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铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO42-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ34S-SO42-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO42-具有多源性.地下水中SO42-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO4 相似文献
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硫和氧同位素示踪黄河及支流河水硫酸盐来源 总被引：10，自引：0，他引：10
为了准确识别河水硫酸盐受自然风化和人为活动影响的过程,做好地表水资源管理,选择黄河小浪底水库以下干流和支流河水为主要研究对象,分期采集河水样品,采用硫酸盐硫和氧同位素,结合水化学组成及潜在硫酸盐来源硫和氧同位素范围,判定黄河及支流河水硫酸盐的来源及混入比例。结果表明:① 研究区黄河河水硫酸盐主要来源于第四纪黄土中易溶硫酸盐,干流河水SO42-含量均值为2.23 mmol/L,δ34SSO4和δ18OSO4均值分别为+8.9‰和+10.4‰;② 研究区沁河丰水期河水硫酸盐24%来源于大气降水,61%来源于土壤硫酸盐溶解,15%来自于石膏溶解;平水期河水硫酸盐39%来源于大气降水,36%来源于土壤硫酸盐溶解,25%来源于石膏溶解。沁河河水SO42-含量均值为2.44 mmol/L,δ34SSO4和δ18OSO4均值分别为+9.8‰和+9.7‰;③ 研究区洛河河水硫酸盐受生活污水影响较大,伊河河水硫酸盐受到土壤硫酸盐溶解和化学肥料溶解的共同影响,伊洛河河水SO42-含量均值为1.27 mmol/L,δ34SSO4和δ18OSO4均值分别为+10.4‰和+6.5‰。蒸发盐类矿物溶解以及土壤硫酸盐溶解等自然风化过程是控制区域河水硫酸盐来源的重要过程,人为活动对伊洛河河水硫酸盐的贡献不容忽视。 相似文献
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碳酸盐岩的硫酸风化机制及其与碳循环的关系是全球碳循环研究中最为关注的科学问题之一, 其关键问题是识别硫酸盐来源.通过分析长江干流丰水期SO42-浓度及其硫、氧同位素组成特征, 探讨长江硫酸盐的来源及其主要控制因素.长江河水SO42-含量呈现逐年增加的趋势, 并且年增幅度逐渐加大.δ34SSO4和δ18OSO4变化范围为-3.5‰~5.6‰和3.7‰~9.2‰, 二者呈现显著的线性负相关关系.δ18OSO4值从上游到下游的增加趋势受长江水δ18OH2O值的空间组成特征的影响.研究表明, 大气降水(酸雨)和硫化物氧化是控制长江干流丰水期河水硫、氧同位素组成及其来源的主要机制, 为研究长江流域化学风化侵蚀作用和碳循环过程提供重要的理论依据. 相似文献
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对乌江丰水期河水硫酸盐的硫同位素组成特征进行了研究。SO42-平均浓度为0.48 mmol/L,δ34S值为-11.5‰~8.3‰,干流河水δ34S值为-6.7‰~-3.9‰。河水的硫同位素组成主要受岩石风化及大气降水的影响,具有明显的区域性分异特征:上游碳酸盐岩地区河水的SO42-浓度高而δ34S值低,SO42-主要来源于煤中黄铁矿的氧化、矿床硫化物的氧化和大气降水;下游碳酸盐岩夹碎屑岩地区河水中的SO42-浓度低而δ34S值高,SO42-主要来源于大气降水和石膏溶解,煤中黄铁矿氧化生成的硫酸盐所占比重较低。乌江河水向贵州省外输出的SO42-通量为172×1010g/a,丰水期占全年SO42-输出总量的72%。来自煤、硫化物、雨水和蒸发岩的硫对丰水期河水中SO42-的平均贡献分别为:50%、25%、20%和5%。H2SO4对碳酸盐岩的侵蚀速率为35.1 t/km2/a(17.5 mm/ka),由此降低大气CO2消耗速率3.66×105mol/km2/a。 相似文献
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环境同位素硫在大同南寒武-奥陶系地下水资源研究中的应用 总被引：14，自引：4，他引：10
