Hydrogeochemistry

水文地球學東華理工大學水文地球化學課程組第六章地下水化學成分的形成及影響因素CompanyLogo本章內容6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

6.2影響地下水化學成分的基本因素6.3潛水化學成分的形成6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

地下水化學成分形成過程中的主要作用有：溶濾作用、陽離子吸附作用、陽離子吸附交替作用、氧化作用、還原作用、混合作用、濃縮作用、脫碳酸作用等。一．溶濾作用1．概念

巖石中某些組分進入水的過程，它不破壞巖石的結晶格架，而只有一部分元素進入水中。例如沉積巖中有許多易溶鹽，當巖石與水作用時，易溶鹽部分進入水中，這里要區(qū)別溶濾作用與溶解作用的區(qū)別。溶解作用指物質全部溶于水，這時礦物結晶格架被破壞。例如NaCl的溶解作用，使NaCl晶體格架被破壞。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

一．溶濾作用1．概念廣義的溶濾作用也包括溶解作用，例如，沉積巖中的NaCl進入水中，相對巖石來說是溶濾作用，而相對NaCl來說，剛是溶解作用。因此，從某種意義上說，溶濾作用與溶解作用是一個相對的概念。2．溶濾作用的方式

（1）滲透過程中的直接溶濾（2）靜止水中的擴散轉移

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一．溶濾作用3．影響溶濾作用的因素

（1）

水溶液的性質及其中氣體的含量例如CO2在水中的大量存在會提高方解石、白云石的溶解度，從而增強水對陸源碎屑巖石的溶濾作用。（2）巖性不同的巖石所含的礦物（氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等）不同，因而它們遭到溶濾作用的程度也會產生差異。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

一．溶濾作用3．影響溶濾作用的因素

（3）水動力條件

地下水的水動力條件取決于地形與構造。在山區(qū)，地形切割強烈，地下水徑流條件良好，巖石沖刷徹底(易容鹽大量淋失)，易形成低礦化度的淡水，主要為重碳型水。在平原區(qū)，地形平坦，地下水徑流條件差，流動緩慢加上蒸發(fā)作用的影響，易造成高礦化度地下水的形成（溶濾不充分，易溶鹽積累）。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

一．溶濾作用4溶濾作用舉例

火山巖地區(qū)，溶濾富含正長石（含Na）的火山巖時，形成低礦化堿性HCO3—Na型水或弱酸性硅酸和硅酸－重碳酸、鈉型水。

Na2Al2Si6O16+H2O+CO2→Na2CO3+H2AL2Si2O8·H2O+4SiO2Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

二、陽離子交替吸附作用1．概念

在一定條件下，巖石顆粒吸附地下水中的某些陽離子，而將其原來吸附的某些陽離子轉入水中，從而改變了地下水的化學成分，這一作用稱為陽離子交替吸附作用。

如MgCl2+CaCaCl2+Mg2＋(水溶液)（吸附體）（水溶液）（吸附體）

為什么自然界中陽離子交替吸附占優(yōu)勢，而陰離子交替吸附不占優(yōu)勢。由于自然界巖石中的吸附體主要是膠體，而膠體主要是帶負電荷的。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

二、陽離子交替吸附作用2．影響因素

（1）巖石的粒度粒度愈細，交換性能越強，如在粘土類巖石中，陽離子交替對水化學成分的影響更明顯。（2）交替陽離子的性質陽離子的電價越高，越易被吸附。電價相同的陽離子，原子量越大，越易被吸附。

