9.第九章 地下热水的分布规律和水化学特征
水文地球化学的含义
水文地球化学的含义。
水文地球化学是水文地质学的一部分；它是在水文地质学及地球化学基础上发展起来的；它的主要研究对象是地下水化学成分的形成和演化，以及各种组分在其中的迁移规律；它是探索地球壳层中各带地下水地球化学作用的学科。
水文地球化学的研究对象及意义。
对象：水文地球化学的研究对象不仅是地下水本身，而且应该揭示地下水活动过程中种种水文地球化学作用对各种地质现象的影响和关系。
意义：（1）水文地球化学研究可以解决地下水的形成和起源问题。
（2）水文地球化学研究可以查明地下水的分布和形成规律，为阐明水文地质条件、评论地下水资源增添些有效的方法（3）水文地球化学研究可阐明人类活动对地下水的影响，成为自然资源的合理利用、保护、以及防止环境污染（地下水污染）等课题的理论基础。
（4）水文地球研究可为矿床的形成提供水文地质分析方面的依据，为找矿提供有用的信息。
（5）在与地下热能开发有关的地下热水、饮用与医疗矿泉水及地质环境与人体健康等各方面，水文地球化学研究成果也将显示出它的作用，并做出应有的贡献。
水分子的缔合作用：由单分子水结合成多分子水而不引起水的化学性质改变的现象，。
水的特异性质：水具有独特的热力学性质、水具有较大的表面张力、水具有较小的粘滞性和较大的流动性、水具有高的介电效应、水具使盐类离子产生水合作用的能力、水具有良好的溶解性能活度的定义：指实际参加化学反应的物质浓度，或指所研究的溶液体系中化学组分的有效浓度。
活度用于气体和蒸汽时，叫逸度或挥发度质量作用定律：一个化学反应的驱动力与反应物及生成物的浓度有关。
自由能：指一个反应在恒温恒压所做的最大有用功活度系数的计算对于矿化度＞100mg/L的天然水离子强度< 0.1mol/L用Debye-Huckel试饱和指数的概念：是确定水与矿物处于何种状态的参数，以符号“SI”表示。
E o指在标准状态下，金属与含有该金属离子且活度为1mol/L的溶液相接触的电位，称为该金属的标准电极电位：脱硫酸作用：在缺氧、有脱硫酸菌存在的情况下，SO42-被还原成H2S等的过程氯化物水:地下水中的Cl-含量随地下水矿化度的增高而增高。
第八章 地下热水分布规律和水化学特征
8.1 地下热水的分布规律
❖ 三、我国地下热水分布规律
1、板缘地热带的火山和近期活动型地下热水 （1）近代火山型：主要由火山喷发作用形成，我国没 有这种类型水。 （2）近期岩浆活动型：我国主要分布在青海、西藏、 云南及四川一带，其热水点1000处以上，最著名的是西 藏羊八井和云南腾冲。
2、标志性元素 这类热水的标志性元素有硅酸、氟、氡。
8.2 地下热水的水化学特征
❖ 一、隆起带断裂构造型地下热水
2、标志性元素 （1）硅酸 主要以H4SiO4和H2SiO3的形式存在，其含量取决于
水温、岩性和pH值等因素、一般花岗岩地区最高，灰 岩地区最低。江西省温泉可溶性SiO2大多为40～80mg/L， 部分为100mg/L，最高达150～160mg/L。
8.1 地下热水的分布规律
❖ 三、我国地下热水分布规律
3、板内地热带的沉降带盆地型地下热水 （2）分布 A、松辽―海南热水带：从松辽平原－华北平原－江 汉平原－雷琼盆地。 B、呼伦贝尔―四川热水带：呼伦贝尔－陕北高原－ 四川盆地。 （3）成因 主要是地热增温（3℃/100m），一般在1000m以下深 度可得到50～60℃的热水。
2、板内地热带的隆起带断裂构造型地下热水 （ 2）分布 A、胶辽―东南沿海带：包括辽东、胶东半岛、湖
南、湖北、江西、福建、广东、台湾等热水点800多处， 占全国总数的1/3。超过100℃的热水点不多见，但在台 湾和福建有多处达到100℃以上。
B、冀垫―雪峰带：包括河北、山西、太行山、秦岭 东段、湖南西部、广西东部等山区。热水点300多处， 水温多小于60℃，为中低温热水。
8.2 地下热水的水化学特征
水文地球化学习题
水文地球化学习题第一章第二章水溶液的物理化学基础1．常规水质分析给出的某个水样的分析结果如下（浓度单位：mg/L）：Ca2+=93.9； Mg2+=22.9； Na+=19.1； HCO3-=334； SO42-=85.0； Cl-=9.0；pH=7.2。