对山西大同口泉沟南寒武-奥陶系碳酸盐岩地下水(岩溶水)资源的开发研究中,利用不同价态硫富集34S的不同以及硫同位素分馏,主要是硫酸盐和硫化物中δ34S(SO42-)、δ34S(HS-)的变化,分析了岩溶水的来源,区分出表征循环交替和补给条件的三种地下水类型和环境,识别出口泉南水文地质区内各个地下水子系统及其相互关系。对岩溶水开发中泉域划分问题,使用硫同位素之间的关系,并结合硫酸盐中氧同位素δ18O(SO42-)以及14C关系,表明本区与相邻的两泉域相互独立。岩溶水中δ34S(SO42-)、δ34S(HS-)和δ18O(SO42-)有很大变幅,神头泉Z1岩溶水有罕见的异常值。 相似文献
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胶东蓬莱金成矿区的S-Pb同位素地球化学和Rb-Sr同位素年代学研究 总被引：8，自引：8，他引：8
蓬莱金矿区位于胶东三大金矿带中的栖霞-蓬莱金矿带内。本文系统研究了该金矿化集中区内的黑岚沟、大柳行和河西金矿的 S、Pb、Rb-Sr 同位素地球化学特征,并与招远-掖县成矿带中的玲珑金矿化集中区内的大型-超大型金矿床进行了对比研究。蓬莱金矿区δ~(34)S 值总体变化为6.3‰～9.5‰,平均值为7.5‰。其中河西金矿δ~(34)S 值为7.4‰～8.5‰,黑岚沟金矿δ~(34)S 值为6.3‰～9.5‰,大柳行金矿δ~(34)S 值为6.4‰～8.2‰。不同矿床的硫同位素组成差异十分小,并与玲珑金矿区的硫同位素组成相近(δ~(34)S=6.4‰～8.6‰,平均值为7.6‰)。蓬莱金矿区的铅同位素组成变化小,其中河西金矿~(206)Pb/~(204)Pb 为17.3086～17.4799,~(207)Pb/~(204)Pb 为15.5264～15.5543,~(208)pb/~(204)Pb 为38.0642～38.3698;大柳行金矿~(206)Pb/~(204)Pb 为17.3653～ 17.5037.~(207)Pb/~(204)Pb 为15.5142～15.5355,~(208)Pb/~(204)Pb 为38.1249～38.31 36:黑岚沟金矿~(206)Pb/~(204)Pb 为17.3558～17.5958,~(207)Ph/~(204)Pb 为15.5105～15.5746,~(208)Pb/~(204)Pb为38.0749～38.4361。投影到 Zartman and Doe(1981)铅构造模式图上,成分点落在造山带演化线附近。蓬莱金矿区与玲珑金矿区的铅同位素组成基本一致,部分数据与矿区内煌斑岩的铅同位素组成相近,而与赋矿围岩郭家岭花岗岩相差甚远,表明矿体中的铅可能与煌癍岩有相同的源区。矿石铅呈线性趋势分布,它正好位于煌斑岩与一个极具放射成因铅的胶东群地层的铅同位素组成之间,很可能说明矿石铅是壳幔混合的产物。对蓬莱金矿区黄铁矿的 Rb-Sr 同位素分析结果表明,河西金矿的成矿年龄为122.3±3.1Ma(MSWD=1.7),初始~(87)Sr/~(86)Sr 比值为0.71208;黑岚沟和大柳行金矿的成矿年龄为117.8±6.5Ma(MSWD=17),初始~(87)Sr/~(86)Sr 比值为0.71085。说明蓬莱金矿区具有与玲珑金矿区相近的成矿时代,两者均为120Ma 左右。锶同位素初始比值也说明成矿物质具有壳慢混合的特征。从蓬莱金矿区具有与玲珑金矿区一致的地质、地球化学和年代学特征可知,蓬莱金矿区具有产出大型一超大型金矿的巨大远景。 相似文献
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豫北山前冲洪积平原深层地下水硫酸盐（SO42-）呈现持续增高趋势,但其机制仍不清楚.为探讨深层地下水SO42-来源与污染机制,选择山前冲洪积平原不同赋存条件深层地下水作对比分析,借助水体水化学、氢氧同位素（δDH2O和δ18OH2O）、硫酸盐硫和氧同位素（δ34SSO4和δ18OSO4）,示踪人类活动影响下深层地下水SO42-的来源、污染途径及硫酸盐细菌还原过程.结果表明:深层地下水水化学、δDH2O和δ18OH2O以及δ34SSO4和δ18OSO4组成月际变化相对稳定,但不同地点的地下水组成呈现显著空间差异.研究区未受人为影响的深层地下水SO42-来源包括大气降水、黄铁矿氧化以及石膏溶解,且经历细菌还原作用;人为输入对深层地下水的影响表现为两种不同的途径和过程,一种是在山前补给区,因无显著的隔水层,在降水入渗和河水侧渗作用下,深层地下水显著受到人类活动来源硫酸盐（工业废水）影响.另一种是在排泄区,由于深层地下水过量开采导致地下水水位下降,上伏浅层咸水产生越流补给,造成深层地下水的SO42-浓度显著增加.研究结果很好地揭示了焦作山前冲洪积平原深层地下水受污染的机制,为我们有效管理和保护深层地下水资源提供重要科学依据. 相似文献
8.
