nile Valley,Luxor, Egypt

The occurrence of fluoride in ground water is the focus of the public and has attracted the attention of many scientists all over the world due to its importance in public health. Deficiency or increase of fluoride uptake is considered a public health problem due to the narrow permissible limit which should not exceed 1.5 mg/l according to the World Health Organization (WHO). The range of fluoride tolerance and toxicity is narrow. Deviation from the optimal levels therefore results in dental health effects such as caries and fluorosis. Many studies have found fluorosis to be invariably associated with high concentrations of fluoride in drinking water. Fluorosis is a considerable health problem in many areas of the world including Brazil, China, East Africa, Ghana, India, Kenya, Korea, Malawi, Mexico, Pakistan, South Africa, southeastern Korea, Spain, Sri Lanka, Sudan, Taiwan, Tanzania, and Turkey. Fluoride in groundwater of Quaternary aquifer of the Nile Valley, Egypt, does not gain the attention of the authors in the Nile Valley which makes the public health status of fluoride is not certain. The present work aims at investigating the fluoride concentration of Quaternary groundwater aquifer at Luxor as a representative area of the Nile Valley to be a base line for subsequent studies and criteria for public health. Ground water samples were collected from Quaternary groundwater aquifer at Luxor area, Egypt and analyzed for the purpose of investigating fluoride content. The results showed that fluoride concentration in the study area ranges between 0.113 and 0.452 with an average of 0.242 mg/l. Sources of fluoride in the study area can result from the natural dissolution from fluoride-rich minerals, fertilizers and from groundwater recharge. It is worth mentioning that low fluoride content in the study area is considered a public health threat specially limited growth, fertility, and dental caries. Corrective measures should be taken to avoid the public health impacts of fluoride deficiency at Luxor area as well as similar areas in the Nile Valley. A public health program should be initiated to account for the deficiency of fluoride in groundwater and deal with the other supplementary fluoride sources in food or fluoridation of drinking water supplies.     

江汉平原东北部地区高铁锰地下水成因与分布规律

肖港地区位于江汉平原东北部,属于大别山连片贫困区和贫水区,地下水资源较贫乏,且地下水水质不佳,水中铁锰离子含量普遍超过了国家饮用水标准。为查明高铁锰地下水成因及空间分布规律,服务区内地下水开发利用及安全供水问题,系统采集区内岩石、土壤和地下水样品,测试岩土与地下水中铁锰的含量,分析地下水中铁锰含量与含水层沉积物的铁锰含量、地下水的氧化还原条件和酸碱度之间的关系。结果表明:江汉平原东北部地区地下水中铁锰超标现象普遍存在,其中锰的超标率大于铁,第四系孔隙潜水超标最严重,铁锰最大浓度分别达到44.88 mg/L和19.21 mg/L。研究区岩土中铁锰氧化物为地下水中铁锰提供了物质来源,弱酸性、强还原环境为沉积物中铁锰的溶解释放提供了有利条件,总体上从研究区东西两侧（补给、径流区）向中部第四系孔隙潜水含水层（排泄区）,沿地下水流向Eh值、pH值逐渐减小,铁锰含量逐渐增大,形成北北东向带状分布的高铁锰地下水区。     

数值模拟方法在隐伏岩溶水源地保护区划分及污染治理中的应用

文章以北京市东南郊大兴迭隆起隐伏岩溶水子系统内的两个水源地（大兴念坛水源地与通州龙旺庄水源地）为例,研究数值模拟方法在隐伏岩溶地下水水源地保护区划分中的应用。研究基础为基于GMS建立的包括第四系与岩溶含水层在内的三维非稳定流地下水数值模拟模型,采用的主要技术手段为质点追踪技术,结合溶质质点迁移100 d与1 000 d的距离划分水源地的一级与二级保护区,并提出相应的污染防控措施。研究得出,对于隐伏岩溶水大部分来自上覆第四系松散孔隙水越流补给的情况,岩溶水源地保护区即是上覆松散含水层的保护区范围,应加强第四系孔隙含水层地下水污染的防治,以保护岩溶水不受污染。      

煤炭开采后峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐演化过程研究

文章运用水化学和同位素水文学等手段,寻求奥陶系岩溶水硫酸盐演化过程的“指纹”,通过不同含水层间水化学、稳定同位素差异的比对,分析其与上覆含水层间的水力联系和硫动力分馏过程,阐述采矿活动影响下峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐的演化过程。研究结果表明:煤矿开采后,峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐含量普遍增高,演化特征呈现多样性,存在多种硫动力分馏过程。分馏动力主要来自矿坑水和孔隙水通过导水裂隙的渗漏（越流）补给,以及脱白云石化过程中自身蒸发岩矿物（石膏）的溶解。      

