水化学和同位素揭示的广东儒洞地热咸水形成机制

地热咸水的形成机制是开发地热资源的重要参考,地热咸水中的化学组分可以揭示经历的水化学作用,同位素的示踪可以指示地下水的来源和水化学过程。因此,选用水化学和同位素来揭示广东儒洞地热咸水的来源和形成机制。研究表明,广东儒洞地热田发育高盐度地热水(TDS>8000 mg/L),Cl^(-)和Ca^(2+)的含量分别高达5059.76 mg/L和1991.42 mg/L,为Cl^(-)Ca·Na型水。K-Mg温标和玉髓温标估算热储温度88.13~121.42℃,循环深度1963~2790 m。水文地质条件和氢氧同位素结果证实,地热水来自于东部丘陵地区的大气降水补给,补给高程为260~315 m。通过离子比例系数和^(87)Sr/^(86)Sr分析,儒洞地热田地下水运移的环境较封闭,高温下发生了较充分的花岗岩矿物的溶解,同时围岩中蒸发成因盐岩的溶解提供了主要水化学组分,海水入侵的可能性较小,地热咸水和围岩存在一定的阳离子交换作用。因此,围岩中的蒸发成因盐岩的溶解和花岗岩矿物的溶解是地热咸水化学成分形成的主因。

岩溶热储高矿化度地热流体成因机制研究——以巴东县盐场河地热田为例

岩溶热储中地热流体多为中低温低矿化度热水,而岩溶热储中出现高矿化度地热水多与岩溶含水层矿物溶解有关。然而,湖北省巴东县盐场河地热田中地热水TDS高达12477.7 mg·L^(−1),水温约34℃,含水层矿物溶解并不足以解释其成因。文章在野外调查和地热钻探的基础上,对4个地热钻孔、1个温泉及附近4个冷泉进行了水文地球化学采样和测试。研究结果表明:盐场河地热田地热水化学类型为Cl-Na型,单位涌水量最大可达1767 m^(3)·d^(−1),出水口温度在30.2~34.5℃。对比钻孔测温和SiO2温度计分析,热储温度为59.1℃,循环深度为1923 m。Phreeqc水化学模拟揭示含水层中的水–岩相互作用(主要是含水层矿物溶解)为地热水化学组分提供了部分贡献,主要来源于径流过程中咸化潮坪泻湖相盐岩的溶解。水文地质条件和氢氧同位素指示地热水的大气降水来源,但季节性的冷水混入控制了水−岩相互作用的平衡。可见,巴东县盐场河岩溶热储高矿化度地热水主要是径流过程中盐岩的溶解提供了水化学组分,但是出露过程中受到季节性的冷水混合影响。

风化土壤封存水H、O稳定同位素揭示的青海东部岩溶发育对青藏高原隆升的响应

青海东部岩溶发育受青藏高原隆升和古气候变化的影响。岩石风化成壤过程中的大气降水被封存在风化土壤中,由于黏土渗透性极低,黏土矿物之间毛细力阻止后续大气降水的直接驱替,风化土壤保留了当时大气降水的部分信息。在青海东部岩溶发育地区采集17组风化土壤样品,利用真空-低温水样提取装置提取土壤中的封存水,根据氢氧稳定同位素的温度效应,计算各地质历史时期的温度,构建温度变化曲线,并根据氢氧稳定同位素的降雨量效应,利用δD值定性评估各地质历史时期的降雨量,构建降雨量变化曲线。结果表明:风化土壤封存水的δD和δ^(18)O具有统一的来源,受蒸发作用和氧同位素交换的影响;自元古代到新生代,青海东部地区温度和降雨量波动频繁,冷热干湿交替;元古代和古生代岩溶未发育,中生代时期岩溶发育不充分;新生代是青藏高原快速隆升时期,也是青海东部岩溶发育的主要时期,新生代时期青海东部逐渐变冷,降雨量逐渐增加,新生代各阶段岩溶发育方式不同,由化学溶蚀作用转变为物理风化作用,总体降雨量不大,水动力条件不足,岩溶发育的强度和深度不大,青海东部的岩溶形态多以小型溶洞、涌水岩溶裂隙为主。该研究结果可为青海东部岩溶水资源的演化和利用提供理论依据。