为深入探究地下水系统中影响碘迁移转化的主控水文生物地球化学过程,对大同盆地典型高碘地下水区完成样品采集,分析地下水样品基础理化性质及碳硫同位素组成特征.结果表明,大同盆地地下水碘含量变化范围为14.40~1 030.00 μg/L,高碘地下水（I>100 μg/L）主要分布在盆地中心排泄区.地下水中溶解性无机碳的δ13CDIC值变化范围为-12.11‰~-9.79‰,硫酸盐δ34SSO4值介于4.04‰~16.63‰.δ13CDIC和DOC之间存在较明显的正相关关系,表明有机质的微生物降解过程是区域地下水无机碳的重要来源之一.同时,δ13CDIC与δ34SSO4一定的负相关关系表明硫酸盐是有机质微生物降解过程中潜在电子受体之一,且地下水水环境以偏还原环境为主.高碘地下水表现出低δ13CDIC、高δ34SSO4的同位素特征,表明有机质的微生物降解过程是控制地下水中碘迁移释放的主要过程之一,与该过程相伴而生的碘形态转化进一步促使碘以碘离子的形式在偏还原的地下水环境中发生富集. 相似文献
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青城子矿田是辽宁东部重要的金多金属矿田，成矿作用复杂.选择白云金矿和小佟家堡子金矿进行了硫同位素和氢氧同位素研究.结果显示矿田内小佟家堡子等金矿硫同位素含量为1.87‰~16‰，无明显的塔式分布；白云金矿的硫同位素含量为-10.3‰~+1.9‰.氢氧同位素测试结果显示白云金矿中石英δD含量为-108.3‰~-74‰，δ18O含量为8‰~15.9‰；而小佟家堡子等金矿的石英氢氧同位素分布则较为分散.综合分析认为，小佟家堡子金矿代表了早期金成矿，与变质作用有关；白云金矿代表了晚期金成矿作用；矿田内层状铅锌矿与小佟家堡子等金矿可能是同期成矿事件. 相似文献
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新城金矿是胶东金矿集区招远—莱州成矿带的一个"焦家式"蚀变型金矿床。本文主要通过C、H、O、S、Pb同位素研究,对新城金矿成矿流体、物质来源和成矿作用进行探讨和研究。新城金矿矿石中δD值范围为-116‰~-91‰,δ18O水值范围为3.8‰~7.2‰,表明成矿流体早期来源于岩浆水,成矿晚期混入大气降水。矿石硫化物、郭家岭花岗闪长岩、玲珑花岗岩和胶东群δ34S平均值分为7.9‰、6.5‰、8.5‰和6.2‰,认为矿石硫具有对矿区地层及岩浆岩硫的继承性。硫化物矿石206Pb/204Pb=17.115~17.414,207Pb/204Pb=15.460~15.577,208Pb/204Pb=37.912~38.196,显示铅具有壳幔混合来源的特征。碳、氢、氧、硫、铅同位素反映新城金矿成矿物质和流体主要来源于深部岩浆。 相似文献
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针对山东巨野新巨龙煤矿区地下水高TDS的现状,基于历史水质资料和取样测试结果,运用Piper三线图、相关性分析、氢氧同位素、Gibbs图解、离子比值与饱和指数等方法,探究其高TDS地下水水化学特征及成因。结果表明:随着建井和煤矿开采,研究区水化学环境发生改变,水化学类型不再是单一的SO4-Na型,深层灰岩水的类型中出现SO4·HCO3-Na和SO4-Ca·Mg型;研究区高TDS地下水的形成主要是因为含水层水动力条件差,高温水岩作用强,溶滤、蒸发浓缩作用明显,同时存在一定程度的反向阳离子交换作用;地下水体中白云岩和方解石表现为沉淀状态,石膏和盐岩处于溶解状态,是地下水主要成分Na+和SO42-的主要来源。研究成果不但为研究矿井水的构成、揭示煤矿区地下水污染及多场耦合的地下水演化过程和成因机制提供依据,还可为煤炭开采水害防治和矿井水处理利用奠定基础。 相似文献
