深层水化学形成演化的主要作用和方向 前已论述平湖组深层水在地史过程中经历了沉积作用、淋滤作用、沉压埋藏作用、埋藏-淋滤作用、二次沉压埋藏作用五个水文地质期,而花港组和龙井组深层水均经历了期的始末时间以及持续时间不尽相同的沉积作用、沉压埋藏作用、埋藏-淋滤作用、二次沉压埋藏作用四个水文地质期。鉴于平湖组与花港组、龙井组经历的“期”及其组成的期序不同,将龙井组、花港组归并为第一类;平湖组自成为第二类。以下分别沿着经历的期序展开论述。表6-10 各研究层沉积水初始化学与其现代化学的对比1.第一类水化学在地史过程中形成演化的主要作用和方向(1)沉积作用水文地质期:陆相湖、冲积成因的花港组、龙井组在沉积作用水文地质期生成的同生沉积水初始化学与其蓄水盆地的地表水化学是相同的。蓄水盆地地表水与沉积物中水的循环交替活跃,可将其谓之类开型水文地质构造系统。但当其上覆沉积物持续沉积和不断加厚时,与地表水的水力联系强度渐趋减弱,氧化还原电位持续地降低,温度和压力持续地增高,沉积物在上覆层增高压力作用下发生初始压实作用,导致压实水释放,伴随着孔隙度减小和厚度减薄。在沉积作用水文地质期,沉积物及其初始化学发生变化的主体作用是:其一,脱硫酸盐生物化学。
深层水化学形成演化的基本类型 把握了上述沉积体系深层水现代化学(“终值”)及其最早赋存于沉积体系的同生沉积水化学(“始值”),实质上界定了初始化学与现代化学之间化学平衡的差异,这个差异提供了规范研析沉积体系水的初始化学形成后在地史过程中形成演化成为现代化学的依据,规范了初始化学始值(下限值)与现代化学终值(上限值)之间的尺度。据此,就可判别得出同生沉积水化学形成后在地史过程中经历的是浓缩盐化正向变质,还是稀释淡化反向变质作用形成演化的结果,但是这个结果并未揭示在地质历史过程的不同地质阶段究竟是怎样变化的。一个特定的研究层沉积体系与其下伏和上覆的沉积体系各自生成的地质时间,以及后来经历的地质历史时期及其各个地质阶段的持续时间均是各不相同的。换言之,最早赋存其间的初始化学以及后来经历的地质历史时期及其各个地质阶段的持续时间的形成演化成为现代终值化学与其下伏和上覆沉积体系的均是各不相同的。显然,由于经历的地质时间的不同,水化学变质作用的性质、强度和方向也各不相同,但均要开始经历地球化学、地球物理等综合作用的破坏阶段,随着地质历史的进程,其破坏作用强度愈来愈大,结果导致沉积体系固相、液相的原有属性发生改变。盆地下降和上隆。
根据我们研究工作的体会和吸取前人研究的理念,深层水化学形成演化模拟重溯的方法可概括如下十个方面的问题。(1)以测试取得和收集的沉积盆地深层水现代化学的资料进行整理计算,特别要以TDS、分量宏量组分含量、离子比值以及化学成分基本特征研究入手。深层水现代化学起始于最早赋存于沉积物中的同生沉积成因水化学(或称为初始化学)。在地质历史进程中,储水层由松散沉积物经历了埋藏、压实、固结成岩的过程,所在环境诸如埋藏深度由浅变深、温度和压力由低变高、氧化还原电位由高变低等一系列的变化过程,伴随着经历了众多繁杂的地质和水文地质事件的综合作用,最终形成演化为到达最后一站的现代化学景观,可谓之形成演化终点的上限(或称为“终值”)。因此,模拟重溯深层水化学形成演化应以深层水现代化学研究为切入点。(2)根据沉积盆地构造运动升降变迁,蓄水盆地的海陆更替,形成海相和陆相两类沉积体系。海相或陆相沉积体系的同生沉积成因水初始化学在地史过程中经受了改造和变化,朝向不同的地球化学方向演化,导致其TDS、宏量组分含量等发生增降变化,甚至有的变得面目全非,但其初始化学归根结底与其蓄水盆地的地表水化学是吻合的、相似的。这类地表水化学可。
水化学特征演化 近几十年来,黄河三角洲地下水水化学特征发生了变化,总体来看:氯化物-钠型水的比例增大,溶解性总固体升高,淡水区范围变小,地下水有不断咸化的趋势;淡水—微咸水区的分布也由黄河以北、孤岛镇附近及黄河以南西宋乡、黄河农场附近逐渐向现代黄河靠拢;溶解性总固体小于10g/L的区域面积减少,尤其是黄河以南地区,10g/L等值线不断向黄河靠近;溶解性总固体大于50g/L的卤水区也不断向北扩张;总硬度也呈现上升趋势,且总硬度大于 1万mg/L 的分布区域明显增大,由广南水库以南、新户乡以北等地,逐步扩展到下镇乡以南的大片区域。表3.4 一般锅炉用水水质评价表
地下水化学场及其演化
高氟地下水形成的水化学类型演化 通过第六节的讨论,得出了在水化学相空间中,可以近似得出不同区域出现高氟地下水的概率,半定量地描述了高氟地下水出现所需要的钙钠条件。但在高氟地下水形成的过程中水化学类型是否存在一个演化系列,以往研究的结果认为,从低氟地下水到高氟地下水,水化学类型是由HCO3→SO4→Cl演变的,但这种情况却不是绝对的,以下将在水化学相图的基础上来研究高氟地下水形成过程中水化学类型的演化。具体做法为:将所有水样按照改进的水化学类型分类方法进行划分,但只各取一个阴离子和一个阳离子,阴阳离子的毫克当量百分含量都为同类的最高值,共划分出9种水化学类型,见表7-18。表7-18 水化学类型划分表将这些水样点投到和水化学相图一样的坐标系中,将同种水化学类型圈划出来,用一种颜色来表示,同时用不同的颜色将高氟地下水(氟离子含量≥1mg/L)与低氟地下水样(氟离子含量)分开,就此可得到一张水化学类型分异图,如图7-7所示。图7-7 水化学类型分异图从图7-7中大致可以看出以下几点:(1)从整体上来看,在坐标系中,以横坐标为起始点,顺时针方向,水化学类型大概由HCO3-Na向HCO3-Mg和HCO3-Ca演化;另外水化学类型在坐标系中的分布大概是以原点为中心,向四周。
地下水水化学组分演化的原因分析