求：（1）各离子的体积摩尔浓度（M）、质量摩尔浓度（m）和毫克当量浓度（meq/L）。
（2）该水样的离子强度是多少？（3）利用扩展的Debye-Huckel方程计算Ca2+ 和HCO3-的活度系数。
2．假定CO32-的活度为a CO32- =0.3410-5，碳酸钙离解的平衡常数为4.2710-9，第1题中的水样25℃时CaCO3饱和指数是多少？CaCO3在该水样中的饱和状态如何？3．假定某个水样的离子活度等于浓度，其NO3-，HS-，SO42-和NH4＋都等于10-4M。
反应式如下：H+ + NO3- + HS- = SO42- + NH4＋问：25℃和pH为8时，该水样中硝酸盐能否氧化硫化物？4．A、B两个水样实测值如下（mg/L）：求：Na+ + K+、TDS、盐度、总硬度、暂时硬度、负硬度。
5．请判断下列分析结果（mg/L）的可靠性，并说明原因。
6．某水样分析结果如下：试计算Ca2+的活度(25℃)。
7．已知一水样（水温25℃）化学成分如下：试问：（1）离子强度是多少？（2）根据扩展的Debye-Huckel方程计算，Ca2+和SO42－的活度系数？（3）石膏的饱和指数与饱和率是多少？（4）使该水样淡化或浓集多少倍才能使之与石膏处于平衡状态？8．已知温度为298.15K（25℃），压力为105Pa（1atm）时，∑S=10-1mol/l。
试作硫体系的Eh-pH图（或pE-pH图）。
9．简述水分子的结构。
10．试用水分子结构理论解释水的物理化学性质。
11．温、压条件对水的物理、化学性质的影响及其地球化学意义。
12．分别简述气、固、液体的溶解特点。
地下水的物理性质及化学成分
有机质 腐植质
鉴别气味时，一般将水加热至 40℃，这时气味最为显著。低温 时气味不易嗅别
五、地下水的味（味道）
水中含有化学成分 NaCl Na2SO4 MgCl2、MgSO4 铁较多 咸味 涩味 苦味 铁锈味
味道
CO2
水味清凉可口
• 水中含盐分（各种物质，矿化度） • 过低时水淡而无味， • 过多时水不适口。
• 二、地下水的化学性质
包括水的酸碱性、矿化度、硬度、侵蚀性等。 1.地下水的酸碱性:取决于水中H+ 浓度。 pH 值 地下水分类 pH值
强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水 强碱性水 ＜5 5～7 =7 pH=7～9 ＞9
图2-1 水中CO2、HCO3—、CO32—与pH值的关系
从图中可以看出 pH值不同，水中碳酸量也不同。 随pH值增高，水中HCO3- 含量增大，CO2含量减小。 但当pH＞8 时，随pH值增高水中 HCO3- 含量减小， 而CO2 含量却增高。
（三）地下水中的胶体成分
•
地下水中胶体成分虽然很多，但由于许多胶体不稳定， 易生成次生矿物而沉淀（如Aｌ(OH)3胶体易生成水矾 土、叶腊石沉淀），有的胶体溶解度很小（如SiO2）， 故一般胶体在地下水中含量很低。地下水中的胶体成 分主要来源于有关矿床的风化分解。
• （四）地下水中的有机质及细菌成分
• 2）常温带 指地温的年变化幅度＜0.1℃的 地带。 • 一般年常温带的温度略高于当地年平均气 温，在相当于海平面的地区约高0.8℃，在 海拔200～500m的地区约高1～2℃。年常 温带实质上是太阳辐射热与地球内热共同影 响的热平均带。此带地下水的温度表现为周 期性年变化的特点，地下水温度与当地年平 均气温相近，水温变化幅度一般不超过1℃。 • 深度与地表温度的年变化幅度、岩石及土壤 的物理性质、水文地质条件等因素有关。
广东省惠州地区地下热水形成及分布规律
广东省惠州地区地下热水形成及分布规律摘要惠州地区降水丰富，地表水补充充分，岩浆岩的分布、地质构造特征以及地下热矿水的形成及赋存相关的热源、水源、通道、储热层、保温盖层均显示区内存在隐伏的储热构造及丰富的地下热水资源。
关键词地下热水；形成条件；布规律地下水在一定地质条件下，因受地球内部热能影响而形成温度不同的地下热水。
地下热水被广泛地用于工业、农业、医疗、发电、采暖、旅游业等。
