大同盆地沉积物REE分布特征及其对碘富集的指示

大同盆地是典型的干旱-半干旱内陆盆地,盆地中部地下水碘含量异常,对当地饮用水安全造成了严重威胁.对盆地高碘地下水分布区沉积物组成及稀土元素(REE) 进行了地球化学研究,结果表明,地下水系统呈弱碱性(pH值为7.18~9.64) 的偏还原环境,沉积物多为Ce正常或轻微负异常及Eu负异常;沉积物中碘含量为0~1.78×10-6;ΣREE含量较高,ΣLREE/ΣHREE比值为2.79~4.14,即富集轻稀土元素(LREE) 而亏损重稀土元素(HREE).ΣREE与碘含量呈负相关关系,虽然铁氧化物/氢氧化物矿物的还原性溶解可导致二者的释放,但由于沉积物有机质产生的低结晶矿物对碘的强吸附性,使沉积物中碘含量较高;弱碱性环境中REE的再吸附过程会导致沉积物中富集LREE;沉积物中碘含量与氧化还原敏感组分TOC、U、V及[Eu]_N的关系也表明,地下水系统的氧化还原条件及有机质含量是影响碘富集的重要因素.      

大同盆地高氟地下水水化学特征及其成因

为查明控制大同盆地高氟地下水形成的主要地球化学过程,对大同盆地地下水高氟区31个水样进行了水化学特征及因子分析研究.结果表明,研究区浅层和深层地下水中均检测出氟,且氟含量高,最大ρ(F)达10.37 mg/L.该区高氟地下水以Na-HCO3型水为主,具有典型的富Na特征.PHREEQC饱和指数计算结果表明,地下水中萤石为不饱和状态,地下水中ρ(F)主要受到萤石溶解影响.因子分析研究表明,水一岩相互作用、碳酸盐矿物溶解沉淀及Na- Ca离子交换作用是控制大同盆地地下水氟富集的主要水化学过程.     

石家庄地区地下水中溶解性有机碳同位素特征及其环境指示意义

溶解性有机碳(DOC)是地下水中微生物代谢活动的主要能量来源,δ13CDOC值是指示DOC来源及生物代谢活动的重要参数.通过对石家庄地区浅层地下水中DOC浓度及δ13CDOC特征进行分析,结合相应的水化学检测,探讨了δ13CDOC值对地下水环境演化的指示作用.结果表明:DOC浓度及其同位素特征均受到天然及人为两方面影响,表现出一定的空间特征.在垂向上,除石家庄西北部地区以外,研究区地下水中DOC浓度随地下水埋深的增大有降低趋势,δ13CDOC随地下水埋深的增大而增大;石家庄西北部地区具有一定特殊性,地下水埋深较浅,交替强烈,TOC含量较高,而DOC浓度较低,δ13CDOC值偏负.在水平方向上,滹沱河沿岸地区,沿地下水流向,DOC浓度逐渐降低,δ13CDOC值逐渐偏正.石家庄南部地区受污灌影响,DOC浓度较高,δ13CDOC值偏负.研究区地下水埋藏深度、补给条件、径流特征以及人为作用均对地下水中DOC浓度及其同位素特征产生显著影响.δ13CDOC值与SO42-、NO3-浓度的相关关系指示出研究区地下水中反硝化作用和硫酸盐还原作用的发生,从吴家营、宋营一带开始逐渐由硝酸盐还原环境向硫酸盐还原环境过渡;沿地下水流向,地下水环境还原程度增强.     

扬泰靖地区地下水硫同位素组成特征及其意义

通过分析长江三角洲扬泰靖地区第四系松散层地下水硫酸盐的硫同位素组成特征,揭示不同层次和地段地下水中硫酸盐的演化规律及其赋存环境变化特点。研究表明潜水中硫同位素值变化不大,8.3‰～10.5‰,而孔隙承压水中硫同位素值变化较大,随深度增加而增大(最高达71.6‰)。在潜水中,硫酸盐源于农业污染或污染物与海源硫酸盐的混合;在顶部地区和沿江地段的浅层孔隙承压水中,负δ34S值的硫酸盐源于硫化物的氧化,与其松散层岩性以砂性土为主、径流条件好、封闭性差和处于氧化环境有关;而在东部的深层孔隙承压水中,高δ34S值的硫酸盐源于硫酸盐的还原,与其松散层岩性以粘性土为主、隔水层发育、径流条件差、封闭性好和处于还原环境有关。     