广东沿海新洲高盐度地热水的水文地球化学成因机制

沿海地区的高盐度地热水通常是海水侵入形成的,广东沿海新洲地热田高盐度地热水的形成却并非如此。本研究通过分析广东新洲地热田地热水的水化学和稳定同位素,探究地热水循环过程和化学组分来源。新洲地热田地下热水均为Cl-Na型,盐度较高(TDS>1700 mg/L),H、O稳定同位素显示地下热水来源于大气降水。阳离子地热温度计(Na-K-Mg、Na-K-Ca-Mg、Na-K,K-Mg、Na-K-Ca)和玉髓地热温度计评估的温度不适合作为热储层温度。石英地热温度计(最大蒸汽损失)估算热储层温度为127.1~154.0℃,最大循环深度为4339 m。PHREEQCI模拟计算的饱和指数(SI)和Na/1000-K/100-Mg1/2三角图表明,地热水的化学组分可能来源于高温条件下的水–岩相互作用。新洲地热田钻孔结果表明,深度700~750 m处为风化破碎带,并且观察到岩盐附着层,说明岩盐在地热水中溶解存在相应的地质条件。[HCO3+SO4-(Ca+Mg)]/(Na-Cl)、Na/Cl、Cl/Br、Ca/Sr、Mg/Ca离子比值结果表明,阳离子交换和海水入侵对新洲地热田高盐度地热水化学组分的影响不明显,而以岩盐溶解为主的水–岩相互作用是高盐度地热水形成的主要原因。

地下水硝酸盐氮同位素分析最新方法——细菌反硝化法

细菌反硝化法是目前地下水中硝酸盐氮同位素分析的最新方法，包括反硝化菌的选取与培养、反硝化菌将硝酸盐完全转化成N2O气体、N2O气体的提取与纯化、N2O气体氮同位素测定。与传统方法相比，细菌反硝化法可分析低浓度微量水中硝酸盐氮同位素，且更为快捷可靠。

细菌反硝化法同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成研究

细菌反硝化法是目前同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成的最新方法。该方法包括反硝化菌的选取与培养,利用反硝化菌将硝酸根完全转化成N2O气体以及N2O气体的提取、纯化和同位素测定。该方法采用硝酸盐标准,对测试结果需进行试剂本底、同位素分馏、同位素交换校正。与传统方法相比,细菌反硝化法可同时分析低浓度微量水中硝酸盐的氮、氧同位素组成,且速度更快捷,结果更可靠。

金川泥炭沉积中火山喷发物的发现及其意义

对金川西大甸子干玛珥泥炭沉积中部一段泥砂状物质进行鉴定 ,首次发现火山玻璃 ,确定为近源火山一次爆炸式喷发的原地沉积物。在排除来自长白山天池火山和龙岗金龙顶子火山约 1 60 0a前喷发的可能性后 ,据该火山喷发物主要化学成分特点 ,推测其为龙岗火山群早于金龙顶子火山约 1 60 0aBP喷发的另一次喷发产物。据该火山喷发物所在泥炭层的年龄 ,推测这次喷发的可能年代为 1 5BC～ 2

华北平原深层地下水^(14)C年龄的TDIC校正与对比

用14C确定地下水年龄需要进行多种校正。在系统测定华北平原深层地下水14C含量的基础上,应用TDIC(Total Dissolved Inorganic Carbon,即总溶解无机碳)校正地下水14C年龄。将补给区地下水样的14C和TDIC含量作为"初始14C活度"和"初始TDIC"含量,对其他样品进行"初始TDIC"的14C活度校正,并用CAL-IB5.0分别计算了样品校正年龄(14C校)和TDIC校正后的校正年龄(14CTDIC校)。华北平原深层地下水14C校正年龄变化比例达-27.5%~44.4%,TDIC校正对14C年龄影响明显,地下水样品进行14C定年时需要先进行TDIC校正。根据华北平原地下水14C校正年龄和Cl-含量分布,华北平原深层地下水受到明显的海水入侵的影响,衡水—河间—任丘一线西侧地下水14C校正年龄代表了其真实年龄,而衡水—献县—天津一线东侧地下水14C校正年龄不能代表其真实年龄,只是海水和地下水混合后的表观年龄。