由于在开发利用地下热水方面的优秀成果，2011年3月，惠州市龙门县作为全国仅有的5个地区之一、广东省唯一的一个县被国土资源部授予首批“中国温泉之乡”殊荣。
本文将结合地质背景分析惠州地区地下热水形成的条件及分布规律。
1 区域地质背景惠州地区属于新华南准地台中的二级东南沿海断褶带，紫惠拗断束西南段，粤中拗褶带的部分，浙闽粤沿海拱断束。
1.1 地层惠州地区出露地层，与广东省范围内其他地区比较，是相对复杂。
按自新到老层序，基本岩性组合概述如下：第三系：丹霞群（Edn）；白垩系：上统南雄群（K2dh）；侏罗系：中上统高基坪群（J2+3gj），下统金鸡组（J1j，金鸡组）；石炭系：中～上壶天群（C2+3ht），下统大塘阶梓门桥段（C1dz）、测水段（C1dc）、石磴子组（段，C1ds，），下统岩关阶孟公坳组（C1ym）；泥盆系：上统的帽子峰组（D3t，也称锡矿山组D3x）、天子岭组（D3t，也称佘天桥组D3s），中~下统东岗岭组（D2d，也称为棋子桥组D2q）、桂头群（D1+2gt）；奥陶系：中～上统龙头寨组（O2+3lt），下统奥陶（O1）；寒武系：八群组（∈bc）。
1.2 构造惠州地区的构造形迹分为纬向构造体系、新华夏系构造体系（含华夏系构造成分）。
1.3 岩浆岩1.3.1 侵入岩以大型花岗岩岩基为主，如罗浮山岩体、佛冈岩体，次为花岗闪长岩或闪长花岗岩，另外局部发育大量不成规模的基性岩脉，岩体出露面积约占30%。
花岗岩主要是燕山三期的花岗岩体，其次是燕山四期及补充期的花岗岩体燕山三期的岩体多为中~粗粒黑云母花岗岩，结晶分异差，边缘相带不甚发育甚至无边缘相带，显示其为深层浸入产物。
地下水组分特征教学课件
某地区地下水污染治理案例
总结词
该案例介绍了某地区地下水污染的来源和治理措施。
详细描述
某地区地下水污染主要来源于工业废水和生活污水的排放。为了治理该地区的地下水污染，采取了一系列措施， 包括源头控制、污水治理和生态修复等。经过多年的治理，该地区地下水质量得到明显改善，恢复了生态平衡。
某地区地下水保护实践案例
含有硫酸根离子（SO4^2-）和重碳酸根离 子（HCO3-）。这种水味道苦涩，不宜直 接饮用。
氯化物盐水型
淡水型
含有氯离子（Cl-）和钠离子（Na+）。这 种水味道咸苦，不宜直接饮用。
含有较低浓度的溶解固体，主要是重碳酸 根离子（HCO3-）和氯离子（Cl-）。这种 水是良好的饮用水源。
03
地下水组分特征分析
地下水的主要离子
阳离子
主要有钙离子（Ca^2+）、镁离子（Mg^2+）、钠离子（Na+）等。这些离 子主要来源于地壳岩石的风化和溶解。
阴离子
主要有重碳酸根离子（HCO3-）、硫酸根离子（SO4^2-）、氯离子（Cl-）等 。这些离子主要来源于岩石的溶解和大气降水的化学反应。
地下水的硬度分类
01
02
提高公众意识
加强地下水保护宣传教育，提 高公众对地下水资源的认识和
保护意识。
05
案例分析
某地区地下水组分特征分析
总结词
该案例介绍了某地区地下水的化学组分特征，包括主要离子、溶解性总固体和 pH值等。
详细描述
通过对某地区地下水进行长期监测和分析，发现该地区地下水的主要离子为 Ca2+、Mg2+、HCO3-等，溶解性总固体较高，pH值呈中性。这些组分特征反 映了该地区地下水的自然形成过程和地质环境。
9-岩浆成因水
水文地球化学
主讲：郭清海
岩浆成由岩浆直接分异出来 的水；
–
在广义上，指地下水的组分或水温受到了岩浆活动的 影响——即与岩浆活动有关的地下水。
在岩浆的高温作用下自岩石中脱出的水（即变质成因水）； 地下水在深循环后受到地球深部局部熔融体的烘烤，其温度 与岩浆活动有关；此时异常高的水温可使地下水从围岩中获 得常温时难以大量溶滤的组分，使其表现出与常温地下水不 同的水化学特征。
– –
地下赋存热水或地表有热泉出露 地热异常——热流值高于全球平均值
热流值：单位时间内通过地球表面单位面积散失的热量 全球平均热流值：5.9～6.3×10-6J/(㎝2*s)
几个基本概念
地热的来源
–
–
岩浆活动 地温梯度：与太阳辐射没有直接联系，主要来源于地球内部铀238、铀
235、钍232和钾40等放射性元素衰变产生的热能
Knowledge is everything….