长江中游沿岸地下水中有机质分子组成特征及其对碘富集的指示

长期摄入高碘地下水（碘浓度＞100 μg/L）会造成人体甲状腺机能损伤.天然有机质被认为是影响高碘地下水形成的关键组分,为研究地下水中溶解性有机质（DOM）分子组成对碘富集的影响,选取长江中游沿岸浅层地下水作为研究对象,运用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR-MS）表征不同碘浓度地下水中DOM分子组成差异.研究发现碘易富集在还原环境的浅层地下水中,地下水中碘的浓度与溶解性有机碳（DOC）浓度无显著关系,DOM分子总数越多碘浓度越高;高碘地下水较低碘水DOM分子均一性、多样性更强,氧化程度和不饱和程度更高,含更多芳香性结构.长江中游沿岸高碘地下水的形成受DOM分子组成控制,主要与不饱和程度高尤其是含芳香性结构的大分子DOM有关,含芳香性结构的DOM分子与碘络合在高碘地下水的形成过程中起重要作用.      

贵阳地表水-地下水的硫和氯同位素组成特征及其污染物示踪意义

喀斯特地表水和地下水的交换活跃,地下水系统容易受到地表污染物的污染。为了解喀斯特城市地表水—地下水系统污染特征和污染物质来源,对贵阳市地表水、地下水、雨水和城市排污污水的硫同位素和氯同位素组成变化进行了研究。贵阳市不同类型水体的δ³⁷Cl值在-4.07‰～+2.03‰之间变化,δ34SSO4值变化为-20.4‰～+20.9‰。大气输入物质和城市排污污水的δ³⁷Cl、δ³⁴S及Cl^-/SO₄^2-比值与地表水和地下水的不同,稳定硫和氯同位素的结合研究为示踪地下水污染物来源提供了有效研究手段。贵阳市地下水中的Cl^-和SO^₄2-至少有4种来源,人为活动通过城市排污和大气输入向地下水系统大量输入了硫酸盐和氯离子。      

华北平原与大同盆地原生高碘地下水赋存主控因素的异同

原生高碘地下水在我国有广泛分布,为查明不同区域地下水碘赋存机理的异同,通过选取我国大同盆地以及华北平原为代表性区域,完成区域地下水样品系统性采集及水化学、碘形态测试工作,对区域地下水水环境及其演化特征完成详细刻画.结果表明:大同盆地地下水总碘含量为2.86~1 286 μg/L,华北平原地下水总碘含量为2.40~1 106 μg/L,分别约有50.0%及49.5%地下水碘含量超过（GB19380- 2016）《水源性高碘地区和高碘病区的划定》中界定的100 μg/L国家标准.地下水水环境特征表明,在大同盆地,第四纪河湖相沉积所形成的,富含有机质、偏碱性、还原性、Na-HCO₃型水环境,利于赋存于固相介质上的碘以碘离子的形式进入地下水中,沿地下水流向,富集于盆地中心排泄区;在华北平原,由第四纪6次海侵形成的冲湖积、海积松散沉积物中富含Na、Cl、I等元素,其偏碱性、还原性、Na-Cl型水环境及低水力坡度的平缓地形利于赋存在固相介质上的碘以碘离子的形式进入地下水,沿地下水流向富集于沿海排泄区.控制两个地区高碘地下水形成的相同因素是偏碱性及偏还原的地下水环境,且该环境下碘的主要赋存形态均为碘离子,但大同盆地高碘地下水形成主要受富有机质环境影响,而华北平原高碘地下水形成的主要受富碘的海相沉积控制.      

滕沛煤田地下水的类型及其特征

据已有资料,对鲁西南、苏北煤炭开发区的矿床水文地质条件作了大最分析、研究,指出了与煤矿开采有关的水文地质问题.     