H+＞Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+

（3）離子濃度

濃度大的離子比濃度小的離子更易被吸附。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

二、陽離子交替吸附作用2．影響因素

（4）pH值

pH值上升有利于交替吸附，PH值低時，阻礙吸附，由于H+的吸附能力很強，它會阻礙陽離子進入吸附體。

3、舉例Ca(HCO3)2+2Na＋2Na

HCO3＋Ca2+

吸附體吸附體CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

三、氧化作用

會被氧化的巖石在某種程度上是指富含金屬硫化物或硫的巖石（黃鐵礦FeS2、黃銅礦CuFeS2等）含氧的地下水對富含金屬硫化物或硫的巖石產生作用，形成硫酸和硫酸鹽，而硫酸的產生又可大大增強水對硅酸鹽類、碳酸鹽類的溶濾。2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO42S+2H2O+3O2=2H2SO4RSiO3+H2SO4=RSO4+SiO2+H2OCaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3·3H2OCompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

四、生物還原作用

指在有機物與細菌參與下，影響地下水化學成分的一種還原作用。

1．脫硫酸作用

一般發(fā)生在深埋、循環(huán)微弱交替、缺氧的地下水中：SO42-+C+2H2O→H2S↑+2HCO3－通式RSO42-+C+2H2O→RS+CO2+2H2ORS+CO2+H2O→RCO3+H2S↑

式中，R代表Ca、Mg、Na等，C代表脫硫細菌這種作用可在各種礦化度（<180g/l），各種溫度（40～50℃最佳）下進行。作用結果是SO42-減少,H2S增加。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

四、生物還原作用2．去硝化作用（脫硝酸作用）

在缺氧條件下，異養(yǎng)型去氮菌把NO3-、NO2-（還原）分解為氣態(tài)氮（N2O和N2）的過程。

4NO3－+5C→2CO32-+2N2↑+3CO2↑作用結果水中富含N2和CO2↑CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

五．脫碳酸作用

碳酸鹽類在水中的溶解度決定于水中CO2的數量，當溫度升高或減小時，水中CO2的含量就減少，這時水中HCO3-便會與Ca2+、Mg2+、Fe2+結合形成沉淀。

這種由于CO2逸出，使水中含量減少的作用稱為脫碳酸作用。這種作用通常發(fā)生在溫壓條件下突變的地方，如深部碳酸泉在地表出露的地方，常見有鈣體（石灰）就是脫碳酸作用的結果。

Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2OCompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

六．濃縮作用

當水蒸發(fā)時，水中鹽分含量不減，其濃度（礦化度）相對增大，這種作用稱為濃縮作用。在干旱或半干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大大超過降雨量，地下和地表徑流差，水的主要排泄方式是蒸發(fā)。在水的蒸發(fā)濃縮過程中，首先從水中沉淀出難溶于水的CaCO3、MgCO3，以后沉淀CaSO4。因此，地下水在高度濃縮地區(qū)，多形成氯化物水。CompanyLogo6.1地下水化學成分形成過程中的主要作用

七．水的混合作用

自然界中單一成因的地下水難以找到，它們往往在循環(huán)過程中發(fā)生一系列的混合，從面導致其成分的變化。兩種不同化學成分或礦化度的地下水相混合所形成的地下水，其化學成分與混合前的地下水有所不同，這種作用稱為混合作用?；旌献饔玫慕Y果是產生新的水化學類型，改變水溫、礦化度、硬度等。如：Ca(HCO3)2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaHCO3CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

一．自然地理因素

1．地形影響水交替條件，而水交替條件又影響水的化學成分和礦化度。地形切割強烈，水的交替條件就好，有利于淡水的形成。反之，則形成高礦化度的咸水或鹽水。如山區(qū)形成碳酸型水，而平原易形成硫酸水或氯化物型水2．水文網（水文因素）密集的水文網有利含水層的水交替條件。鹽分的帶出及淡潛水的形成。在水文網稀疏的條件下，地下水徑流受阻，從而使?jié)撍V化度增高。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

一．自然地理因素

3．大氣降水

能使地下水的儲存量、礦化度和化學成分發(fā)生明顯變化。4．蒸發(fā)