长江河口地区地下水咸、淡水界面的动态变化研究

本文对长江河口地区1960～1985年间78口钻井中的各层承压水进行了245个水化学样品测试，分析内容包括K+、Na+、Ca²+、Mg²+、NH4+、Al³+、Cl-、HCO₃-、CO₃₂-、SO₄₂-离子含量以及酸碱性、温度等项目。其中第I层有样品24个；II层有63个；III层有53个；IV层有70个；V层有35个。测试时采用平行双样进行精度控制，水质分析的结果，按阴阳离子毫克当量总和的平衡关系进行检查，超出允许误差及时进行复检。
为了研究各承压含水层咸、淡水界面分布的变化，我们将矿化度作为水质指标，并利用人工神经网络技术进行了计算机模拟。结果表明，本区第四纪地层中各含水层水质的时空分布格局主要受第四纪海平面波动控制；IV、V含水层中的微咸水、咸水的分布可能受上层咸水通过越流污染下层淡水所致。对II、III含水层在二十世纪六十年代和八十年代两阶段水质分布的分析发现，含水层内淡水区在上海市区有向东南和西北方向明显扩展的趋势。造成这种现象的主要原因在于二十世纪七十和八十年代，上海市区地下水开采量逐年压缩，并开展了人工回灌（均为淡水），从而阻止了由于二十世纪六十年代市区过量抽取地下水而引起的地面沉降等问题。     

A geoelectrical and hydrogeological study for the assessment of groundwater resources in Wadi Al Bih, UAE

Drilling information, historical water table levels, groundwater salinity records of the existing water wells in Wadi Al Bih area, United Arab Emirates, were stored in a geodatabase and used to characterize the geological and hydrogeological settings of this area. A 2D earth resistivity imaging survey was conducted for the first time in the Northern UAE to determine the potential of the Quaternary aquifer and its groundwater quality in the areas where there are no monitoring wells. The results of the chemical analyses of the collected groundwater samples together with the inversion results of the resistivity data were used to draw a total salinity map and determine the spatial variations in groundwater quality. The inversion results of the 2D earth resistivity imaging data indicated that the Quaternary aquifer in the study area is in a good connection with the underlying carbonate aquifer. It also indicated that the carbonate aquifer is of major regional and vertical extension and it contains the fresh water in this area. The data stored in the developed database were used to produce different types of geopotential maps.     

地面核磁共振技术在隐伏火烧区富水性探测中的应用

煤层隐伏火烧区上覆基岩复合含水层(包括风化基岩和烧变岩含水层)是煤层开采的主要威胁之一, 明确隐伏火烧区的富水性对矿井水害防治具有重要意义。基于此, 以发生过较大突水事故的柠条塔煤矿为研究对象, 利用地面核磁共振(SNMR)技术开展隐伏火烧区含水层富水性探测并对其进行分析和验证。结果表明, 隐伏火烧区共有2个含水层位, 分别为第四系松散砂层含水层和1-2 上煤上覆基岩含水层; 第四系砂层含水层富水性受地表地形及其下隔水层顶部起伏形态影响水平变化较大; 1-2 上煤上覆基岩含水层富水性总体西南较低、北东较高, 该含水层厚度9~30 m, 局部相对较厚, 推测为1-2 上煤火烧区风化基岩和烧变岩含水层的叠加反映; 研究区内1-2 上煤上覆基岩含水层总体呈现出西部及中部偏东南区域富水性相对较大, 其余区域富水性相对较小。利用SNMR得到的含水层富水程度与探放水孔及水文孔的涌水量结果大致相同, 表明该方法的勘探结果相对可靠, 可用于隐伏火烧区富水性的探测。      

埋藏型岩溶地下水源地的三维数值模拟——以天津市宁河北岩溶地下水源地为例

根据宁河北岩溶地下水源地已有的水文地质勘查成果和大型抽水试验资料,对研究区水文地质条件进行概化,建立地下水流三维非稳定流数学模型并进行数值计算,对开采性抽水试验的地下水位变化过程进行模拟。结果表明,该模型可以刻画埋藏型水源地地下水流场的变化过程,用它对规划的水源地三种开采方案的开采动态进行预测计算也取得了良好的效果。模拟计算中将开采条件下浅层第四系含水层对深层奥陶系灰岩含水层的越流补给处理为边界条件,可以刻画埋藏型水源地在开采条件下获得的补给增量。