唐家会矿地下水化学特征及其在断层导水性识别中的应用

为了识别鄂尔多斯盆地北部唐家会矿DF1断层导水性,预防采掘工作面突水事故的发生,通过采集唐家会矿二叠系砂岩水、奥陶系灰岩水(奥灰水)共36组水样,利用Piper图、离子比例法及饱和指数法研究矿井地下水化学特征及成因,并基于水化学特征分析断层导水性。结果表明,砂岩水化学类型为Cl·HCO_(3)-Na型和Cl-Na型,奥灰水化学类型为Cl-Na型。砂岩水和奥灰水中Na+主要来源于岩盐与硅酸盐岩的溶解;奥灰水中方解石处于平衡和过饱和状态,白云石处于未饱和状态,并发生了阳离子交换吸附。随着与DF1断层距离的减小,61101工作面底板注浆孔涌水TDS增加;11-4#孔涌水随着时间延长,Cl^(-)逐渐增加,表明钻孔涌水中奥灰水的混合比例越来越大,DF1断层在该区段为导水断层。

准噶尔盆地车排子地区地层水离子参数特征与油气藏的关系

准噶尔盆地车排子地区侏罗系与白垩系地层水矿化度整体较低,以Na HCO3水型为主。根据地层水化学成分特征,计算出多种离子比例系数,分析其与油气聚集的关系。研究表明:离子比例系数有明显的南北分区特征,南部凸起边缘封闭性不好,北部古隆起位于构造高部位,封闭条件较好,南部邻区四棵树凹陷的油气经南部断裂等输导体系运移到北部成藏。侏罗系地层水曾经遭受过比较强烈的大气降水的入渗,使早期油发生水洗氧化作用,形成现今大量的稠油油藏。侏罗系地层水封闭性好于白垩系,更有利于油气聚集和保存。

背斜构造区岩溶槽谷水文系统的离子特征与水-岩反应研究

采取了19组典型的背斜构造区岩溶槽谷水文系统的水样基于水文地球化学基础理论,采用主成分分析、相关性分析和离子比例系数分析方法,对区域内的离子特征和水-岩反应进行研究。结果表明,水体中的阳离子相对丰度Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^+>K^+,其中Ca^(2+)为优势离子均值为101.64 mg·L^(-1);阴离子相对丰度HCO_3^->SO_4^(2-)>Cl^->NO_3^-,其中HCO_3^-为优势离子均值为237.62 mg·L^(-1)。提取特征根大于1的两个主成分(FACl和FAC2),与FACl密切相关的是Ca^(2+)、HCO_3^-、SO_4^(2-)、Cl^-、Mg^(2+)、Na^+,FACl贡献率达49.681%,反映的是水-岩作用,说明水-岩作用是区域水体离子的控制性因素,以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]为主的碳酸盐矿物,石膏(CaSO_4·2H_2O)、硬石膏(CaSO_4)等硫酸盐矿物以及蒸发岩的水-岩作用是区域水体离子的主要来源。与FAC2密切相关的是NO_3^-、K^+、FAC2贡献率为21.320%,反映的是人类作用,说明人类活动对区域内水体离子具有一定影响。另外,K^+对FACl、FAC2载荷分别为0.430、0.776,说明K^+来源相对较为复杂,水-岩作用与人类作用对钾离子均有一定的贡献。

松散层水化学特征及离子来源分析-以丁集煤矿为例

以丁集矿12组松散层下含的水常规离子浓度为水文地球化学分析基础数据,运用Piper三线图、离子比例系数分析、相关性分析和主成分分析,对研究区松散层下含水的水文地质特征进行研究。结果表明:常规水化学组分中,阴、阳离子的优势离子分别是Cl-l和Na++K+,水化学类型主要为Cl-Na。主导研究区水化学特征的是水-岩作用,主要经历了岩盐的溶解作用,硅酸盐矿物和碳酸盐岩的风化-溶解作用,以及硫酸盐矿物的溶解和黄铁矿的氧化作用等。

湖南新田富锶地下水水化学特征与成因分析

研究湖南新田富锶地下水水化学特征及成因,为富锶地下水的可持续利用与开发提供理论依据。对研究区21个下降泉、30个机井富锶地下水样品的水化学类型、化学成分含量特征、成分间相关性以及离子比值的研究。结果表明:下降泉水化学类型全部为HCO_3-Ca型,机井水化学类型以HCO_3-Ca、HCO_3-Ca·Mg型为主。相关分析表明,下降泉和机井中SO_4^(2-)与Ca^(2+)、Mg^(2+)均表现显著相关或极显著相关,HCO_3-与Ca^(2+)、SO_4^(2-)与NO_3^-在下降泉与机井中的相关性具有差异,下降泉、机井Sr与Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_3^-均表现为极显著相关。Gibbs图表明下降泉和机井的水化学组成主要受水-岩相互作用的控制,下降泉、机井c(Ca^(2+))/c(Mg^(2+))、c(HCO_3^-)/c(SO_4^(2-)+Cl^-)、c(Na+)/c(Cl-)、c(Cl^-)/c(Ca^(2+))系数比值具有差异。结果表明富Sr地下水的形成受碳酸盐岩成分影响显著,赋存条件的差异导致富锶地下水在下降泉、机井中的水化学特征、相关性以及离子系数比值的差异。