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酸性矿井水在我国鲁西南、山西、内蒙、云南和贵州等煤矿区普遍存在,酸性矿井水其pH往往在2~5之间,高SO42?、HB、TDS、Fe、Mn。这些物质进入地下水、地表水或土壤后,会对其造成严重危害。文章选择山西阳泉市典型废弃煤矿区山底河流域为研究区,通过水文地质调查,水文地质钻探,水文地质剖面等方法阐述山底流域地层岩性,水文地质条件概况,得出受煤矿开采影响,与天然条件下相比山底河流域的地表水和地下水的补给、径流、排泄条件均发生了根本变化。补给通过破坏产生的导水裂隙带运移,以垂向运动为主;径流通过坑道,导水裂隙带运移,以横向运动为主;排泄以矿坑排水和泉水溢出方式为主。并简述山底河流域煤矿酸性矿井水试验站观测站分布情况与水化学特征。 相似文献
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贵州六盘水矿区地表水－地下水交换频繁,是重要的生活和工、农业用水水源,为保障该地区用水安全和可持续性,以六盘水典型矿业集中开发区为研究对象,于2015年9月共采集水样33件.运用水化学、相关性分析和离子比值法等进行了综合研究,结果表明:地下水化学类型大多为Ca-HCO3型,部分为Ca-SO4型;地表水大多为Ca-HCO3、Ca-SO4型;矿井水为NaHCO3,而酸性矿山排水为Ca-SO4型.水体中Ca2+、Mg2+和HCO3-呈显著正相关性,主要由碳酸盐岩溶解控制,Na+和K+主要为硅酸盐岩溶解,Cl-主要来源于城镇生活污水,NO3-主要受农业生产影响,SO42-来源多样.矿业活动、城镇化和农业生产影响了水体离子组成,矿业活动还会加速碳酸盐岩的溶解,三者使水体水化学类型发生明显变化.喀斯特岩溶关键带人类活动复合影响下,矿业活动是岩溶水系统中水化学特征变化的关键驱动因子. 相似文献
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岩溶地下水的水化学特征及其水岩作用过程研究对岩溶地下水合理开发利用和污染防治具有重要意义.综合利用水化学分析、主要离子比值、锶含量和87Sr/86Sr比值分析和反向水文地球化学模拟,深入分析了贵阳市地下水和地表水不同季节的水化学特征变化和水文地球化学演化过程.水化学特征分析表明,贵阳市地下水以HCO3·SO4-Ca型和HCO3-Ca·Mg型为主,水化学组成在季节和空间分布上存在一定的规律性变化,地表水与地下水的直接混合对地下水化学组成有一定的影响.锶同位素比值和水文地球化学反向模拟表明,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的控制,以方解石和白云石为主的碳酸盐的溶解－沉淀作用以及硫酸盐和岩盐的溶解是控制研究区地下水水化学特征的重要过程,并受上覆孔隙含水层硅酸盐矿物水解的影响. 相似文献
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川东明月峡背斜地下岩溶发育的强烈非均质性造就了独特的地下水径流模式,孕育出区域复杂的岩溶工程水文地质问题,查明明月峡背斜南段地下水径流模式对指导区内隧道工程选址及建设具有重要意义。文章在已有研究基础上,以“张关—排花洞”岩溶水系统为研究区,通过系统厘清区内水文地质条件,深入剖析区内地下水水文地球化学特征及水动力条件,明确区内岩溶含水介质不均一性控制下的地下水小尺度径流规律。结果显示:研究区地下水在平面上表现为形似“扫帚状”的径流模式:在补给、径流区,三叠系下统嘉陵江组一段（T1j1）、嘉陵江组三段(T1j3)地层（强岩溶化）与嘉陵江组二段（T1j2）、嘉陵江组四段 （T1j4）地层（弱岩溶化）呈间互状分布的特点导致相邻地层之间水力联系较弱,以地层为单位形成多个相对独立的岩溶水子系统;在研究区排泄区,受控于势汇最强的T1j3内部管道流对其他地层地下水持续的袭夺效应,地下水统一汇聚至排花洞暗河出口向御临河排泄,各岩溶水子系统最终整合为一个岩溶水系统。 相似文献