式中：T——热储温度，℃； C1——水中钾的浓度，mg/L； C2—水中镁的浓度，mg/L。
地球化学温标
钾钠地热温标
–
地热资源地质勘查规范: 根据水岩平衡和热动力方程 推导的用以计算深部温度的一种温标。 计算公式为：
1390 T 273.15 1.75 lgC 1 / C 3
式中：T——热储温度，℃； C1——水中钾的浓度，mg/L； C3——水中钠的浓度，mg/L。
地球化 学温标
研究意义
–
–
–
岩浆成因地下热水可作为反映地球内部地质过 程的“望深镜”，为深部地质过程的研究提供 有重要价值的信息； 岩浆成因地下热水的水温远远高于其他成因的 热水，在能源利用领域有重要意义； 岩浆成因地下热水常含有许多对人体有益的微 量元素和气体组分，可作为医疗或饮用矿水， 有重要的开采价值。
地下水的物理性质
库尔洛夫式表示法：
横线上下：
表示阴阳离子——分别按毫克当量百分数自
大到小顺序排列,小于10%的离子不予表示。
横线前：
依次表示特殊成分、气体成分、矿化度(以
字母M为代号),单位为g/L；
水文地球化学的研究必须与地下水运动 的研究紧密结合。
地下水水质的演变具有时间上继承的特点：
自然地理与地质发展历史给予地下水的
化学面貌以深刻影响，故不能从纯化学角度 , 孤立、静止地研究地下水的化学成分及其形 成,必须从水与环境长期相互作用的角度,去 揭示地下水化学演变的内在依据与规律。
§3 地下水的化学特征
第六章
地下水的物理性质
本章内容
地下水的温度 地下水的其它物理性质特征
地下水的物理性质包括水温、颜色、透明度、味道、气
味、比重、放射性、导电性。
一、地下水的温度
地下水的温度主要受当地地温变化的影响。要研究地下 水的温度，首先要研究地温的变化规律。
地壳表层有两个热能来源:
太阳的辐射； 地球内部的热流。
注意：
溶滤作用与溶解作用在内涵上的区别 溶滤作用：在不破坏晶体结晶格架情况下，部分组分进入地下水中的作用。如难 溶的硅铝酸盐中的某些成分。 溶解作用：破坏了矿物的结晶格架，使矿物的全部成分进入地下水中。如氯化钠。
第七章
地下水的化学成分
及其形成作用
本章内容
概述
地下水的物理性质
地下水的化学特征 地下水化学成分的形成作用 地下水化学成分的成因类型
初一地理地下水特征解析
初一地理地下水特征解析地下水是地球上主要的淡水资源之一，它对人类生活和农业生产具有重要意义。
了解地下水的特征对于科学管理和合理利用水资源至关重要。
本文将从地下水形成、地下水的分布及特性、地下水的利用等方面进行解析。
一、地下水的形成地下水形成主要是通过降水和地表径流的入渗作用，水分渗透到地表下方，逐渐形成地下水。
地下水主要来自于雨水和融雪水，它们经过渗透作用进入地下层，与地层中的孔隙、裂缝及水溶解的矿物质相结合形成地下水。
二、地下水的分布及特性地下水的分布受多种因素影响，主要包括地层的渗透性、岩石的储水能力以及地下水补给和补给区域的地形等。
在地下水分布上，一般存在高含水层和低含水层之分。
高含水层是地下水储存较多的地层，一般由砂岩、砾石、砂砾和碎屑岩等构成。
低含水层则是储存较少的地层，通常由粘土、页岩和麻粒岩等构成。
地下水的特性主要包括温度、颜色、盐碱度、溶解氧等方面的特点。
三、地下水的利用地下水的利用主要包括饮用水供应、农业灌溉、工业用水等多个方面。
由于地下水相对稳定和优质的特点，被广泛用于城市供水系统中。
同时，地下水对于农业生产也具有重要意义，尤其是在干旱地区或离水源较远的地方，地下水可以通过抽水机井取水进行农田的灌溉。
此外，地下水还被广泛用于工业生产和发电厂的冷却系统中。
总之，地下水是一种重要的自然资源，对人类生活和经济发展至关重要。
了解地下水的特征，可以帮助我们更好地管理和利用这一宝贵的淡水资源。
