第二章 地下水的物理性质及化学成分.pptVIP

第三节地下水化学成分的形成和变化第30页，共56页，星期日，2025年，2月5日地下水的化学成分是极为复杂的。不同成因的地下水，其原始成分不同。同一成因的地下水，由于后期循环过程中地质条件的不同，可使其成分发生各种不同的变化。可分三部分一、不同成因地下水的原始化学成分二、地下水化学成分的形成与变化作用三、影响地下水化学成分形成的因素第31页，共56页，星期日，2025年，2月5日地下水的成因有渗入、凝结、埋藏等。地下水源于：大气降水渗入或水汽凝结的：原始成分继承渗入或凝结水源的基本特点，一般M都较低，且富含O2、N2、CO2等气体；地表水渗入的地下水与地表水成分特点相近似，它可以近似河、湖淡水而富含HCO3-成为低矿化水，可以近似海水而富含Cl-成为高矿化水；古沉积盆地中的埋藏水，其化学成分与海、湖水相近，由Cl-、Na+组成其主要离子，并含有Br、B、I等微量元素。后来地质变质，比现代海水M更高（达数百g/L,现代海水常35g/L），微量元素也较高，长期封闭的还原环境，SO42-极少，而H2S含量增高。Ca2+含量较多；岩浆分异及岩石变质分解的水，研究不多，仅根据间歇泉观察，知温度高，矿化度低，富含Si，B，F等微量元素，及CO2、H2、CH4、H2S、NH3等气体。第32页，共56页，星期日，2025年，2月5日地下水化学成分的形成与变化作用1.水与岩石的相互作用2.地下水在自然环境中的物理、化学作用3.地下水中微生物与有机质的生物化学作用1）溶滤作用2）阳离子的交替吸附作用第33页，共56页，星期日，2025年，2月5日1）溶滤作用是岩石中的一部分物质进入水中的作用。最基本作用。它破坏矿物结晶格架而使一部分元素进入水中；对岩石，它将可溶部分带走溶滤与溶解的区别：溶解是全部物质进入水中，溶滤是部分物质进入水中。广义来说，溶滤作用包括溶解作用。在风化壳中最广。地下水交替循环强烈，溶滤作用的地下水成分，与地下水的周围介质——岩石的性质关系密切。如石灰岩区地下水多为低矿化的HCO3-Ca型水；花岗岩往往是HCO3-Na型水；富含石膏的沉积岩中的地下水SO42-及Ca2+含量常常较高；火山地区的地下水中F、B、Li等微量元素含量明显增高；在有金属硫化矿床的地带，地下水中SO42-含量较高，且常含有某些金属元素，如Cu、Pb、Zn、Si、Ni等。这些金属元素在水中往往成为“水晕”，常可以据此找到这些原生矿床。第34页，共56页，星期日，2025年，2月5日根据各种盐类在蒸馏水中的溶解度，可将化合物划分为以下几类：

（1）极易溶解的（极易带出的）化合物属于这类的有K和Na的卤化物、硫酸盐、碳酸盐、氟酸盐、硅酸盐和硼酸盐等。（2）溶解的（可带出的）化合物属于此类的有Ca、Mg、Ni、Zn、Fe、Mn、、Cu的卤化物和重碳酸盐类。（3）难溶解的（带出微弱的）化合物属于此类的有Sr的硫酸盐，Ba、Sr、Zn、Ag的碳酸盐和SiO2。（4）最难溶的（活动性小的）化合物属于此类的有Pb、Cu、Ba的碳酸盐，Zn、Cu、Mg的硅酸盐及AgCl等。（5）不溶解的（稳定的）化合物属于此类的有Fe、Mn、Ti、Co的氢氧第35页，共56页，星期日，2025年，2月5日地下水所处的环境（温度、压力）各处是不同的。元素从风化壳岩石中被水带出的能力，可用水迁移系数（Kx）来衡量。水迁移系数是指元素在水中的干涸残渣的含量与这种元素在该区域岩石中含量之比。Kx值越大，说明元素在风化壳中被带出的能力越强。从表2-1可清楚地看出，Cl、S最易从风化壳中被水带出，Ca、Mg、Na、F次之，Si、Ni、Cu、Co、Mo、Mn较弱，最弱是Fe、Al、Ti、Sc、Zr等，它们以溶解的状态迁移的能力很弱，甚至不迁移。第36页，共56页，星期日，2025年，2月5日元素迁移系列水迁移系数值10001001010.10.010.001最易带出的Cl，Br，I，S易带出的Ca，Mg，Na，F(Sr，K，Zn)活动的Cu，Ni，Co，Mo(?)，V(?)，Mn，Si，P惰性或完全不活动的Fe，Al，Ti，Sc，Z，rHf，Nb，Ta，Rn，Re，Ir，Pb，Sn上述元素在风化壳中以水溶液的形式进行迁移的性质，还决定于地质条件及气候条件。如一些极难溶的金属硫化物，在地质历史进程中由于长期的物理化学作用的结