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针对煤矿水文地质勘探过程中存在的水文地球化学异常问题,以蒙陕矿区侏罗系含水层为研究对象,开展了水化学异常原因分析和判别标准构建,结果表明:勘探过程中以"水清沙净"为判别洗井完成的依据不充分,水泥浆残留是造成pH升高、矿化度降低等水化学异常的主要因素,因此结合蒙陕矿区深埋型煤田水文补堪和工作面探放水等工作成果,建立了由pH、矿化度（TDS）、HCO3-、SO42-等水质指标组成的"五要素"判别标准,对巴拉素井田水文补堪过程中采集的36组水样进行判别,可以迅速判断出存在水化学异常的8组水样。剔除水化学特征异常的水样点后,可以很清晰地建立巴拉素井田各含水层的水化学特征,第四系水化学特征与地表水比较接近,表现为低矿化度、弱碱性、重碳酸钙型水;白垩系洛河组含水层与第四系水力联系密切,但埋深有所增加,导致一定量Na+离子溶入,水化学特征演化为重碳酸钙钠型;安定组为区域性较稳定隔水层,导致直罗组和延安组含水层以侧向补给为主,地下水循环交替时间较长,形成了深部滞留特征的高矿化度（>2 500 mg/L）硫酸钠型地下水。 相似文献
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为查清济南市新旧动能转换先行区浅层地下水NO3-污染问题,对研究区7种污染源类型64件浅层地下水样品水质结果进行统计分析后认为:受人类活动影响,地下水中NO3-含量的高低往往与几种特定的水化学类型存在对应关系。4类主要污染源类型浅层地下水NO3-含量一般顺序为:垃圾渗滤液>禽畜养殖>生活污水>农业种植。垃圾渗滤液下渗导致的NO3-污染对应的主要地下水化学类型为HCO3·Cl-Na·Mg型,粪便渗滤液及尿液下渗主要对应产生HCO3·SO4-Na·Mg型、生活污水入渗对应产生HCO3·Cl-Na·Ca型,农业种植区主要对应HCO3-Na·Ca型。离子相关性分析表明,NO3-含量与Ca2+、Cl-存在相关关系。研究区以农业种植为主,大量氮素化肥和石灰等土壤改良剂的使用是导致浅层地下水NO3-与Ca2+相关的主要因素。NO3-与Cl-在地下水中同属较稳定离子,由长期的人类活动排放、入渗积累或蒸发浓缩富集,是一个地区人类活动密集程度和历史长度的综合反映,提出了NO3-与Cl-质量浓度联合评价地下水污染的基本方法。 相似文献
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为了阐明采动影响下华北隐伏型煤矿地下水化学演化规律,选取淮北煤田任楼煤矿为研究示范,运用系统聚类与主成分分析法对任楼煤矿不同时期的四含、煤系、太灰与奥灰含水层地下水水样的常规水化学指标（K++Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、HCO3-与CO32-）开展多元统计分析,从而划分不同水化学类型,进而揭示地下水化学形成条件。研究结果表明:地下水"脱硫酸"程度揭示系统逐渐封闭,受采动影响逐渐减弱;"硬化"程度揭示系统逐渐开放,受采动影响逐渐增强;"咸化"作用贯穿于"脱硫酸"与"硬化"作用过程中。而且,地下水因受采动与"咸化"作用影响,"脱硫酸"与"硬化"作用程度表现几乎相反的变化趋势。 相似文献
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金属硫化物矿山的废石堆场受降水淋滤影响而发生硫化物氧化,产生硫酸并释放重金属,因此采矿工程产生的废石是水污染不可忽视的来源。前人关于金属硫化矿物氧化的机理研究大多集中在单一矿物的室内实验,与野外情况匹配度较低。本研究从岩样(矿石和废石)、水样(河水、地下水、废弃尾矿库渗滤液)的水化学、微量元素和锶同位素等方面,分析某铅锌矿废石堆场对水环境的影响,并讨论其产生的化学组分在野外环境中的变化规律及机理。研究结果显示,金属硫化物氧化造成了河水酸化,pH低至2.38,SO42-高达9421 mg·L-1,同时微量元素中Zn、Pb、Ni、Mn、Cd质量浓度远超饮用水限值,如Zn达到了582 mg·L-1(饮用水限值为1 mg·L-1),且浓度与pH负相关。河水酸化的主因是黄铁矿、磁黄铁矿的氧化作用,并贡献了河水中大部分的SO42-。闪锌矿等矿物在贡献了河水中少部分SO42-的同时,也是重金属元素的主要来源。地下水离子浓度较河水低,pH在中性左右。虽然主要是受到侧向山体地下水补给稀释,但碳酸盐和硅酸盐对酸起到的中和作用对酸性水的治理有很大启示价值。以上机理的认识对于废石对水土环境污染的防治具有重要意义。 相似文献