研究了地下水中HCO^—3来源的稳定碳同位素法

自然界中ＣＯ２主要来自有机质、大气和碳酸盐岩石，因同位素分馏作用，其稳定碳同位素组成在这三种物质中的分配不尽相同。本文根据地下水实测ＨＣＯ＾－３的δ＾１３Ｃ＾②值，利用热力学及同位素平衡计算与之相平衡的ＣＯ２气体的δ＾１３Ｃ值，确定了ＣＯ２气体来源，进而确定了ＨＣＯ＾－３的有机来源。     

水化学及硫同位素对大冶矿区地下水硫酸盐污染的指示

铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO₄^2-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ³⁴S-SO₄^2-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO₄^2-具有多源性.地下水中SO₄^2-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO₄     

中国北方第四系地下水同位素分层及其指示意义

中国北方第四系地下水中的D, 18O, 3H和14C含量存在明显的分层现象, 这种现象与末次冰期以来的古气候变化有着较好的对应性, 反映了全新世和末次冰期气候条件的差别以及地下水不同的形成机制.深层地下水为晚更新世末次冰期时期形成, 其δ(D) 和δ(18O) 值与全新世补给形成的浅层地下水相比, 分别贫4× 10-3~ 16× 10-3和1× 10-3~ 2× 10-3, 说明末次冰期时期年均气温较低.古地下水中D和18O的大陆梯度与全新世以来地下水中的梯度基本相同, 说明在过去30000a来尽管气温发生变化, 但中国北方大陆的大气循环模式没有发生实质性的改变.地下水同位素分层现象反映了3种不同的补给机制及参与现代水循环程度.这些信息对大陆尺度上的水循环研究和地下水的可持续开发利用有着重要的意义.      

Isotopic Stratification and Its Implications in Groundwater of Northern China

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｎｙｓｔｕｄｉｅｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｃｙｃｌｅｏｆａｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｓｃａｌｅｃａｎｂｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｃｌｉｍａｔｉｃｃｈａｎｇｅｓ(Ａｎｄｅｒｓｏｎｅｔａｌ.,2 0 0 1;ＫａｒｅｎａｎｄＤａｒａ,2 0 0 1;ＭｉｃｈａｅｌａｎｄＭｉｃｈａｅｌ,1999;Ｈｕｇｏｅｔａｌ.,1996 ;Ｌａｒｒｙｅｔａｌ.,1996 ) .Ｃｕｒ ｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｄｅｕｔｅｒｉｕｍａｎｄｏｘｙｇｅｎ 18ｃｏｎｃｅｎ …     

多元统计方法在地下水环境研究中的应用——以山西大同盆地为例

运用快速聚类法和因子分析法对大同盆地原生高砷、高氟地下水的16个水化学指标的空间变化进行了分析。结果表明,采用快速聚类法结合实际地下水性质可将研究区地下水分为6类具有不同水化学特征的地下水。从山前到盆地中心河间洼地,地下水中的砷质量浓度逐渐升高,盐碱化程度逐渐加重,水环境呈恶化趋势。因子分析法解释了研究区81.6%的水化学数据,分别提取出反映地下水盐分、砷、氟和硝态氮、Fe和Mn及微量组分Sr的5个公共因子。结合当地水文地质条件及水化学类型特征分析发现,研究区地下水经历了较强的水-岩相互作用、蒸发浓缩作用、离子交换作用,同时受人为活动影响,最终形成了现有的地下水水化学特征。两种统计方法均发现高盐分、高砷及高氟地下水分布有一定的重叠性,水化学特征相似。利用因子得分判断地下水水质特征,划分出各公共因子高值区分布情况与快速聚类法结果基本一致。     

山东中生代胶莱盆地北缘金矿床硫铅同位素地球化学

位于山东胶莱盆地北缘的蓬家夼金矿、发云夼、大庄子等金矿 ,是一类受盆地边缘元古宙荆山群变质岩中的低角度层间滑动断层控制的蚀变构造碎裂 角砾岩型 (蓬家夼式 )金矿。硫同位素组成表明蓬家夼式金矿比胶东其它典型金矿的δ3 4 S偏高 ,且高于老地层和中生代花岗岩的 ,反映大气降水循环淋滤作用使硫同位素发生了较大程度的分馏。蓬家夼、大庄子金矿床矿石铅为异常铅 ,铅同位素组成与胶东群、玲珑、焦家和邓格庄等中生代花岗岩有关的金矿相比 ,其组成范围变化大 ,反映成矿物质的多源性。这与该类金矿所处的构造边缘 (转换 )环境相耦合。     