东滩矿奥陶系灰岩地下水水化学特征与成因

为探明东滩矿区奥陶系灰岩地下水水化学特征及其成因,采用数理统计、Piper三线图、离子比例系数和饱和指数SI等方法对东滩矿区奥陶系灰岩地下水水化学特征及其成因进行分析。研究结果表明:研究区奥灰水水化学类型主要为SO_(4)-Ca·Mg和SO_(4)-Ca型;离子比例系数法表明奥灰水中离子主要来源于蒸发岩的溶解;饱和指数法表明石膏是研究区奥灰水中的反应性矿物。

新疆巴里坤-伊吾盆地地下水水化学特征及成因

为查明新疆巴里坤-伊吾盆地地下水水化学特征及其成因,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数等方法对研究区2011年9月的75组地下水水样测试结果进行分析.研究结果表明,潜水以HCO_3和SO_4型水为主,承压水以SO_4型水为主,两者都是矿化度中等、硬度中等的弱碱性水;Gibbs图表明,研究区潜水水化学成分主要受蒸发浓缩和岩石风化双重作用的影响,承压水补给水源的水化学成分主要受蒸发浓缩作用影响;离子比例系数法及饱和指数表明潜水和承压水中离子主要来自岩盐、硫酸盐、硅酸盐的风化溶解.此外,(Na^+-Cl^-)与(Ca^(2+)+Mg^(2+))-(SO_4^(2-)+HCO_3^-)之间的比值关系表明阳离子交换作用也是地下水中化学组分形成的重要作用之一.

松花江吉林段傍河地带地下水化学特征及成因

为了解吉林省松花江流域傍河区地下水化学现状,采用数理统计、主成分分析法、Piper三线图示法、离子比例系数法及Gibbs图解法,探究区域地下水化学组分特征及成因。结果表明:研究区地下水属于淡水,长白山区地下水主要受大气降雨和碳酸盐、硅铝酸盐溶滤作用影响,优势离子为Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_3^-、SO_4^(2-),形成HCO_3+SO_4-Ca+Mg型水,在岩石风化及蒸发浓缩双重作用下,地下水化学类型向SO_4+Cl-Na+Ca和SO_4+Cl-Ca+Mg转化;农安县以西及饮马河、伊通河流域地下水在蒸发浓缩、阳离子交替吸附及地表水混合作用下,Na^+(K^+)、Cl^-成为优势离子,水化学类型向着HCO_3+Cl-Na+Ca方向演变;研究区地下水主要污染组分为来源于工农业及生活污水排放的NO_2^-、总Cr、Fe和PO_4^(3-),同时沿流向耗氧量、NO_2^-等组分超标的地表水对地下水质量影响较大。

蛤蟆通流域浅层地下水水文地球化学特征分析

蛤蟆通流域是我国东北地区主要的高标准基本农田建设区,掌握其水化学特征规律,可以为该区水质评价和水文循环机制的进一步研究提供参考,为高标准农田的建设积累理论依据。结合蛤蟆通流域水文地质调查项目的数据,运用Piper三线图、相关性分析及Arc GIS空间分析技术等多种方法综合分析了地下水化学特征及其成因。结果表明:沿地下水径流方向地下水化学类型由HCO3-Ca型和HCO3-Ca+Mg型转化为HCO3-Na+Ca型;地下水水化学作用以溶滤作用和阳离子交替吸附作用为主。

巴中市恩阳镇地区浅层地下水水文地球化学特征分析

通过采取研究区45组浅层地下水样,基于水文地球化学基础理论,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、相关性分析、离子比例系数分析和水化学平衡分析,对研究区地下水水文地球化学特征进行研究。结果表明:地下水化学组分中,阳离子以Ca^(2+)为主,均值为91.11 mg·L^(-1);阴离子以HCO3-为主,均值为330.15 mg·L^(-1);TDS均值为481.2 mg·L^(-1);地下水化学类型主要为HCO_3-Ca型。研究区地下水系统属于开系统,主导研究区地下水水化学特征的是岩石风化溶滤作用,碳酸盐矿物的风化溶滤是研究区地下水离子的主要来源,以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]溶滤为主,其中,方解石大部分处于非饱和状态(SI_C小于1),白云石处于饱和状态(SI_D大于1)。