通过科学的方法，保护和合理利用地下水，将有助于维持水资源的可持续发展，并推动生态环境的改善和社会经济的可持续发展。
地下水分布
地下水分布
地下水分布是指地下水在地下的空间分布情况。
地下水主要分布在地下水层中，其分布受到地质、地形、气候、降雨和地下水补给等因素的影响。
以下是地下水分布的一般特点：
1. 地下水位：地下水位是指地下水面与地面之间的垂直距离。
地下水位高低反映了地下水的充沛程度。
一般来说，地下水位在山区较高，而在平原地区较低。
2. 地下水流动：地下水在地下水层中以水流的形式存在，其流动受到地下水层的渗透性、压力梯度和水文地质条件等因素的影响。
地下水的流动方向一般遵循地表水流动的规律，即从高处向低处流动。
3. 地下水补给：地下水补给是指地下水层中的水源补给过程。
主要有降雨、河流水、湖泊水和融雪等形式的补给。
补给量受到降雨量、地表径流、蒸发蒸腾等因素的影响。
4. 地下水质：地下水质是指地下水中溶解物质和微生物的含量和组成。
地下水质受到地下水层的地质构造、地下水补给水源的质量、人类活动等因素的影响。
地下水质的好坏对地下水的利用和人类生活有重要影响。
总之，地下水分布是一个复杂的系统，受到多种因素的综合影响。
精确描述地下水分布需要进行详细的水文地质调查和监测工作，通过采集地下水位、地下水流速、地下水
质等数据，并进行分析和建模，才能得出准确的地下水分布情况。
太原市地下热水成因分析
太原市地下热水形成的原因分析1.背景条件1.1地形地貌太原市位于山西省中部，北、东、西三面环山，地势北高南低，东西两侧高，中间低。
由于新构造运动的差异性，盆地内东西两侧地形具有明显不对称性，西侧山区与盆地地形突变，两者直接相接，边山洪积扇呈裙状起伏，扇小而坡降大；东侧地形缓慢变化，山区与盆地间存在宽窄不等的黄土丘陵和台塬，边山较大的沟谷形成冲洪积扇伸入盆地中心，构成宽阔平缓的洪积倾斜平原。
1.2气象太原市属暖温带半干旱大陆性季风型气候，年平均气温偏低，地区差异明显，昼夜温差较大，蒸发量大，降水偏少而集中。
全市多年平均(1956年—1993年)降雨量为474.9mm，最大为?07.1mm(1964年)，最小为209.0mm(1972年)。
年内及年际分配极不均匀，年内降水的60％，集中在六至九月份，年际降水最大年是最小年的3.4倍。
降水的区域分布特点是山区大于盆地，北部大于南部。
全市多年平均蒸发量为1871.8mm，山区为1946.1mm，盆地为1784.0mm，蒸发量为多年平均降水量的四倍。
多年平均气温为9.5℃，主导风向冬季为北风和西北风，夏季为南风和东南风，最大冻土层厚度1.06m。
无霜期多年平均为202天。
1.3水文太原市境内水系较为发育，大部分属黄河一级支流汾河水系，汾河由北而南贯穿全市，境内长约170km，境内流域面积6370km2，汇入的较大的支流有涧河、天池河、屯兰川、原平川、大川河、杨兴河、潇河等季节性河流。
太原市河川径流的地区分布基本与降水分布一致，并与地形、岩性、植被等下垫面条件及河道地表水与地下水的交换有关，总的分布规律是：山区大于盆地平原区，土石山区大于黄土丘陵区，灰岩山区入渗强烈，难以形成径流。
受复杂的下垫面条件及降水影响，汾河右侧径流深明显大于左侧。
由于岩溶水分散补给，集中出露的特点，径流沿河流上下游具有明显的不连续现象。
径流的年内分配受气候和降水的影响，具有明显的丰、枯季，6—9月径流量占年径流量的7 0％以上，丰水年河川径流年内集中程度高于枯水年。
9.第九章 地下热水的分布规律和水化学特征
图8—2 广东省某地热异常区浅层地下水等温线图 （据原广东省地矿局水文地质队资料）
图8—3 广东省莲花山断裂带温泉分布示意图 （据原广东省地矿局水文地质队资料）
9.2 地下热水的水化学特征
二、火山和近期岩浆活动型地下热水