Cretaceous Stress Fields Evolution and Its Geodynamic Implications in Jiaolai Basin,Northern China

正The Tan-Lu fault zone(TLFZ)along the East China continental margin experienced sinistral movement at the beginning of Early Cretaceous(ca.145)due to fast oblique subduction of the Izanagi Plate in the Pacific Ocean.It can     

粤北仙石铀矿床的铅、碳、硫同位素研究

仙石铀矿床位于粤北贵东复式花岗岩体东部,矿体赋存于NWW向辉绿岩与NEE向硅化带交接部位。矿床中黄铁矿以富集放射成因铀铅为特征,3组比值分别为(^208Pb／^304Pb)．=18．756—23．883,(^207Pb／^304Pb)1=15．676～15．932,(^208Pb／^204Pb),=38．530—38．938,主要位于基底变质岩铅范围内;矿床中方解石δ^18C值为-8．5‰～-3．1‰,相似于地幔值((-5±2)‰);黄铁矿δ^18C值为-10．1‰～-8．3‰,它与花岗岩中黄铁矿δ^18C值(-10．9‰--7．1‰)相似,而与辉绿岩中黄铁矿δ^18C值(-0．03‰～2．1‰)区别明显。上述同位素特征表明仙石铀矿床的成矿物质具多源特征。     

Hydrogeochemical and isotopic evidences of the groundwater regime in Datong Basin, Northern China

Datong Basin is one of the Cenozoic faulted basins in Northern China’s Shanxi province, where groundwater is the major source of water supply. The results of hydrochemical investigation show that along the groundwater flow path, from the margins to the lower-lying central parts of the basin, groundwater generally shows increases in concentrations of TDS, HCO₃ ^?, SO₄ ^2?, Cl^?, Na⁺ and Mg²⁺ (except for Ca²⁺ content). Along the basin margin, groundwater is dominantly of Ca–HCO₃ type; however, in the central parts of the basin it becomes more saline with Na–HCO₃-dominant or mixed-ion type. The medium-deep groundwater has chemical compositions similar to those of shallow groundwater, except for the local area affected by human activity. From the mountain front to the basin area, shallow groundwater concentrations of major ions increase and are commonly higher than those in medium-deep aquifers, due to intense evapotranspiration and anthropogenic contamination. Hydrolysis of aluminosilicate and silicate minerals, cation exchange and evaporation are prevailing geochemical processes occurring in the aquifers at Datong Basin. The isotopic compositions indicate that meteoric water is the main source of groundwater recharge. Evaporation is the major way of discharge of shallow groundwater. The groundwater in medium-deep aquifers may be related to regional recharges of rainwater by infiltrating along the mountain front faults, and of groundwater permeating laterally from bedrocks of the mountain range. However, in areas of groundwater depression cones, groundwater in the deep confined aquifers may be recharged by groundwater from the upper unconfined aquifer through aquitards.     

大同盆地高砷地下水稀土元素特征及其指示意义

对大同盆地典型高砷地下水开展了稀土元素地球化学研究.研究表明: 高砷地下水具有低∑REE含量及富集重稀土(HREEs)特征.地下水中低含量∑REE与含水层沉积物中Fe-Mn氧化物/氢氧化物对REEs的吸附有关.地下水中重稀土元素相对于轻稀土元素的富集可能是吸附作用和碳酸根离子同REEs发生络合作用的共同结果.采用平均大陆上地壳标准化的地下水稀土元素分布表现出显著的Ce及Eu正异常.地下水Ce/Ce*值及Eu含量与Fe+Mn具有显著相关性, 表明铁锰氧化物还原性溶解是控制Ce/Ce*值及Eu含量特征的主要因素.Ce/Ce*值及Eu含量与As浓度的关系表明, Ce异常及Eu含量特征能对地下水中As的富集进行有效指示.