3章地下水的物理性质及化学成分.pptVIP

* 丘陵 倾斜平原区 低平原 浓缩作用 水流迟缓 矿化度高、Cl--Na 过渡区 矿化度中、SO4--MgCa 地下水化学特征具有分带性 溶滤作用 水交替迅速 矿化度低、HCO3--Ca 受区域自然地理与地质条件的影响，地下水的化学特征往往具有一定的分带性（空间上的）。 * 山西忻州盆地地下水水化学图 * 三、脱碳酸作用（钟乳石、石笋、泉华） Ca2+(Mg2+) + 2HCO3- → CO2↑+ H2O + CaCO3↓ 结果：Ca2+↓Mg2+↓HCO3-↓矿化度↓pH↓（略有变化） 四、脱硫酸作用(还原环境中脱硫酸细菌使SO42-还原为H2S） SO42- + 2C + 2H2O → H2S↑+ 2HCO-3 结果：SO42-↓；HCO3-↑，pH↑；寻找油田的辅助标志。 五、阳离子吸附交替作用 某种阳离子↓，某另一种阳离子增高↑ 六、混合作用— 七、人为活动的作用（影响） * 七、人为活动的作用（影响） * 云南的草海 滇池 人为活动的“矿化作用” * 地下水化学成分的基本成因类型 不同领域的学者，目前已得出趋于一致的看法：地球上的水圈是原始地壳生成(约40亿年前)以后，氢和氧随同其它易挥发组分从地球内部层圈逸出而形成的。由此可见，初始的地下水起源于地球深部层圈。 从形成地下水化学成分的基本作用出发，可将地下水分为三种基本成因类型，即：溶滤水、沉积水及内生水。 溶滤水主要分布于地壳浅表，沉积水分布于地壳较深的部位，内生水则来源于地幔。 * 溶滤水 溶滤水的化学组分主要来自水对岩土体的溶滤作用。 大气降水、地表水在渗入地壳上部发生溶滤作用之前，便已具有一定的化学成分。大部分地区的大气降水为矿化度数十mg／L的重碳酸型水，饱含CO2、O2、N2及其它惰性气体。河水通常为矿化度100~200 mg/L的重碳酸型水，含有大气起源的气体。 富含CO2、O2的大气水渗入地下，溶滤它所流径的岩土而改变其化学成分。 地下水所流经的岩土对溶滤水化学成分有一定影响。在含盐地层沉积区，地下水中往往以Cl-、Na+为主。有石膏沉积的地下水中SO42-与Ca2+较多。石灰岩、白云岩等碳酸盐沉积区的地下水，HCO3-、 Ca2+ 、Mg2+为其主要成分。酸性岩浆岩地区的地下水，大多为HCO3-Na型水。基性岩浆岩地区的地下水常富含Mg2+ 。煤系地层分布区及金属矿床附近常常形成硫酸盐水。 如果简单地断定，地下水流经什么样的岩土，就必定具有何种化学成分，那就把问题简单化了。岩土体的化学组分按其地球化学特性，迁移能力各不相同，同时受到气候、地形、地下水埋藏条件等因素影响。 * 沉积水 沉积水是指与沉积物同时生成的古老地下水，其化学成分在一定程度上反映古沉积盆地水的化学特征。 海水的平均化学成分是矿化度35g/L的氯化钠水( )。 与海水相比，海相淤泥所形成的沉积水一般有以下几个特点：(1) 矿化度很高，最高可达300g/L；(2) 硫酸根离子减少以至消失；(3) 钙的相对含量明显增大，钠减少，(rNa／rcl)＜0.85；(4) 富集溴、碘，尤其是碘的合显显著增加，Cl/Br变小；(5)出现硫化氢、甲烷、铵、氮；(6)pH值增高。 * 内生水 早在本世纪初，曾把温热地下水看作岩浆分异的产物。后来发现在大多数情况下，温泉是大气降水渗入到深部加热后重新回到地表形成的。 近些年来，某些学者通过对地热系统的热均衡分析得出，仅靠水渗入深部获得的热量无法解释这些高温水的出现，认为应有10~30％的来自地球深部层圈的高热流体的加入。 于是源自地球深部层圈的内生水说又逐渐为人们所重视。有人认为，深部高矿化卤水的化学成分也显示了内生水的影响。 内生水的典型化学特征至今并不完全清楚。苏联某些花岗岩中包裹体溶液为矿化度100~200g/L的氯化钠型水。冰岛玄武岩区的热蒸汽凝成的水，是矿化度1~2g/L的HS--HCO3--Na+水，含有大量SiO2与CO2。 内生水的研究迄今还很不成熟，但由于它涉及水文地质学乃至地质学的一系列重大理论问题，因此，今后水文地质学的研究领域将向地球深部层圈扩展，更加重视内生水的研究。 * 3.4.1 地下水化学成分的分析内容—是水质评价基础 分为简分析和全分析，某些专门性工作进行专项分析。 简分析：除物理性质（色、味、嗅、透明度、悬浮物等） 主要定量分析： HCO-3、SO2-4、Cl-、Ca2+、 总硬度、pH、Mg2+、 K++Na+ 及 矿化度 有时含专项分析： NO-3，NO-2 ，NH4，Fe2+ ， Fe3+，H2S，耗氧量等 * * 全分析项目较多，要求精度高，通常在简分析的基础上选择代表性水样进行全