泥炭中胡敏酸与纤维素δ^(13)C序列初步对比

泥炭纤维素δ13C变化是反映气候干湿变化的一个重要气候代用指标,但泥炭纤维素的提取工序复杂,因泥炭胡敏酸提取方便,为了探索泥炭胡敏酸δ13C对古气候的指示意义,对金川泥炭胡敏酸δ13C与泥炭纤维素δ13C进行了对比研究,发现胡敏酸δ13C序列变化与纤维素δ13C序列变化非常相似,且胡敏酸δ13 C序列的变化更为明显,胡敏酸δ13C值对古气候的干湿变化也具有一定的指示作用,但应用时要慎重。

浅谈水文地质专业本科教学中的“迷雾”与“破局”

水文地质专业与我们的生活息息相关,然而,该专业一些学生难以有效运用所学知识,实践能力偏低。文章针对以上问题,根据水文地质专业特点,探究学生的迷茫,了解教师的困惑,并提出一些破局建议。

中国东北与俄罗斯远东富CO_2矿泉水化学对比

中国东北与俄罗斯远东富CO2矿泉是宝贵的饮用、医用矿水资源。五大连池、长白山天池、俄罗斯远东Primorye地区各泉水水化学特征对比显示,中国东北五大连池与俄罗斯远东Primorye地区出露泉水为低温、微酸、HCO3型、富含Si、Fe、Sr和CO2气体的综合优质饮用矿泉水;长白山天池出露泉水为高温、中性-微碱、HCO3型、富含Si和CO2气体的优质热矿泉水。五大连池和俄罗斯远东富CO2冷矿泉与长白山天池富CO2热矿泉具有相似而不同的形成过程,CO2气体对水化学的形成起了决定性的作用,广泛发育的花岗岩提供了富CO2热泉的物质来源,断层破碎带增加了CO2气体-地下水-花岗岩之间的反应程度,温度仅对可溶性Si有影响。

红原泥炭腐殖化度记录的全新世气候变化

腐殖化度作为气候代用指标首次用于我国泥炭的古气候研究 ,较好的记录了红原地区全新世的气候变化。对红原泥炭14 C测年和腐殖化度分析 ,获得了距今 12 0 0 0年较高分辨率红原地区气候变化记录 :11.815～ 10 .9kaB .P .,气候干冷 ;10 .9～ 5 .6kaB .P .,气候湿暖 ;5 .6～ 3.9kaB .P .,气候干冷 ;3.9～ 1.7kaB .P .,气候干冷、湿暖波动 ;1.7～ 0kaB .P .,气候干冷。总体而言 ,大约 5 .6kaB .P .是红原地区由早中全新世的湿暖气候向晚全新世干冷气候变化的转折点。同时 ,红原泥炭记录的降温事件在北半球具有普遍性 ,反映了青藏高原对全球气候变化的响应。

年轻地下水测年最新技术——SF_6法

SF6是一种无色、无嗅、无毒、不易燃的惰性气体,具有良好的绝缘性、灭弧性和散热性,广泛用于断路器和变压器的绝缘材料。电器设备的泄漏使得大气中SF6浓度增加很快,每年达7%,造成SF6的人工来源,此外还有天然来源。SF6通常用带电子捕获器(ECD)的气相色谱仪测定。SF6是一种新型的测定年轻地下水年龄的工具,特别适合研究1990年以后补给水的年龄。SF6年龄以亨利定律为基础计算。由于大气中SF6浓度逐年增加,比CFC测年法具有更大的优越性。