蒸發(fā)是影響地表水及潛水化學成分和礦化度的重要原因之一。潛水蒸發(fā)有二種基本形式：毛細蒸發(fā)和土石內部蒸發(fā)。

（1）毛細蒸發(fā)：在潛水的埋藏深度小于毛細上升高度時，水沿毛細管上升，水分蒸發(fā)后，鹽分積累在土壤毛細管中，使土壤富含鹽而形成鹽漬土。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

一．自然地理因素4．蒸發(fā)

在毛細蒸發(fā)作用下，潛水位下降，但它的礦化度并不增加。但大氣降水下滲時，把土壤毛細管中的鹽分帶入地下水，潛水礦化度增高。

（2）、土石內部蒸發(fā)：指水分子脫離潛水面直接擴散到空氣中，在沙漠地帶潛水的土石內部蒸發(fā)作用十分強烈。蒸發(fā)影響潛水埋藏深部般小于2～2.5m。

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一．自然地理因素5．化學風化

化學風化的主要營力是大氣降水，類型有碳酸風化和硫酸風化。碳酸風化主要營力是碳酸，這種風化形式是強度取決于水中侵蝕CO2的濃度：CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-

Na2Al2Si6O16+2H2O+CO2=NaCO3+H2Al2Si2O8·H2O+4SiO2CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

一．自然地理因素6．土壤

土壤使水富含離子、氣體和有機質，它對地下水化學成分的影響有兩個方面：一方面土壤可以增加通過它的大氣降水的礦化度；另一方面使已經具有一定化學成分的潛水在與土壤相互作用時產生變質，例如溶濾作用、離子吸附作用等。水與土壤作用時，溶解減少，CO2氣體數量相應增加。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

二．地質和水文地質因素

1．斷裂構造活動

使巖石發(fā)生破壞并形成裂隙，由于斷裂構造發(fā)育很深，這樣沿著這些深大斷裂從深部涌出熱的，有時帶氣體的礦水，甚至鹵水，從而使淺部地下水化學成分發(fā)生急劇變化。2．地靜壓力

在地靜壓力的作用下，上覆巖層的重量壓縮粘土隔水層，使其中的結合水被擠入含水層，從而改變水化學成分。由于結合水的礦化度高，所以受結合水影響的地下水礦化度升高。

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二．地質和水文地質因素

3．巖石的離子―鹽類綜合體

指巖石的可溶部分，它為地下水成分的形成提供物質來源，它包括以下各組分：

（1）

溶液（存在于巖石內部）；（2）易溶于水的組分，包括易溶鹽類（NaCl、Na2SO4、NaCO3和鉀鹽等）和易于交換的吸附狀陽離子（Na+或Ca2+）；（3）難溶的組分包括難溶鹽類（CaSO4·2H2O、CaSO4、CaCO3、MgCO3等）和難溶的硫化物（FeS2、H2S、ZnS等）；（4）參與生物化學作用的組分包括微生物、有機物質、和某些無機物質（硫酸鹽、硝酸鹽、硫化物等）。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

三．物理化學因素（自學）

1、酸－堿條件

2、氧化－還原條件

3、鹽的溶解性能

4、擴散作用

5、滲透作用

6、重力分異作用四．物理因素（自學）包括溫度，壓力，時間和空間CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

五．生物因素1、植物對水化學成分的影響

①植物的蒸發(fā)：干旱條件下，植物蒸發(fā)量大，引起潛水礦化度提高。②植物選擇吸收離子，改變水的PH值和化學類型。例如鹽生植物吸收Cl-③植物的有機殘骸影響土壤的酸堿度，從而影響潛水的PH值和水化學類型。例如針葉林產生酸性水，PH值可達到4，闊葉林產生堿性。④植物根放出的CO2降低土壤的pH值，并促使很多礦物質轉入溶液。在土壤溶液和潛水中，HCO3-含量取決于土壤中的CO2CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

