吉林省松原地区地震监测台站水化学特征

根据水化学组分及氢、氧同位素组成,讨论了吉林省松原及其周边地区地下水水化学类型及成因。2014—2015年在松原及其附近的8个水井点采集了4次水样,用离子色谱分析了水的主要离子浓度,用液态水同位素分析仪分析了样品的氢、氧同位素组成。测量结果表明样品的矿化度为125.4~19 350.9 mg/L;δD和δ18O值分别为-71.7‰~-98.1‰和-9.0‰~-12.5‰。地下水的δD,δ18O组成表明该区地下水主要来源于大气降水。4次采样期间,陶赖昭潜水井水化学组成受人为环境影响,变化较大;其余水样采自承压井,水化学组成变化较小。其中东大什等5口井的地下水为低矿化度的HCO3-Na型,该水化学类型的形成受硅酸盐矿物的溶解及石油开采添加活性剂的共同影响,采样期间Na+和SO2-4出现了较为明显的波动,δ18O也出现了一定程度的漂移;扶余井受油田开采注酸影响,为Cl-Na型淡水;前郭井为Cl-Na型咸水,4次采样期间,其氢、氧同位素存在明显的波动,且矿化度存在明显的递增趋势,可能与采样前后发生的中、小地震有关。研究成果为今后震情跟踪和地震水化学异常的落实提供了科学依据。     

额济纳旗浅层地下水环境分析

通过2003年野外采样和室内分析, 研究了额济纳旗浅层地下水的水环境状况和成因. 该区浅层地下水矿化度普遍比较高, 大多数地区的矿化度在800～3 000 mg·L-1之间变化; 整个区域矿化度变化幅度比较大(532～12 267.9 mg·L-1), 水化学类型主要为HCO3·SO4-Na、 Cl·SO4-Na·Ca、 HCO3·Cl-Na·Ca和SO4·Cl-Na型. 浅层地下水矿化度的高低与距离补给源的远近密切相关, 在河岸附近的矿化度变化幅度较小; 在远离河道地区, 随离岸距离的增减而升降, 体现了矿化度的高低主要依赖于补给水源. 地下水化学成分的形成主要有溶滤作用、蒸发和浓缩作用及混合作用.     

老挝甘蒙钾盐矿床钾镁盐矿层中裂隙水的地球化学特征及其成因探讨

老挝钾盐矿所属的呵叻盆地是世界上最大的钾盐矿集区之一,矿物组合主要为石盐、光卤石和次生钾石盐等,裂隙水分布于钾镁盐矿层中(深度150m左右)。裂隙水渗漏已严重影响了矿区生产安全,但关于该水体的来源及演化过程仍不明确。本文系统采集矿层中裂隙水及周围各种水体样品12件,并测试其水化学及氢氧(2 H、18 O)同位素组成。结果表明裂隙水矿化度较高(368.1g/L~430.7g/L),裂隙水与盐泉水水化学类型同为氯化物型,分析常微量离子含量特征及水化学特征系数,显示裂隙水受到钾镁盐溶滤掺杂的影响。裂隙水δD=-64.2‰~-55.2‰,δ~(18) O=-7.75‰~-7.1‰,其比值范围显著区别于石盐(δD=-144‰~-78‰,δ~(18) O=-1.1‰~4.2‰)和钾镁盐(δD=-54.75‰~-1.42‰,δ~(18) O=-7.09‰~0.95‰)沉积阶段原始卤水氢氧同位素组成,而位于全球大气降水线附近,表明裂隙水不具有原始残留卤水特征,而主要由大气降水溶滤蒸发岩矿物所形成。裂隙水成因的查明为该区地下水循环和钾盐矿床开发过程中地下水渗漏治理提供了一定依据。     

宿县矿区太原组灰岩水地球化学特征及地质意义

为了解宿县矿区太原组灰岩水化学特征及空间分布规律,采集了矿区7对生产矿井水样及河流水样进行常规元素、微量(稀土)元素及D、18O测试,利用传统图示及统计方法探讨了地下水化学特征及影响因素,分析了太原组灰岩水径流特征及水化学过程,结果表明:灰岩水主要为SO_4·HCO_3—Na·Ca类型,河流水主要为SO_4·Cl—Na型;灰岩水中∑REE在0.031~0.075μg/L之间,稀土总量、Y/Ho及Y*与TDS受到强烈水岩作用的影响;Ce异常主要受氧化还原条件制约;灰岩水与河流水具有一致的δD—δ~(18)O斜率,大气降水及地表水补给痕迹明显。受蒸发作用影响,河流水体D、18O重同位素富集,δD在-52.41‰~-33.36‰之间,平均含量为-39.56‰;δ~(18)O在-6.69‰~-3.01‰之间,平均值为-4.45‰。灰岩水中D、18O相对较低,δD在-71.83‰~-49.09‰之间,平均值为-60.14‰;δ~(18)O在-10.15‰~-6.64‰之间,平均值为-8.15‰;该区灰岩水表现为由东西向中间径流的特征,这种径流作用直接造成矿区不同矿井常规组分、微量元素及同位素特征的差异。     