逆冲推覆体下煤系砂岩和太灰含水层水化学特征

为研究阜凤逆冲推覆体下煤系砂岩和太灰含水层水化学特征,对淮南新集矿区(新集一矿、二矿和三矿)进行水样采集、测试及分析,采用Piper三线图、相关性分析及离子比例系数讨论水化学特征及其成因。结果表明:(1)煤系砂岩水和太灰水,阳离子中Na^+占比重最大,来源于岩盐溶解、阳离子交替吸附以及钠长石的溶解,Ca^(2+)次之;阴离子以Cl^-为主,主要来源于岩盐的溶解,HCO_3^-次之,HCO_3^-和Ca^(2+)主要来源于碳酸盐的溶解。煤系砂岩水水化学类型为Cl-Na、Cl·HCO_3-Na型;太灰水的水化学类型为Cl·HCO_3-Na、Cl-Na、Cl·HCO_3-Na·Ca型。(2)受推覆体影响,两个含水层的水动力条件较差;就三个矿井而言,处于推覆体前缘、离推覆体较远的新集三矿水动力条件较一矿和二矿好。

南昌平原区孔隙地下水水化学特征及成因分析

为阐明南昌平原区地下水的水化学特征及成因机制,通过统计分析、Piper三线图图示法、Gibbs图和离子比例系数,系统研究地下水化学的空间分布特征与及来源。研究结果表明:(1)孔隙地下水整体为微酸性淡水,阴离子以HCO3-为主,阳离子以Ca2+和Na+为主;(2)地下水的主要化学类型为HCO3-Ca及混合型,在空间上具有分带性;(3)地下水的主要控制因素是以溶滤作用为主导的水-岩作用;(4)地下水中的K+、Na+来源于硅酸盐的溶解,Ca2+、Mg2+的来源于碳酸盐、硅酸盐以及蒸发岩的溶解,主要阴离子来源于硫酸盐岩与碳酸盐的溶解。

潘谢矿区灰岩地下水水化学特征与成因分析

灰岩水是潘谢矿区的主要充水水源,对煤田的开采具有潜在的水害威胁。本文采用Piper三线图、饱和指数及离子比例系数分析了灰岩水水化学特征。结果表明:潘谢矿区灰岩水为弱碱性水,阳离子以Na+离子为主,太灰水水化学类型以Cl-Na为主,奥灰水水化学类型多为Cl-Na和Cl·HCO3-Na;岩盐溶解是潘谢矿区灰岩水形成Cl-Na型水质的主要原因,奥灰水HCO3-来源于方解石和白云石,Na+因交替吸附作用而成为主要阳离子。

新乡市化工集聚区地下水化学特征及成因分析

新乡市化工产业集聚区内地下水污染问题较严重,为了解该区域地下水化学现状及人为因素对地下水的影响,在化工厂及周边采集地下水样,利用统计分析、Piper 三线图、Gibbs 图和离子比例系数等方法研究地下水化学组分特征及成因规律。结果表明:研究区地下水TDS较高,属于咸水,优势离子为Na^+、SO4^2-、HCO3^-、Cl^-,其主要来源是碳酸盐、硫酸盐矿物的溶解;区内水化学类型主要呈现HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型、SO4·Cl-Na·Ca·Mg型和Cl·HCO3-Na·Mg·Ca型;地下水主要受到蒸发作用的控制,部分地区受到蒸发作用和水岩作用的共同控制。化工产业对区内地下水造成的污染较大,越靠近污染源,各离子浓度越高,对地下水水质影响越大。此外,农业化肥和生活污水也对地下水环境造成了一定的危害。

青铜峡市北部地下水水化学特征及成因分析

为研究青铜峡市北部不同深度地下水水化学特征及其成因,对青铜峡市北部共采集水样115组,其中0~20 m浅层地下水样70组,40~150 m潜水样44组,黄河水水样1组。综合运用数理统计、相关分析、Gibbs图、离子比例系数等方法,分析了研究区不同深度地下水水化学类型空间分布,讨论了不同深度地下水水化学演化过程及其主要控制因素。结果表明:①不同深度地下水中主要阳离子均为Na^+和Ca^2+,主要阴离子均为HCO^3-和SO4^2-;地下水溶解性总固体较低,但硬度均偏高。②0~20 m浅层地下水主要离子的形成主要受岩盐溶解、碳酸盐矿物风化溶解、蒸发浓缩作用、阳离子交换作用共同影响,碳酸、硫酸参与了碳酸盐溶解过程;40~150 m潜水主要受岩盐溶解、硅酸盐矿物风化溶解、石膏溶解、阳离子交换作用共同影响。