1、近代火山型 火山活动带出巨大热量，成为水加温的巨大热源， 从而在火山附近形成地下热水。 （1）水平方向水化学特点（浅部） 水型： SO4-Cl型水或Cl -SO4型水； 阳离子： H+、Fe、Al、NH4+； pH：1.0~3.0，或更低，强酸性； 气体：SO2、CO2、H2S、HCl、HF； 矿化度：为几g/L,或更高； 特殊组分：盐酸，硫酸，硅酸，偏硼酸； 分布范围：很小。
二、火山和近期岩浆活动型地下热水
1、近代火山型 （2）垂直方向水化学特点（深部） 在深部还原条件下生成的热水和蒸气。 水型：Cl-Na或Cl-HCO3-Na型水； M：＜4-5g/L； pH>7； 气体：CO2为主，H2S 、N2次之； 特殊组分：SiO2含量很高，一般为100-200m/L,，可 达300-600mg/L，Br、F、Li含量较高。
9.2 地下热水的水化学特征
三、沉降带盆地地下热水
我国大面积分布着中、新生代陆相沉积盆地，但由 于盆地的沉积环境、发展历史和基底构造的不同，其中地 下热水的水化学成分比较复杂，总体上有如下特点： （1）一般服从盆地地下水化学成分水平和垂直分带 规律，即随深度增加为HCO3、SO4、Cl物型水，矿化度不 断增高； （2）松辽、华北、江淮、准噶尔盆地地下热水，矿
Thinned or fractured crust allows magma to rise to the surface as lava. Most magma doesn't reach the surface but heats large regions of underground rock.
水文地质学基础：地下水的物理性质和化学特征
3.地下水的化学成分
– 溶解气体意义： • 气体成分能够说明地下水所处的地球化学环境 – O2、N2：主要来源于大气；指示地下水是大气起源， 若只有N2说明地下水起源于大气且处于还原环境 – CH4、H2S：来源于封闭还原环境下微生物参与的生 • 会物增化加学地作下用水；溶指解示某还些原矿环物境组分的能力 - CO2主要来自与土壤中有机质残骸的发酵作用与植 物的呼吸作用，可增加水对碳酸盐岩等的溶解能力
地下水的物理性质和化学特征
目录
1 概述
目录 CONTEN
TS
2 地下水的物理性质 3 地下水的化学成分
3 地下水的化学成性质
1.概述
• 地下水含有各种组分具有一定的物理性质和化学组特征。 • 水是良好的溶剂，在空隙中运移时，可溶解岩石中的成分。
在自然界水循环过程中，地下水与大气圈、水圈与生物圈 同时发生着水量和化学成分的交换。
• 中等矿化的地下水中，阴离子常以
SO4２-为主，阳离子则以Na+或
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3.地下水的化学成分
离子成分
阴离子：Cl-、SO2-4、HCO-3 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+
来源于相应矿物、岩石的溶解风化
3.地下水的化学成分
其他成分
• H+、Fe2+、F3+、Mn2+、NH4+、OH-、NO2、NO3、 CO32-、SiO3-及PO43-等。
• 微量组分，有Br、I、F、B、Sr等。 • 胶体Fe（OH）3、Al（OH）3、H2SiO3等。 • 有机质：经常以胶体的方式存在于地下水中。有机质
• 意义：水质评价，水化学找矿；地震预报等
宜昌市地下热水资源水化学特征浅析
宜昌市地下热水资源水化学特征浅析摘要：地球是一个贮存地热资源宏大而取之不尽的热库。
地下热水以其矿化度和微量元素含量普遍较高而有别于常温地下水。
在其成生过程中，正常情况下其矿化作用可划分为弱矿化、中等矿化和强矿化三个阶段。
不同矿化作用阶段形成的地下热水水化学特征与类型各有差异，同时又与热储性质和所处地质环境的不同而有别。