同位素技术解析安阳河与地下水相互作用

河流与地下水相互作用研究是水文学研究的难点和热点。安阳河与地下水相互作用研究,对于安阳市水资源科学开发与管理具有重要意义。安阳河冲洪积扇地表水与地下水转化率为17%～27%。潜水位标高为80 m,向下游逐渐变成多层含水层（水位40 m）。当地降水环境同位素监测数据表明,当地大气降水线与全球大气降水线接近平行,表明该线代表本地区大气降水的氢氧同位素特征。地表水同位素值较集中,2016年8月δ18O值变化范围为-9‰~-8.7‰,δD值变化范围为-65‰~-63‰,2017年1月δ18O值变化范围为-8.5‰~-8.2‰,δD值变化范围为-63‰~-61‰,河水水化学类型为HCO3·SO4—Ca型,表明流域内地表水的同位素值受距离的影响较小。地下水稳定同位素值变化较大,2016年8月δ18O值范围为-10.4‰~-5.5‰,δD值范围为-75‰~-46‰,2017年1月δ18O值范围为-10.2‰~-5.4‰,δD值范围为-75‰~-45‰,即从接近降水值到最大值形成一条“蒸发”线。河流出山口一带地下水同位素值呈现最大蒸发值,表明地表水补给地下水,地下水化学类型为HCO3·SO4·Cl—Ca,存在明显人为污染成分。下游为大气降水补给浅层地下水,中深层地下水主要来源于中游侧向径流,水化学类型主要为HCO3—Ca·Mg型,综合分析表明,安阳河中下游（冲洪积扇）地带“三水”转换积极,并影响其水质、水量。     

水化学与灰色关联度法在煤层气井产出水水源判别中的应用

柿庄南区块排采15号煤层的煤层气井面临产出水量大、排水降压困难,水源判别不清的问题。通过常规离子和氢氧同位素测试,分析了煤层气井产出水及潜在来源水的水化学特征。结果显示,煤层气井产出水显示高矿化度特征,水质类型主要为Na-HCO_3·Cl型和Na-HCO_3型,个别为Na-Cl型;δD值为-85.5‰~-80.0‰,平均-83.2‰,δ~(18)O值为-11.8‰~-10.2‰,平均-11.2‰,说明地下水的初始来源为大气降水。利用灰色关联度法及稳定同位素特征判别了煤层气井产出水的水源,得出与产出水关联度最高的为15号煤层水(0.72~0.87),其次为顶板灰岩水(0.5~0.89),最小为地表水(0.43~0.6)。其中,产出水中煤层水占73.3%~95.3%,顶板水占4.7%~26.7%。提出了应加强顶板灰岩裂缝展布的研究,阻止灰岩水对15号煤层的越流补给的建议。     

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....     

哈拉哈塘油田哈6区地下水分布及化学特征研究

中石油塔里木油田分公司哈拉哈塘油田哈6区位于新疆库车县境内。本文在对研究区水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明区内地下水含水层的结构及富水性特征、埋深以及流量等参数,探讨地下水补径排情况和水化学特征,并对研究区地下水水质进行评价,结果可知:研究区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水,潜水含水层岩性以粉砂为主,由西北向东南,含水层有略微变薄的趋势;承压含水层岩性以粉砂为主,沿地下水流方向由西北向东南,含水层总厚度呈减小的趋势。研究区内潜水矿化度均大于10 g/L,水化学类型主要为Cl·(SO4)-Na型。承压水矿化度均小于1 g/L,水化学类型具有较为明显的水平分带规律,由西向东,水化学类型依次为SO4·Cl-Na·(Mg)型、Cl·SO4-Na型和HCO3·Cl·SO4-Na型。研究结果为后期该地区地下地下水资源的开发利用提供理论基础和科学依据。     