五．生物因素2．地殼剖面上的微生物分帶

上部土壤帶：0.5-1.5m，富含細菌，主要為喜氧氣細菌

風化帶：幾十到幾百米，細菌相當多，喜氧與厭氧茵并存

深部基巖帶：細菌相對貧少，主要是厭氧菌。

六．人為因素部分CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分

1．人工開采地下水對潛水化學成分的影響及原因

①．開采區(qū)含水層的礦化度提高原因：潛水位下降，包氣帶加厚，充氧作用加強，氧化作用加強，使不溶解的硫化物轉化為可溶硫酸鹽，并被水所溶濾，礦化度提高。②．在?；螓}湖附近開采淡水，有可能使鹽水由?；螓}湖進入含水層，使淡水被鹽化。③．開采時，由于同一含水層或含水層的鹽水侵入，使地下淡水礦化度提高。

CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分

2．人工開采地下水時對承壓水化成分的影響

①開采承壓地下水時，形成降落漏斗，在漏斗范圍內壓力降低，使水流從高壓流向低壓時，由于減壓，從水中逸出CO2，析出鐵和堿金屬的碳酸鹽沉淀，導致水化學成分變化(減壓脫氣).②開采承壓地下水時，由于承壓水位下降低時，使隔水層和上覆巖層的靜水壓力降低，造成粘土層有效壓力增加而產生壓實作用，使粘土中的水進入含水層，引起水化學成分變化。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分

2．人工開采地下水時對承壓水化成分的影響

③開采承壓地下水時，區(qū)域性大降落漏斗的形成，(直徑可達幾十公里)，可以把它看作一個特殊的排泄窗口，使下部含水層的水的導入，而引起地下水礦化度的增高(越流滲透)。

3、實例介紹

實例1:一供水井，井深91.5米，含水層為含黃鐵礦的絹云母片巖。連續(xù)抽水13個月，水位下降36.5米，在這個期間內，水中SO42-濃度在13mg/l左右。停抽4個月后，再次抽水時，第一天的水樣中，SO42-=1330mg/l,Fe2+不斷降低，pH值升高。請解釋這種現象出現的原因。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分3、實例介紹實例1:據題意：（1）由于水位下降很大，所以形成了一個漏斗區(qū)；在漏斗區(qū)內，原來的含水層變?yōu)榘鼩鈳?，因絹云母片巖中的黃鐵礦被氧化，其反應如下：

（2）停抽期間，水位逐漸恢復，使第一次抽水所形成降落漏斗區(qū)又主充滿了水，黃鐵礦氧化所產生的SO42-和H+進入水中，溶解FeSO4.結果，在漏斗區(qū)內形成一個SO42-，Fe2+，H+濃度的局部污染暈。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分3、實例介紹實例1:據題意：（3）再次抽水時，這部分水首先被抽出，從而出現第一天水樣中SO42-，Fe2+濃度高，pH值降低的現象。（4）隨著抽水繼續(xù)，原漏斗區(qū)外的水流入與漏斗區(qū)的水混合。因此，產生SO42-，Fe2+，H+逐漸降低的現象。這種現象是典型的氧化還原過程。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分3、實例介紹

實例2．某深層砂礦含水層的地下水化學成分為(mg/l):

由于過量開采，水位降幅很大。為保持穩(wěn)定供水量，以井灌方式補給，補給水源來自湖水，呈草綠色，含有機質多。結果，觀測井中檢查到H2S(人工補給前沒有檢出)，試說明出現H2S的原因，發(fā)生何種反應？HCO3-及pH值將升高或降低。CompanyLogo6.2影響地下水化學成分的基本因素

六．人為因素部分3、實例介紹

實例2．據題意：發(fā)生了脫硫酸作用與甲烷發(fā)酵作用：

HCO3-，pH升高CompanyLogo6.3潛水化學成分的形成一、潮濕氣侯區(qū)2、.黑色土壤區(qū)

黑色土壤缺少易溶鹽類，但富含吸附性鈣鎂離子，經大氣降水的淋濾作用，往往形成HCO3-Ca，HCO3-Mg型水，這種水的礦化度較低，多為0.5-1g/l。3．花崗巖地區(qū)