矿化形成阶段不同的地下热水，不仅与水化学类型有关，而且与可利用温度（热能）及其开发利用和康养功能都有密切关联。
探讨不同热储及矿化作用阶段有异的地下热水的化学组分与类型，对地热资源的勘查、评价，乃具颇大的借鉴和指导意义。
关键词：地下热库；成生地质环境；水化学类型；弱、中、强矿化阶段1 地下热水的水化学类型据目前对湖北省境内已勘查和开发及准备开发利用的计30余处不同热储类型的地下热水，并参考国内一些非卤水型地下热水的主要水化学分析结果，综合地下热水的水化学类型主要有以下20种：①HCO3、SO4-Ca、Mg型；②HCO3-Ca、Mg型；③HCO3、SO4-Ca型；④HCO3-Ca、Na型；⑤HCO3-Ca、Na、Mg型；⑥HCO3-Na型；⑦SO4、HCO3-Ca、Mg型；⑧SO4、HCO3-Ca型；⑨SO4、HCO3-Ca、Na型；⑩SO4、HCO3- Na、Ca型；⑪SO4、HCO3-Na型；⑫SO4 -Ca型；⑬SO4 -Na型；⑭SO4 -Na、Ca型；⑮SO4、Cl-Na、Ca型；⑯Cl、HCO3-Na、Ca型；⑰Cl、SO4-Na 型；⑱Cl、 SO4-Ca、Na型；⑲Cl-Na、Ca型；⑳Cl-Na型。
以上从①→⑳型总体反映的基本趋势是：矿化度逐渐增高，即由淡水→微咸水→咸水的变化特征。
2 不同热储的水化学特征热储是储存地下热水的场所。
由于地下热水的温度一般均较所在地的常温地下水水温高数倍甚至更高，因而，在其滞流和循环过程中，对热储及介质中可溶组分的溶滤作用均较常温地下水为强，这也是地下热水的矿化度大都较高的主要原因。
山西地下热水的分布及特征分析
第１期（总第１５９期）２００６年２月Ｎｏ．１（ＴｏｔａｌＮ０．１５９）Ｆｅｂ．２００６山西地下热水的分布及特征分析李强（山西省运城市水资源管理委员会办公室，运城０４４０００）山西水利科技ＳＨＡＮＸＩＨＹＤＲＯＴＥＣＨＮＩＣＳ１００６－８１３９（２００６）０１－５２－０２摘要：山西地下热水的分布，在全国、特别是相对于内陆各省（区）来说，是数量较多的省份之一。
文中以热水的分布规律、类型特征为基础，结合浅部和深部地质构造特征，对其成因条件作初步分析。
关键词：山西；地下热水；分析中图分类号：Ｐ６４１文献标识码：Ｂ１地下热水的出露及分布规律１．１地下热水的出露状况据目前已掌握的资料统计，山西省境内共发现地下热水２１８处，４４７个出露点。
山西地下热水分布相当广泛，北自阳高盆地，南至运城盆地，西起吕梁，东到太行山区均有分布，涉及到１０个市地，４４个县市，但分布并不均匀，总的来看南部较密集，北部较稀疏；盆地、丘陵边缘较多，山区较少。
山西地下热水绝大部分为小于４０℃的温水（１９８处），而温热水（４０℃￣６０℃）１６处，大于６０℃的热水仅４处。
１．２地下热水的分布规律从分布特征而言，山西地下热水点的分布具有“四多”“四少”的特点，即南部点多、北部点少；盆地平原多、山区少；温水和温热水露头多，热水露头少；人工揭露点多，天然露头少。
山西热水点主要分布于中部断陷盆地区，北自天阳盆地、大同盆地、忻定盆地、大原盆地、临汾盆地、侯马盆地直至最南端的运城盆地．相对于两侧山区属热水分布相对集中地带．共有热水２０６处，占全省的９０％以上；西部吕梁山区，资料记载温泉达２２处．但实际调查仅发现天然露头２处，人工揭露点６处。
从地质构造特征来看，全省共有桑干河新裂陷、滹沱河裂陷、晋中新裂陷、临汾运城裂陷、长治新裂陷、芮城新裂陷等六个构造单元。
目前除长治新裂陷区未发现热水点外，其它五个区内均有热水分布。
尤以临汾、运城新裂陷内密度最大，具有明显的规律性，表现为：１）地下热水点主要分布于陷隆和浅凹陷中，深凹陷中少见。
初中地理地下水资源知识点归纳
初中地理地下水资源知识点归纳地下水是地球上重要的水资源之一，广泛存在于地下岩层中。