太原地区地下水中铀含量和~(234)U/~(238)U比值研究

太原地区地下水中铀含量及铀同位素比值的测定结果表明,同一含水层有相近的铀含量及~(234)U/~(238)U比值。氧化为主的含水层,地下水的~(234)U/~(238)U比值随径流方向逐渐增加。     

新疆蒙其古尔铀矿床成矿流体特征及其与铀成矿的关系

蒙其古尔铀矿床为大型层间氧化带砂岩型铀矿床,前人对其成矿流体来源的研究相对较少。为探讨其成矿流体的性质和来源,笔者利用显微测温学和激光拉曼光谱方法,对其流体包裹体的温度、盐度、密度和成分进行了系统的分析研究,并对其成矿流体的氢、氧同位素及含矿目的层砂岩方解石胶结物的碳、氧同位素组成特征进行了研究。研究表明,该矿床流体包裹体主要有气烃包裹体、液烃包裹体和盐水包裹体,成群分布于砂岩粒间方解石胶结物中,或沿切穿石英颗粒的微裂隙呈线状或带状分布,均一温度为56~76℃,盐度w(NaCleq)为1.23%~19.84%,密度为0.99~1.12 g/cm~3,气体成分以CH_4为主;成矿流体的δD(H_2O)V_SMOW=-93.0‰~-48.3‰,δ~(18)O(H_2O)V_SMOW=-10.3‰~-5.1‰,方解石胶结物的δ~(13)CV_PDB=-10.9‰~-7.2‰,δ~(18)OV_SMOW=17.6‰~24.9‰。上述特征揭示出蒙其古尔铀矿床成矿流体是由大气降水性质的地表水和煤系地层有机质脱羧基作用产生的有机酸及伴生的CH_4等还原性气体(煤型气)两部分组成,具有低温、盐度跨度大、中等密度及多期叠加等特点,明显有别于深部油气大规模充注。地表含铀含氧水层间渗入与煤系地层产生煤型气等还原性渗出流体的共同作用,形成了蒙其古尔铀矿床。     

塔里木盆地北缘图木舒克绿洲区潜水水文及水化学特征研究

基于野外调查、钻探数据和水井调查,明确图木舒克绿洲地区潜水的水文地质特征,并采用数理统计法、相关性分析、离子比值、因子分析等方法对研究区64组水样测试结果进行分析。结果表明:(1)浅层地下水阳离子含量Na+Ca2+Mg2+K+,以Na+为主;阴离子含量SO42-Cl-HCO3-,以SO42-为主;(2)研究区四十四团19连、16连连线以北,四十四团青年连以南矿化度3g/L,为微咸水;金墩镇南,青年连以北矿化度3g/L,为半咸水和咸水,局部为盐水。矿化度整体上呈现南北低,中间高的分布特征;(3)潜水水化学类型在叶尔羌河沿线以南及四十四团13连、16连连线以北以SO4·Cl-Na·Ca型为主;叶尔羌河以北,四十四团13连南以Cl·SO4-Na型为主,四十四团16连南以Cl·SO4-Na·Mg为主;(4)潜水离子来源主要为岩盐与硅酸盐岩溶解,水化学过程主要受蒸发浓缩作用、溶滤作用控制,同时也受阳离子交替吸附作用及人类活动共同影响。     

广西防城区地下水水化学特征及离子来源分析

查明防城区地下水水化学特征及主要离子来源,对该地区地下水资源保护和开发利用具有重要意义。以防城区地下水为研究对象,通过分析水化学组分和氢氧同位素特征,研究地下水水化学特征,确定补给来源,识别其主要组分的物质来源。研究结果表明:研究区地下水水化学类型主要为HCO_3-Mg·Ca型、SO_4·Cl-Ca·Mg型和SO_4·Cl-Na型,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主。同位素分析显示,研究区地下水以大气降水补给为主。Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩的溶解,而高位养殖、农业活动、工业排污等导致地下水中SO_4~(2-)、Na~+、K~+、Cl~-、NO_3~-含量增加。     

