三种常见水化学类型的地下水

NaHCO3型水——苏打水
形成作用与条件
– 2、脱硫酸作用
在封闭还原环境中，脱硫酸菌参与脱硫酸作用，水中SO42-减少乃 至消失，出现H2S，形成苏打水。
2C有机 SO42 2H2O 2HCO3 H2S
– 条件
发生在湖泊、海洋底部淤泥沉积物中，沼泽及盆地深部承压含水 层中，尤其是油田水中，在上述情况中，Na+常为主要阳离子；
反应方程 – Na0.62Ca0.38Al1.38Si2.62O8 + 1.38CO2 + 4.55H2O = 0.69Al2Si2O5 (OH)4 + 0.62Na+ + 0.38Ca2+ + 1.24H4SiO4 + 1.38HCO3-
Na2SO4型水
形成过程
– 含钠长石的侵入岩区，与含SO42-、HCO3-的渗入成因地下水， 发生相互作用可形成Na2SO4型水。
如果水中不仅主要含有Na+，还含有较多的Ca2+、Mg2+，那么只有 在Ca2+、Mg2+以磷酸盐矿物的形式沉淀后，才会出现苏打水，即 只有在这些水相对于磷酸盐矿物饱和以后，才有可能形成苏打水。
NaHCO3型水——苏打水
形成作用与条件
– 3、风化作用
原理 – 含Na的铝硅酸盐矿物（如斜长石）在含CO2的大气降水 作用下发生水解，水中出现Na+和HCO3– 上述情况常见于侵入岩的风化壳中
Ca(HCO3 )2 2Na (吸附) 2NaHCO 3 Ca 2 (吸附)
– 条件
灌溉地段洗盐 ：潜水盐化使Na+的浓度增大，使土壤中富含吸附 状Na+ ，而用HCO3-Ca水灌溉时，可出现阳离子交替吸附作用， 形成苏打水。
在滨海平原发生海退作用后，在海退不久的地方，富含Ca2+的陆 地水与富含吸附状Na的刚形成的海相粘土质沉积物进行上述阳离 子交替吸附作用，形成苏打水。
课堂作业4：
某一盆地孔隙地下水系统受到边山地区岩溶水 的侧向补给，补给水在山区先后流经纯灰岩地 层、含大量石膏的灰岩地层，在进入盆地中心 后，含水介质中粘土成分（其中含大量交换性 钠离子）大大增加，问地下水在径流过程中主 要化学组分的变化，以及最终形成的地下水化 学类型？
Knowledge is everything….
CaSO4 + 2Na+ = Na2SO4 + 2Ca2+
NaCl型水
概述
– 自然界98%的地下水属卤 欧美划分（据TDS，mg/L）
水、盐水和咸水，其水化
学类型以氯化物型为主； 淡水 0-1000
– 自然界也可形成氯化物型 咸水 1000-10000
的淡水，如四川沙沟村的 盐水 10000-100000
Na2SO4型水
形成过程
– 苏打水与硫酸镁型水相混合，经混合作用形成MgCO3沉淀与 Na2SO4型水。
– 苏打水在流经含石膏地层时将沉淀形成更难溶的方解石，以及 Na2SO4型水。
– 阳离子交替吸附：在石膏区形成的SO4-Ca型水如进一步通过含 吸附态Na+的粘性土，经阳离子交替过程后形成Na2SO4型水。
一门ห้องสมุดไป่ตู้于地下水的科学
水文地球化学
主讲：郭清海
三种常见水化学类型的地下水
以上不同岩性地区的地下水化学演化过程说明地下水流 经过相同的岩层，可能会造成不同的结果；
下面，我们举例说明地下水流经不同的岩层，经过不同 的水化学过程后，也可能会形成相同的水化学类型。
–NaHCO3型水（苏打水）
γNa /γCl >1；(γNa -γCl )/γSO4 >1
– 地壳表层处于氧化条件的苏打水入渗至深部的硫化矿床及含煤 地层（常含有硫化物）中，也可形成Na2SO4型水。其形成是由 于与矿体或含煤地层接触反应，硫化物被氧化，产生SO42-，使 水中SO42-含量剧增，pH降低，形成Na2SO4型水。
– 在含芒硝的盐矿区可见到Na2SO4型水，这种情况下水中常含有 Cl-，水的TDS可达40～100g/l。
–Na2SO4型水
γNa /γCl > 1；(γNa-γCl)/γSO4 <1
–NaCl型水
NaHCO3型水——苏打水
化学成分特征
– 呈碱性（pH > 7，一般在8左右） – 软水或极软水 – 矿化度多在0.6 g/L以上
NaHCO3型水——苏打水
形成作用与条件
– 1、阳离子交替吸附作用
Cl-Na型水，TDS仅
0.264g/l。
卤水 > 100000
NaCl型水
形成过程
– 在侵入岩风化壳中可能含有一定量的Cl-Na水，这里钠离子 由含钠的铝硅酸盐矿物水解而进入地下水中， Cl-则是矿物结 晶格架中分散状的Cl遭受破坏进入水中；侵入岩一般贫Cl-， 故水的rCl < rNa。这种方式形成的水蒸发浓缩时，常变为ClNa型咸水，但仍保持rCl < rNa ；
– 含盐沉积物及盐矿区，由溶解作用形成Cl-Na型水，一般为 咸水、盐水或卤水。
NaCl型水
形成过程
– 大陆盐渍化地区，强烈的蒸发浓缩作用可形成Cl-Na 型水；
– Cl-Na型水可由不同成分的水混合而成，这与含水层 中是否存在岩盐无关。例如， Na2SO4型水与CaCl2型 水发生混合：
Na2 SO4 CaCl2 2H2O 2NaCl CaSO4 2H2O