羌塘高原南部湖泊水化学特征及控制因素

羌塘高原位于干旱半干旱气候区,区内湖泊众多。选取羌塘高原南部27个湖泊进行水样采集、样品测试,并分析了其主要水化学离子组成特征及控制因素,结果显示:湖水均呈碱性,但不同湖泊之间主离子组成以及水化学类型差异显著,其中淡水湖湖水阳离子主要以Na~+、Mg~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-为主,水化学类型主要为HCO_3-Na-Mg;咸水湖湖水阳离子主要以Na~+、Mg~(2+)为主,阴离子以Cl~-和SO_4~(2-)为主,水化学类型主要为Cl-SO_4-Na-Mg;盐湖湖水阳离子主要以Na~+为主,阴离子以Cl~-为主,水化学类型主要为Cl-Na。Gibbs模型和元素化学计量分析表明蒸发-结晶作用是控制羌塘高原湖水化学性质的重要过程,矿物饱和指数显示部分咸水湖有继续盐化的趋势。     

基于水文地球化学模拟分析 ——以涉县东风湖泉域岩溶地下水为例

为揭示涉县东风湖泉域岩溶地下水化学特征及演化规律,运用Piper三线图、Gibbs图与离子比例法对泉域内14个岩溶水样的地下水化学特征及水化学组分形成作用系统分析,最后通过饱和指数分析与反向模拟查明了研究区地下水化学演化机理。结果显示:研究区水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型或HCO_3-Ca型,地下水水化学特征主要受岩石风化作用控制,地下水从补给区到排泄区径流过程中水样发生方解石、石膏、岩盐溶解,白云石沉淀,阳离子交替吸附为Ca~(2+)—Na+朝正向进行。从强径流区到排泄区水-岩作用为方解石、岩盐沉淀,而白云石、石膏溶解,地下水中Ca~(2+)置换出含水介质中Na~+离子。     

邯邢东部平原馆陶组地下热水化学特征及成因分析

邯邢东部平原蕴藏着丰富的中低温地热资源,以馆陶组热储为主。但长期以来人们对该地区的地热资源研究程度较低,相关认识不足。运用水文地球化学研究手段,对邯邢东部平原地下热水的水化学特征、物源机制、热储特征进行分析。结果表明:邯邢东部平原馆陶组地下热水化学类型主要为Cl-Na型和HCO₃-Na型,微量元素含量较高,具有理疗保健的功效;其馆陶组热储变质程度较低,热储环境较为开放;大气降水是其主要的补给来源,由于地下热水对周围岩体的长期溶滤并经历了一系列的水—岩反应,形成了p H呈弱碱性的微咸水—咸水;运用了多种地热地球化学温度计分析认为邯邢东部平原深部热储温度为67℃～89℃。此次研究可为邯邢地区地下热水研究及地热资源的合理开发利用提供数据支撑。     

4-肼基-7-硝基苯并呋咱对Cu~(2+)的选择性识别研究

以苯并呋咱为荧光团,合成了一种荧光增强型铜离子探针4-肼基-7-硝基苯并呋咱(ZY9),并研究了其荧光光谱性质。实验结果表明,ZY9对Cu~(2+)的选择性高,响应快,抗干扰能力强。ZY9对Cu~(2+)的线性响应范围为(0. 4～6. 1)×10~(-5)mol/L,对Cu~(2+)识别的pH范围为5～8。在不同水样中,ZY9对Cu~(2+)的检测结果表明,其在水体污染监控领域具有潜在的应用价值。     

中国新生代玄武岩含硅酸重碳酸型水的分布及形成机制

中国东部新生代玄武岩分市面积约7500km~2,其中赋存有丰富的、宝贵的地下水资源。它属于低矿化的含硅酸重碳酸型水,硅质矿泉水。玄武岩表生带溶滤过程发生的基本作用是水解,即水中物质在H~+和OH~-的作用下物质的分解作用。水解作用发生在玄武岩表面,并且当Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na、K~+在水溶液中迁移时,导致生成新的物质。本文以钾长石—K[AlSi_3O_8]为例,对硅酸盐类水解的机制进行了深入的阐述。在Si—o—Al键中,氧的质子数增加会导致Al—O晶格破坏,而形成(SiOH)和非稳定的≡Al~+,而且≡Al~+立即与水反应。这种过程更类似碱性水解,其中Si—O—Si键由于一个羟基离子分离硅原子的同化作用而受到破坏。Si—O—Si键的稳定性依赖于硅酸盐晶格中矿物离子间联结力的强度和联结类型。本文对斜长石、辉石、角闪石和橄榄石的水解过程也进行了讨论。在一系列反应中,氢离子、CO_2、和H_4SiO_4浓度,尤其是碱性和碱土金属含量控制着反应过程和固相风化产物的类型。硅酸盐中金属离子的溶解颇类似稳定的可溶性络合体和螯合物。水解作用的产物是胶体二氧化硅和粘土矿物。它们的迁移和沉淀机制是控制含硅酸重碳酸型水形成的原因。地下水溶液中SiO_2以正硅酸存在形式为主,并由它聚合成其它不同多硅酸,而后形成硅酸溶液。实验证明,在低矿化弱酸性地下水中,SiO_2处于分子状态,硅酸钠,以硅酸盐和重碳酸盐结合形成,少部分以胶体状态的水合二氧化硅形式溶解于水,随水迁移。玄武岩地下水中有CO_2存在时,则水解作用生成的碱度遭到中和,形成HCO_3~-离子,若无其它阴离子占优势条件下,形成重碳酸型水或含硅酸重碳酸型水。这种作用在我国的多雨、潮湿地区,如南方各省和东北冻土地区很为普遍多见。低矿化碱性硅质热水多分布在挽近地壳运动强烈区,与区域构造断裂、断陷、拗陷边缘等构造活动有关。尽管热水的深部存在形式及其在地表的状态均取决于区域地壳热动力条件,但是热水的成因及化学成分首先取决于其围岩的地质及地球化学条件。新生代玄武岩分布地区的热水非均属于现代火山作用直接影响的产物。