巴音戈壁盆地南部塔木素铀矿床水岩作用特征及其与铀成矿关系研究

在较封闭的环境中,塔木素铀矿床高矿化度(平均矿化度为35.4 g/L)NaCl型地下水中的Na+替换了斜长石中的Ca2+,使斜长石由更长石(An≈13)转变为钠长石(An≈1),被替换出的Ca_2+(以CaO计,约占斜长石总质量的4.5%)与地下水中的HCO_3~-、CO_3~(2-)及Mg~(2+)等结合形成了白云石等碳酸盐胶结物。在此过程中发生了脱碳作用,促使地下水中以[UO_2(CO_3)_3]~(4-)、[UO_2(CO_3)_3]~(2-)等碳酸铀酰络合离子及Mg CO_3·Na_2UO_2(CO_3)_2复盐发生分离而形成了铀的沉淀,并受扩散作用影响,水中的铀趋向于向水岩作用相对强烈地段迁移,从而促使铀在特定的层位集中、富集。同时,斜长石因水岩作用(溶解、溶蚀等),在解理面及表面形成了次生的缝隙及孔洞等,为铀沉淀提供了空间。成岩后,含SO_4~(2-)等的酸性地表水沿层间下渗,溶解了砂岩中碳酸盐胶结物而形成了溶洞,为后期再次迁移的铀提供了沉淀空间,并形成了铀的进一步叠加、富集。     

双滑江铀矿床矿物—地球化学特征

本文描述了双滑江铀矿床的矿物-地球化学特征。该矿床从地表至445m深处均见次生铀矿物。作者进行了铀同位素比值~(234)U/~(238)U、古铀量、岩石化学成分等方面的研究,结果表明,该铀矿床属于淋积型矿床,其铀源来自于燕山期花岗岩,而不是印支期花岗岩。燕山期花岗岩的铀同位素比值~(234)U/~(238)U小于1(0.88—0.98),而印支期花岗岩则大于1(1.038—1.058)。此外,碎裂的燕山期花岗岩还为矿床中的主要有用矿物硅钙铀矿提供了硅和钙。     

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床含矿砂岩成岩蚀变特征及其有机—无机流体成岩成矿效应

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床为典型的层间氧化带型铀矿床,虽然前人对该区铀矿的成矿流体进行了较为系统的研究,但对其成矿流体来源依然存在较大的分歧,尤其对该区成矿流体与蚀变特征、铀成矿的内在联系研究较少。本文为了研究蒙其古尔铀矿床成矿流体来源及其与成岩蚀变、铀成矿的内在联系,综合地应用了偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,对其含矿目的层砂岩成岩蚀变进行系统的分析,并对蚀变矿物高岭石H—O同位素、碳酸盐胶结物C—O同位素及黄铁矿S同位素进行了研究。研究表明:与砂岩型铀矿有关的成岩蚀变类型主要有黏土化、碳酸盐化、硅化及金属矿化;成矿流体中水δD_(H_2O,V-SMOW)为-48.3‰~-93‰,δ~(18)O_(H_2O,V-SMOW)为-10.3‰~-5.1‰,碳酸盐胶结物δ~(13)C_(V-PDB)为-10.9‰~-7.2‰,δ~(18)O_(V-SMOW)为17.6‰~24.9‰,黄铁矿δ~(34)S_(V-CDT)为-17.3‰~1.2‰,上述特征揭示蒙其古尔铀矿床成矿流体是由大气降水性质的地表水(无机)和煤系地层有机质脱羟基及热降解作用产生的有机酸及CH_4等还原性气体(煤层气)(有机)两部分组成;成岩蚀变和铀成矿效应皆是有机—无机流体及流体与周围砂岩相互作用的结果。     

238U/235U分馏及其地质应用

铀是自然界中天然存在的最重的放射性元素。传统观点认为²³⁸U/²³⁵U是不分馏的,但近些年的研究发现自然界中铀同位素分馏δ^238/235U可达1.3‰,远大于多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICPMS）的测试精度±0.2‰（2σ）。铀同位素的分馏机制与核场效应有关,自然界中最大的δ^238/235U分馏发生在氧化性沉积物（形成于氧化环境下的大洋锰结核富集轻铀同位素）和还原性沉积物（形成于还原环境下的黑色页岩富集重铀同位素）中,次氧化性沉积物和海水中δ^238/235U的分馏则小于前两者。由于具有对氧化-还原环境较敏感的特性,铀同位素被认为是理想的反演古海洋及古大气氧化还原环境变化的手段之一。δ^238/235U在形成于不同氧化-还原环境的高温型铀矿床（比如岩浆型）和低温型铀矿床（比如砂岩型）之间存在明显的同位素分馏,此特征可以作为确定铀矿床类型的重要依据。铀同位素分馏现象的发现,提示人们在应用Pb-Pb体系进行年轻地质体高精度测年时需要考虑到铀同位素分馏对测年精确度的影响。文章对近年来有关²³⁸U/²³⁵U的研究成果做了详细介绍,以推动铀同位素体系在地球科学领域的研究和应用。     