济南四大泉群水化学特征及其成因分析

为明晰济南四大泉群水化学动态变化特征及成因,利用离子比例系数、PHREEQC模拟以及氢氧同位素反演等方法分析各泉群水化学成分特征及其形成过程。研究表明:(1)四大泉群阳离子Ca^(2+)为优势离子,阴离子HCO_(3)^(-)为优势离子;(2)潭西泉和珍珠泉水化学类型稳定,而趵突泉和黑虎泉由HCO_(3)-Ca型变为HCO_(3)·SO_(4)-Ca型;(3)四大泉群受地表水、寒武系凤山组-奥陶系岩溶水以及寒武系张夏组岩溶水混合补给,其中趵突泉、黑虎泉接受寒武系凤山组-奥陶系岩溶水补给占比略大,而潭西泉、珍珠泉接受寒武系张夏组岩溶水补给占比略大;黑虎泉滞留时间最短,循环交替强烈;(4)水岩相互作用强弱程度导致泉群水化学成分差异,溶解沉淀作用强度整体大于阳离子交换作用。趵突泉阳离子交换作用强度最弱,黑虎泉伴随有去白云化作用,潭西泉和珍珠泉水化学作用及强度类似,进一步印证潭西泉和珍珠泉有相同的补给来源及运移机制。该研究成果对水资源合理利用和岩溶大泉的保护具有重要意义。

豫东平原地下软水成因与水文地球化学特征分析

利用大量水质资料,结合水文地质条件对河南东部地下水主要指标空间分布特征、相互关系及水文地球化学特征进行了系统分析研究,根据有关水质指标相互关系及其与阳离子比例系数的关系特征对地下水进行了水质分层.首次发现了豫东平原地下深层软水阳离子比例系数(NACA)与总硬度(Z)相关关系方程为NACA=a·Z-b,且b值为1.5;并采用碳酸平衡作用、同离子效应理论推导出了上述关系式(包括b值为1.5);结合阳离子交替吸附作用形成软水的三个前提条件分析、钻孔地层资料验证等,进一步论证了河南东部深层地下水自然软化模式遵循"碳酸平衡作用"模式.

麻家梁矿砂岩水的水化学特征及其形成机制

为探明麻家梁矿砂岩水的水化学特征及其形成机制,对该矿砂岩水水样收集并检测,综合利用多元数据统计分析法、Piper三线图和离子比例系数等方法进行研究分析,研究结果表明:砂岩水中离子成分以HCO_(3)^(-)、Na^(+)+K^(+)为主,水质类型呈HCO_(3)^(-)(K^(+)Na)或HCO_(3)·Cl^(-)(K^(+)Na)型。砂岩水中Na^(+)和K^(+)不仅来源于盐岩,还来源于长石中Na^(+)和K^(+)被溶滤到水中;砂岩水中Ca^(2+)和Mg^(2+)主要来源于碳酸盐岩的溶解,溶滤作用使其浓度降低;脱硫酸作用使砂岩水中的SO4^(2+)浓度降低,HCO_(3)^(-)浓度增高。

麻家梁矿奥陶系灰岩地下水水化学特征与成因

麻家梁矿区奥陶纪灰岩水(奥灰水)是其进行采掘活动的主要威胁水源之一,研究奥灰水的水化学特征及分析其形成机理为合理治理奥灰水具有重要的意义。综合利用Piper三线图、离子比例系数和数理统计分析等方法对麻家梁矿区奥灰水进行研究分析。研究结果为其治理奥灰水和制定探放水设计提供一定的理论依据。

淮北煤田邹庄煤矿太灰水水化学特征及成因分析

随着煤炭浅部资源逐渐枯竭,淮北煤田邹庄煤矿的煤炭开采正逐步向深部发展,导致深部地下水系统原有平衡被破坏。为保证安全开采,同时确保矿井涌突水发生后能快速识别突水水源,需对太灰水的水文地球化学特征进行系统研究。采用Gibbs图、离子比例系数、主成分分析等方法进行分析,探讨邹庄煤矿深部太灰含水层水文地球化学形成作用。结果表明:太灰水呈弱碱性,TDS变化范围为1520 mg/L~1674 mg/L,属微咸水,水化学类型为Na-HCO 3-Cl型;Gibbs图分析显示太灰水形成主要受岩石风化的影响;离子比例系数和主成分分析得出离子来源受控于溶滤溶解作用和阳离子交替吸附作用。以方解石溶解为主,还包括少量的岩盐溶解、石膏溶解及硫化物氧化溶解。在地下水径流过程中与围岩发生的阳离子交替吸附作用,其类型为地下水中Ca 2+交换围岩中Na+。