3地下水化学成分形成作用.ppt

3地下水化学成分形成作用
溶解组分的存在形式
单一离子形式： Ca2+， Mg2+, Na+, K+, Cl-, F-
络阴离子形式： HCO3-, SO42- , CO3 2 -, NO3 2 -
复杂络合物（离子对）V
二氧化碳；有的地方还有甲烷
硫化氢还原环境
水中不含自由氧或其它强氧化剂，
含大量H2S； Fe和其它许多金属不移动；
Eh值一般﹤ 0 V
硫化氢；甲烷和其它碳氢化合物
根据空气迁移元素组成划分的三种氧化还原环境
（3）水迁移的标型元素

以真溶液或胶体迁移，Cl-、SO42-、 HCO3-、 Na+、Ca2+、Mg2+等

水迁移的标型元素在很大程度上决定着天然水的酸-碱条件。
根据水迁移元素的组成，水迁移环境可划分为6个类型
水迁移环境
标型离子
强酸型(pH ﹤4)
标型离子是H+，局部为SO42-，Fe3+等，主要为硫化矿床氧化带的水
酸型（ 4 ﹤ pH ﹤）
标型离子是H+，有机酸阴离子
中性和弱碱性重碳酸钙型（ pH =~）
标型离子是Ca2+和 HCO3-
中性和弱碱性氯化物—硫酸盐型
标型离子是Cl-、SO42-和Na+
中性和弱碱性石膏型
标型离子是Ca2+和SO42-
碱性苏打型（pH ﹥）
标型离子是HCO3-，Na+
根据水迁移元素组成划分的水迁移环境类型
地球化学垒

定义：表生带内在短距离内元素迁移的条件明显改变，并导致化学元素浓集的地段。
类型：根据其形成原因，分为：
(1) 机械垒：水流运动速度改变的地段，金、锡等的冲积矿床的形成；
(2) 物理化学垒：物理化学状况、特别是酸碱与氧化还原条件的改变而形成。氧化垒、还原垒、酸性垒、碱性垒、蒸发垒、吸附垒
(3) 生物垒：生物累积作用形成。土壤腐殖质层，微生物群
１地下水化学成分形成过程中的 几个主要作用
　　
　溶滤作用（溶解作用）
　阳离子交换吸附作用
　氧化还原作用
　混合作用
　浓缩作用
第二节 地下水化学成分形成过程中的 几个主要作用及影响因素
溶滤作用（溶解作用）
　（1）定义：岩石中某些组分进入水中的过程．
　　
　　对于矿物而言，溶滤是指不破坏其结晶格架，而有一部分元素进入水中的过程．
　　
　　通常所说的溶滤作用也包括溶解作用．
不同总溶解固体的地下水，溶滤作用的特点不同：
淡水：溶解难溶盐为主，具有代表性的阴离子是HCO3-，SiO32-, 阳离子是Ca2+、Mg2+；
随着TDS增加， 溶解较易溶盐为主，阴离子以SO42-为主，是中等或稍高TDS的地下水；
在高TDS的水中， 溶解易溶盐为主，Cl-离子占首位，它与主要阳离子形成易溶盐。
（2）溶滤作用与地下水化学成分的形成
溶滤作用与地下水中HCO3-，Ca2+，Mg2+的形成：
大气降水降落过程中吸收了大气中的O2和CO2，进入地下后又吸收了土壤中因有机质氧化而产生的CO2 ，因此，大气降水不仅可以溶解NaCl, CaSO4等易溶物质，而且可以溶解较难溶解的CaCO3：
一段时间后，易溶盐类因快速溶解而消失，形成以溶解碳酸盐或硅酸盐为主的溶滤作用，导致了低矿化度的HCO3—Ca，HCO3—Ca—Mg水。
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3-
在火成岩地区，溶滤富含Na+，K+矿物的火成岩的结果是，形成低矿化度的HCO3-Na或硅酸和硅酸-重碳酸盐水。
溶滤作用与地下水中SO42-，Ca2+的形成：
溶滤作用造成地下水的矿化度增加的另一个来源是硫酸盐，其中主要是硫酸钙。地下水溶解石膏和硬石膏后，便形成矿化度较高的SO4-Ca水。
溶滤作用形成的SO4-- g/L 左右。
当水变为SO4-Cl-Ca时，矿化度可更高。在缺乏氯化物的硫酸盐水中， g/L ，那么不仅是硫酸盐矿物的溶滤，可能还有硫化物的氧化。
CaSO4·2H2O  Ca2+ + SO42- + 2H2O
溶滤作用与地下水中Cl-，Na+的形成:
主要是盐岩的溶解，例如溶解海相沉积岩，盐矿床等，可形成高矿化度的Cl - Na， Cl -Na-Ca水。
（3）溶滤