四川盆地中西部红层区地热资源赋存规律研究

四川盆地是中国著名红层盆地,红层地下水分布极为普遍,但富水性却极不均匀,受地质构造及地层岩性控制,地下水资源相对贫乏,是四川的"缺水区"。通过对四川盆地中西部红层区地热地质背景、地下热水分布特征、盖层和热储特征、水化学特征及典型红层地热资源进行研究,总结了红层地热资源的赋存规律,结果表明:四川盆地红层区普遍为地下水较为贫乏区域,开采地热难度大,地热赋存条件复杂,区内盖层主要为第四系、第三系、白垩系、侏罗系粘性物质及泥岩等相对隔水层,热储层主要为白垩系和侏罗系砂岩、砾岩含水层,热矿水水化学类型多为SO_4-Na型、还有Cl-Na、Cl-Na·Ca、SO4·Cl-Na·Ca型,矿化度较高为8.20～91.08 g/L;矿化度一般较低为0.98～1.02 g/L,适用于温泉洗浴、医疗、保健和旅游等方面。研究结果为今后红层区地热资源的开发利用提供了基础依据。     

四川李家沟伟晶岩型锂辉石矿床碳氢氧同位素及成矿时代研究

李家沟伟晶岩型锂辉石矿床位于松潘-甘孜造山带中部、可尔因矿田东南部,是新发现的超大型矿床。在伟晶岩地质特征研究的基础上,对李家沟伟晶岩型锂辉石矿床进行碳氢氧同位素分析以及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定。结果显示,δ~(18 )O值范围从成矿早期到成矿晚期分别为7.2‰~5.2‰,5.6‰~3.9‰及2.7‰~-0.2‰;δD值范围为-75.1‰~-76.8‰,-59.0‰~-73.5‰及-61.6‰~-85.5‰,表明李家沟锂辉石矿床成矿流体早期来源于岩浆水,晚期有广泛的大气水混入。δ~(13 )C值范围从成矿早期到晚期分别为-5.6‰~-6.6‰,-8.5‰~-19.9‰和-11.8‰~-18.7‰,表明流体中的碳早期来源于岩浆系统,晚期有地下水溶解的二氧化碳混入。测年结果显示,李家沟锂辉石钠长石伟晶岩锆石~(206)Pb/~(238 )U加权平均年龄为198Ma±3.4Ma(MSWD=0.09),表明李家沟矿床形成时代为早侏罗世。可尔因二云母花岗岩体、李家沟伟晶岩与外围伟晶岩的测定的年龄分别为219Ma~206Ma,198Ma,176Ma~150Ma,表明可尔因矿田从中央二云母花岗岩到外围李家沟伟晶岩年龄逐渐变新,表明可尔因复式岩体具有多期多阶段侵入的特征。李家沟超大型锂辉石矿床是与岩浆结晶分异相关的伟晶岩矿床。     

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。     

纳林河矿区深埋型煤田综合水文地球化学特征研究

为查明纳林河矿区深埋型煤田的矿井水文地球化学特征,开展了各含水层的无机水化学、环境同位素和有机水化学综合研究,结果表明:地表水体和第四系中矿化度均较低,以HCO_3和Ca离子为主,白垩系洛河组水中SO_4和Na离子浓度略有升高,侏罗系含水层中矿化度则显著增加,属于S_O4-Na型水,表明随着地下水埋深的逐渐加大,矿化度逐渐变大,主要离子成分也逐渐增加,水化学类型表现出HCO_3-Ca·Mg→HCO_3-Na→SO_4-Na的变化规律。地表水体中δ~(18)O普遍高于-8.5‰,较富集重同位素,反映地表水受到较强烈的蒸发作用影响;井下水样中δ~(18)O普遍低于-8.5‰,多表现贫重同位素,δD、δ~(18)O值均较低,为深部弱循环特征,在采矿以前为封闭条件较好的滞留型地下水。各含水层中DOM荧光光谱特征差异也非常大,地表水中以类富里酸(Ⅲ区)为主,第四系水中Ⅳ区的荧光峰强度最高,直罗组含水层中则出现了Ⅱ区和Ⅳ区荧光峰的较高值;延安组含水层中荧光强度已不明显。综上所述,开展综合水文地球化学研究,可以更好的区分矿井各含水层水化学特征,为煤矿突水水源判别提供科学依据。