珠江口东北部地下水稀土元素的无机形态

地下水中稀土元素的形态对其含量和配分模式有一定的影响,由此影响到稀土元素对地下水的示踪作用。基于水文地球化学模拟软件PHREEQC,模拟了珠江口东北部地下冷水和热水中溶解态稀土元素的无机形态。结果显示:地下冷水稀土元素无机形态以自由态离子(Ln3+,Ln指代稀土元素)和单碳酸络合物(LnCO+3)为主;而地下热水以单碳酸络合物(LnCO+3)和双碳酸络合物(Ln(CO3)-2)为主。此外,稀土元素与氟结合的络合物(LnF2+)和硫酸盐络合物(LnSO+4)在地下水中也占有一定的比例。不同pH条件下,稀土元素络合物具有不同的特征。在偏酸性水中(pH<7),溶解态稀土元素以Ln3+和LnCO+3络合物为主;而在偏碱性水中(pH>7),LnCO+3和Ln(CO3)-2络合物占有较大比例。地下水中稀土元素Ln3+和LnCO+3络合物与∑REE和(La/Yb)SN存在一定的相关性,表明地下水中稀土元素无机形态对稀土元素总量和稀土分异程度存在影响。应用地下水中不同的稀土含量和络合物形态特征对其补给源和水-岩作用具有一定的指示意义。

好氧反硝化细菌的筛选及反硝化效率测定

从土壤中分离得到21株能以硝酸盐为唯一氮源提供的细菌,其中,能进行反硝化生成亚硝酸盐氮的细菌共12株,从中选择效果较好的2株作为研究对象,分别标记为DM-8和DM-13。研究其生长曲线、最适生长pH值范围,得到DM-8最适生长的pH值范围是6.0～8.0,DM-13最适生长的pH值范围是6.0～7.5。测定反硝化过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的浓度变化,DM-8和DM-13在培养48 h后,硝酸盐氮的去除率分别为33%和97%。

基于GMS的佛山市软土地面沉降预测研究

在标准化佛山市所有钻孔资料的基础上,应用GMS软件构建了佛山市第四系软土空间格架,并基于太沙基渗流固结理论采用分层总和法预测了佛山市软土地面沉降量,并获得了研究区GMS三维立体沉降图,从中可以方便地查询任一点的地面沉降量,获得研究区地下的虚拟现实,具有形象和直观的特点;同时采用该方法还预测了佛山市软土地基经过地基处理和未经地基处理两种工况下地面沉降的未来发展趋势,结果表明研究区软土地基对建筑物的影响明显,修建建筑物时必须进行软土地基处理。

测定地下水补给温度与降雨量的最新方法——惰性气体法

地下水补给温度与降雨量是重要的水文地质参数,已有的测定方法大多只能给出其相对变化。本文介绍的惰性气体法能同时求得地下水补给温度与降雨量的值,其基本原理是:利用地下水中惰性气体的平衡溶解量计算出地下水补给温度;在得到地下水补给温度的基础上,利用地下水中惰性气体的“过剩空气”量计算出降雨量。该方法主要适用于封闭条件下的深层地下水。

惰性气体法测定地下水入渗补给量

地下水入渗补给量是重要的水文地质参数。本文介绍了测定地下水入渗补给量的最新方法——惰性气体法的原理与方法，该方法适用于封闭条件下的深层地下水。

水分析化学教学探索

水分析化学是给水排水工程专业的必修专业基础课程，具有很强的理论性和实践性，本课程的教学具有一定的难度。本文从教材的选用．学生学习兴趣的培养、教学方法、教学手段，实验教学等角度，总结了教学过程中的方法和体会。

基于PHREEQC的某大坝排水洞析出物定量预测

水工建筑物排水孔洞中常常析出大量各色固体物质,对水工建筑物的安全稳定运行产生不可忽视的影响。某大型水利工程排水孔洞中析出物是典型的地下水环境变化下的水文地球化学现象,应用PHREEQC定量模拟析出量结果表明:单位长度析出量介于0.0303～0.9124kg/a,大坝析出物问题并不严重;一、二、三、五、七号单元的单位长度析出量小于0.66kg/a;四号、六号单元的单位长度析出量分别为0.8656kg/a和0.9124kg/a,属于相对危险部位,应该重点监测。应用PHREEQC定量模拟水-岩相互作用,揭示析出物的水文地球化学变化过程,可以为大坝安全监测提供科学依据。