大氣降水長期淋濾作用，使鋁硅酸鹽水解風化，形成低礦化度的硅酸—重碳酸型水，礦化度多為0.05-0.1g/l。CompanyLogo6.3潛水化學成分的形成一、潮濕氣侯區(qū)

1、紅壤土區(qū)土壤被礦化度很低的大氣降水強烈淋濾，并發(fā)生陽離子交替吸附作用：式中－土壤及粘土中的鋁鐵硅酸鹽；M代表金屬Al，Fe離子M+與OH-作用產生沉淀。從而使土壤成為酸性土。酸性土與水長期作用形成低化度的酸性水。礦化度多為50-100mg/LCompanyLogo6.3潛水化學成分的形成一、潮濕氣侯區(qū)3．花崗巖地區(qū)

如果花崗巖地區(qū)植被發(fā)育，則會產生大量土壤CO2，從而促進鋁硅酸鹽風化：4、碳酸鹽地區(qū)

碳酸溶濾作用導致型水的形成。CompanyLogo6.3潛水化學成分的形成二．干旱氣侯

由于蒸發(fā)作用強列，土壤中含有各種鹽類：難溶鹽類(MgCO3，CaCO3)；易溶鹽類(CaSO4，MgSO4，Na2SO4，NaCl)等。通過蒸發(fā)作用，水中鹽按下列順序沉淀：大氣降水淋濾的結果，導致高礦化潛水形成。干旱地區(qū)潛水化學成分差異很大，M由小于1g/l到300g/l不等，水型有HCO3型水，SO4型水和Cl物型水。淡水或低礦化度潛水在干旱地區(qū)分布不廣。由淡水到高礦化度水導致組分的變化規(guī)律是由河谷和山前到盆地中心，水型由HCO3到SO4到Cl物型水。

CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

一、承壓水成因類型承壓水盆地地下水化學成分的形成比潛水復雜，前面介紹的各種形成作用均可有參與，而且與承壓水類型有關。承壓水成因類型有：陸相沉積型，瀉湖沉積型和海相沉積型。

1．

陸相沉積型承壓水由河湖沉積物而形成的承壓含水層中的承壓水，如山前傾斜平原中的砂—粘土沉積層形成的承壓水。這種承壓水多為低礦化度的HCO3—Ca型水，主要由溶濾作用而形成的。但也可以形成高礦化度的Cl—Na型水(如鹽湖沉積)。

CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

一、承壓水成因類型2、瀉湖沉積型承壓水①瀉湖：淺水海灣因灣上被泥沙淤積成的砂咀或沙壩所封閉或接近封閉面成的湖。瀉湖的含鹽度與所在地區(qū)所侯及與海洋的隔離程度不同而不屆。A．氣侯潮濕有淡水補給，含鹽度低。B．氣侯干旱，蒸發(fā)量大，含鹽度高。②水化特點在瀉湖相沉積層中含有大量的鹽和石膏，因此形成高礦化度的SO4-Ca,SO4-Ca-Mg,SO4-Ca-Na,SO4-Na-Ca-Mg和SO4-Na型水。只有在沖刷程度很高的巖石露頭處才形成淡水CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

一、承壓水成因類型3．海相沉積型承壓水海相沉積型承壓水的形成過程是陸相成因類型水和海相成因類型水相互作用的過程，即滲透水（陸相成因水）排擠沉積封存海水，并同時進行滲入水與沉積封存海水之間的混合作用。海相沉積巖層中起始形成封存海水，然后慢慢被滲入水取代。因此，首先必須研究海成封存水的形成過程及特點。CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

二、海成封存水化學成分的形成

1、海水的特點①pH=8.1—8.3（淺部），深部pH＝7.8②水型：Cl－Na③礦化度：35g\L④主要離子：Na++K+>Mg2+>Ca2+Cl->SO42->HCO3-+CO32-

