巴丹吉林沙漠湖泊及其下游地下水同位素分析_陈建生

本文由国际原子能机构TC 项目“河海大学院士基金项目”资助。责任编辑:宫月萱。第一作者:陈建生,男,1955年生,教授,博士,博士生导师,主要从事同位素水文学,渗流理论与探测技术研究;E -mail :j schen @hhu .edu .cn 。

巴丹吉林沙漠湖泊及其下游地下水同位素分析

陈建生1)

　凡哲超1)

　汪集

2)

　顾慰祖1)　赵　霞

1)

(1)河海大学,江苏南京,210098;2)中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029)

摘　要　本文通过环境同位素水化学等分析方法研究了祁连山北侧、龙首山、巴丹吉林沙漠、古日乃、拐子湖和额济纳盆地的

泉水和井水的来源,揭示了巴丹吉林沙漠等下游地区的地下水来自于祁连山降水的补给,平均补给高程为3300m ,祁连山顶部存在大片裸露的灰岩地层,雪水融化后沿着喀斯特地层或山前大断裂补给到深部,穿过龙首山直接补给到巴丹吉林沙漠及其下游地区,在沙漠湖泊中发现的钙华与钙质胶结证明地下水经过了石灰岩地层,承压水通过越流补给到浅部含水层,通过蒸发量计算得到的地下水补给量接近6×108m 3/a ,承压水中地下水的年龄为20～30a 。关键词　巴丹吉林沙漠　钙质胶结　环境同位素　承压地下水　湖泊

Isotope Methods for Studying the Replenishment of the Lakes and Downstream

Groundwater in the Badain Jaran Desert

CHEN Jiansheng 1)

　FAN Zhechao 1)

　WANG Jiyang 2)

　GU Weizu 1)

　ZHAO Xia

1)

(1)Hehai Un iversity ,Nanjing ,Jiangsu ,210098;2Institu te of Geol ogy and Geophysics ,CAS ,Beijing ,100029)

A bstract I n this paper ,the sources of spring wa ter and well water on the no rthern side of the Qilian M ountain and in Lo ngshou M ountain ,Badain Jaran Desert ,Gurinai ,G uaizi Lake and Ejina Basin are studied by the methods of environmental iso topes and w ater

chemistry .T he g roundwater in dow nstream areas such as Badain Jaran Deser t is found to be recharged by the precipitation of the Qi -lian M ountain ,with the average recharge elevation being 3300m .Lots of naked limestone lay ers ex ist at the top of the Qilian M oun -tain .The melted snow water of the Qilian M ountain infiltrates into the deep lay er ,passes through the karst strata o r large faults in f ro nt of the mountain ,and directly recharges Badain Jaran Desert and its downstream areas via the Long shou M ountain .T he calcare -ous cement and travertine found in the lakes of the desert prove that the groundw ater passes through the limestone layer .Confined w ater recharges the shallow aquifer by means of leakage .T he calculation of the evapora tio n amount show s that the groundw ater recharge volume is six hundred million cubic meters per year ,and the age of the confined g roundwater is 20～30y ears .Key words Badain Jaran Desert calcareous cement and traver tine environmental isotope co nfined groundw ater lake

通过稳定同位素、水化学、水文地质等方法进行的额济纳盆地与古日乃草原地下水的补给源调查研究已经取得了初步的成果:调查研究中发现额济纳盆地的地下水与巴丹吉林沙漠的地下水同出一源,是由巴丹吉林沙漠补给到古日乃和额济纳盆地的,而且与黑河水不存在相关关系。研究发现,额济纳盆地与古日乃草原存在多含水层结构,额济纳盆地承压水的水头高出潜水位约60m ,承压水通过越流补给潜水。在国际原子能机构的支持下,研究中对巴丹吉林沙漠及其周边地区的承压地下水中的同位

素δD 、δ18O 、3

H 、CFC (氟里昂)、温度、电导、水化学进行了测试,并做了钻孔中人工同位素测定地下水

流速、流向等试验。通过试验与分析初步确定了承压地下水的来源、补给量和补给通道等,为进一步的深入研究奠定了基础。此次工作通过水-岩相互作用和CFC 证据,确认额济纳盆地地下水的补给年龄只有30a 左右,是完全可以开发利用的。

1　祁连山、巴丹吉林沙漠、拐子湖、古

日乃水文地质概况

祁连山主要是由前寒武纪变质岩系、早古生代这两个时期的各种变质岩系构成。前寒武纪期间,祁连山曾作为原始古地台的一部分与华北台块联成一个整体。震旦纪初开始下沉,形成NWW —SEE

2003年12月

24卷6期:497-504

地　球　学　报AC TA

GEOSCIEN TICA SINICA

Dec .2003

24(6):497-504