成分：NaCl→MgCl2→CaSO4→Ca(HCO3)2⑤平均化學成分(mg/kg)：CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

二、海成封存水化學成分的形成

1、海水的特點

海水隨著海相沉積物一起被埋藏下來，或滲入其它海相沉積巖中，在漫長的地質歷史過程中，由于水－巖作用，變質而成海成封存水。2、

海成封存水①有兩種基本類型A、同生水：與巖石的沉積作用同時生成。B、外生水（后生水）：海水流到早已沉積好的海底層或海岸一帶的巖層中。CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

二、海成封存水化學成分的形成2、

海成封存水②水化學成分高礦化度（Mmax=300g/L）的Cl-Na-Ca型水

γNa\γCL<0.85,Cl\Br<300③海水封存水形成過程A、蒸發(fā)作用:海水蒸發(fā)，M增大，含鹽成分發(fā)生一系列的變化：首先，CaCO3、MgCO3發(fā)生沉淀，而后，CaSO4沉淀。這樣水中氯化物含量相對增加，當水干涸到原來體積的1\10時，NaCl和MgSO4開始沉淀，而MgCl2和KCl含量相對增加。在進一步的濃縮作用下，MgCl2和KCl沉淀。這樣使海水成分更加復雜化。

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二、海成封存水化學成分的形成2、

海成封存水③海水封存水形成過程

B、水和大陸水中鹽類之間的化學反應2Ca(HCO3)2+MgCl2→CaMg(CO3)2↓+CaCl2+CO2↑+2H2O這個反應的結果是生成白云石，并在水中出現一般海水所缺少的CaCl2.C、陽離子交替吸附作用a、海水與陸相粘土物質之間的吸附交替作用海進：2NaCl+Ca2+(吸附)→CaCl2+Na+(吸附)海退：CaSO4+2Na+(吸附)→Na2SO4+Ca2+(吸附)由此可以看出水的化學成分由于離子交替吸附作用而變。CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

二、海成封存水化學成分的形成2、

海成封存水③海水封存水形成過程C、陽離子交替吸附作用b、海水與海底淤泥之間的吸附交替作用：2NaCl+Ca2+(吸附)→CaCl2+2Na+(吸附)從而使水成為Cl-Na-Ca型水?？偟膩碇v，上述各種作用導致Na+減少，Ca2+增加，使γNa/γCl<0.85.CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

二、海成封存水化學成分的形成2、

海成封存水③海水封存水形成過程C、陽離子交替吸附作用c、海相沉積物中生物殘骸的分解海相沉積物中富含生物殘骸，而生物殘骸中富含Br，I等有機物，Br、I由于生物殘骸分解而進入封存水，從而使封存不中富集Br，I，使Cl\Br<300。正常海水：Br=65mg/L，I=7mg/L封存水：Br=300—5700mg/L，I=50-120mg/L。上述三種作用的長期進行，使正常海水逐漸演變?yōu)楹３煞獯嫠ompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

1、基本思路一般地說，海相封存水與它周圍的的巖石處于化學平衡狀態(tài)，其礦化度不會改變。只在當含有這些水的巖層出圳地表剝蝕或被構造斷裂所切進時，封存水才進入成分改變的新的歷史時期。此時，發(fā)生了滲透水對封存水的排擠，承壓水盆地地下水化學成分的形成過程就是滲透水排擠封存水的進程。CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

2、承壓水盆地基本水化學類型的形成（三個階段）

第一階段：滲入水（大氣降水等）在含水層露頭處（補給區(qū)）與封存水（Cl-Na-Ca）發(fā)生混合，并淋濾海相沉積巖層，形成Cl-Na型水，封存水被擠入較低部分（這個階段主要淋濾NaCl）。

第二階段：隨著溶濾作用的繼續(xù)，易溶的氯化物被沖刷，較難溶的硫酸類開始被溶濾，從而形成硫酸鹽型水（SO4-Cl-Na型水）。Cl-Na,Cl-Na-Ca型水被依次擠到較低部位。

第三階段：大氣降水繼續(xù)淋濾，硫酸鹽大量減少，開始淋濾碳酸鹽，從而形成礦化度很低的HCO3-Ca型水依次擠到較低部位。

CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

2、承壓水盆地基本水化學類型的形成（三個階段）

CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

2、承壓水盆地基本水化學類型的形成（三個階段）

經過上述三個階段，便形成了承壓水地地下水化學成分的基本類型。在這些基本成因類型之間，還有許多過渡類型，由此而組成一系列變化的水化學類型分帶。CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成①正常海相沉積巖有還原硫酸鹽能力的有機質存在的含水層中，水化學類型的形成公式：

A、HCO3型水在補給區(qū)首先形成低礦化度的HCO3-Ca型水（有時由于陽離子交替吸附作用：Ca(HCO3)2+2Na(吸附)?2NaHCO3+Ca2+(吸附)使HCO3-Ca型水變?yōu)镠CO3-Na型水）HCO3-Ca型水運動富集硫酸鹽，變成HCO3-SO4-Ca型水。由于陽離子吸附交替作用：Na++Ca2+?Ca2++Na+(吸附)使水中富集Na+，使HCO3-SO4-Ca型水變成HCO3-SO4-Ca-Na型水，再變成HCO3-SO4-Na-Ca型水（M:0.5-.07g\L）

CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成①正常海相沉積巖有還原硫酸鹽能力的有機質存在的含水層中，水化學類型的形成公式：

B、SO4型水

HCO3-SO4-Na-Ca型水繼續(xù)富集硫酸鹽及產生Ca2+和Na+陽離子吸附交替作用，將逐步形成SO4－HCO3-Na-Ca型水→SO4－HCO3–Na型水→SO4－Na型水。（M：0.5－1g\L）

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三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成①正常海相沉積巖有還原硫酸鹽能力的有機質存在的含水層中，水化學類型的形成公式：

C、HCO3-型水由于SO4－Na型水向下進入缺氧含有機質的還原環(huán)境，SO42-開始產生脫硫酸作用，隨著脫硫酸作用的繼續(xù)，使SO4－Na型水依次變?yōu)镾O4－HCO3–Na型水→HCO3-SO4–Na型水→HCO3–Na型水。在這個過程中產生H2S氣體，同時SO42-完全消失（M：1－2g\L）CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成①正常海相沉積巖有還原硫酸鹽能力的有機質存在的含水層中，水化學類型的形成公式：

D、Cl型水堿性HCO3–Na型水向下進入被沖刷弱而含NaCl的巖層，HCO3-Na型水變?yōu)镠CO3-Cl-Na型水—Cl-HCO3-Na型水—Cl-Na型水（M=3-5g/L）。E封存水CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成①正常海相沉積巖有還原硫酸鹽能力的有機質存在的含水層中，水化學類型的形成公式：E封存水在Cl-Na型水之后，是高礦化度的封存水（Cl-Na-Ca型水）。整個地下水化學成分形成過程中，主要有三個作用：淋濾沖刷作用，陽離子交替吸附作用和脫硫酸作用CompanyLogo6.4承壓水盆地地下水化學成分的形成過程

三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成①正常海相沉積巖有還原硫酸鹽能力的有機質存在的含水層中，水化學類型的形成公式：

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三、承壓水盆地地下水化學成分的形成過程3、封閉型承壓水盆地中各種化學類型水的形成②、在巖層中含有石膏，或缺少具有還原硫酸鹽能力的有機物質的含水層中，水化學類型的形成方式：A、HCO3型水

在補給區(qū)首先形成低礦化度的HCO3-Ca型水，向下運動富集硫酸鹽，變?yōu)镠CO3-SO4-Ca型水，（M=1g/l