了解地下水资源对于我们更好地保护和利用水资源具有重要意义。
本文将对初中地理地下水资源的知识点进行归纳，希望能对读者有所帮助。
一、地下水的形成地下水是通过雨水、河水等降水渗透到地下形成的。
地面降水经过土壤和岩石的渗透、过滤和吸附作用进入地下层，逐渐形成地下水。
二、地下水的分布特点1.地下水分布广泛：地下水广泛分布于地球表面以下的各种地质岩层中，包括淤泥、砂土、石灰岩等。
2.地下水的分层性：地下水按照不同的地质层次分布于地下，地下水主要存在于含水层中，含水层由不透水层夹层分割。
3.地下水的深度不一：地下水的深度因地形、岩石性质等差异而有所不同，深度从数十米到几千米都有。
三、地下水的利用与保护1.地下水的利用：地下水是人类生活、农业和工业生产中重要的水源之一。
人们通过打井将地下水抽取上来并用于生活饮用、灌溉农田、工业生产等。
2.地下水的保护：地下水资源的保护非常重要。
应加强对地下水资源的监测，合理开发和利用地下水资源，防止过度抽取，避免地下水的污染。
四、地下水的特点与重要性1.温度稳定性高：地下水的温度较为稳定，不受季节变化和气候影响，适合作为供水源。
2.含有丰富的矿物质：地下水含有丰富的矿物质，对身体健康有一定的益处。
3.重要的水资源：地下水是地球上重要的水资源之一，尤其对于缺水地区来说，地下水具有重要的补充作用。
五、地下水的调查与评价地下水的调查与评价是为了了解地下水资源的分布、储量和质量，以便更好地开发和利用地下水资源。
调查方法主要包括地下水位的观测、水质监测和地下水化验等。
六、地下水污染与防治地下水污染是地下水资源利用中的一个重要问题。
常见的地下水污染原因包括工业废水排放、农业化肥和农药过量使用、城市垃圾填埋等。
为了防止地下水污染，应加强污染源的管理，提高水资源利用的科学性。
七、地下水保护的重要性地下水保护对于保护水资源、维护生态平衡具有重要意义。
最新矿床学9-热水
一、热卤水成矿作用
1.红海热卤水成矿
1964年，在红海发现高热卤水与AtlantisⅡ海渊 多金属软泥。沉积物平均20m厚，面积50km2，一些富 含金属的样品中，含有高达21％的ZnO，4％的CuO， 0.8％的Pb，8.5％的Fe203和5.7％的Mn3O4
成因:
海水背景:ຫໍສະໝຸດ 谷模式:第九章 热水喷流沉积矿床
矿床学9-热水
概述
热水喷流成矿作用是近代成矿理论研究的重大发展， 该类矿床地史上分布广泛、规模大，形成了大量的大型和 超大型矿床，具有重要的工业价值，热水喷流成矿作用已 经成为当前矿床学、地球化学研究的热点课题之一。
研究过程
Ø 起源： 20世纪50年代以前提出。 Ø 认识： 20世纪60年代初，在红海中发现热卤水和多金 属软泥。 Ø 发展： Rider(1973)将假说上升到理论。 Ø 动发展力：1976年和1979年，相继在东太平洋 Galapagos扩张中心和EPR21°N的大洋中脊分别发现了低 温海底热水喷流活动和正在形成硫化物矿床的黑烟囱。 Ø 1986年的第七届国际矿床成因会议上，M.J.Russell正 式将这类矿床称为SEDEX型矿床。
这类矿床的其他名称： “喷气矿床”、“喷流矿床”、“喷流沉积矿床”、
“喷流热水沉积矿床”、“热水沉积矿床”和“块状硫化 物矿床”等。
矿床学9-热水
热水喷流矿床的特征：
（1）矿床伴有典型的喷流岩。 这些岩石主要是硅质岩、条带状含电气石岩或电
气石岩、条带状含长石岩或富长石岩、透辉岩与透闪 岩(或双透岩)、重晶石或石膏层等。 （2）矿床具有层控及时控特征。 （3）部分矿床具典型的“双层”构造，上部为层状矿 体，下部为细脉状、筒状含矿蚀变体。 （4）矿体和矿石具有微层理甚至微细沉积韵律，反映 了同生沉积的特征。 （5）具有与现代海底热水喷流成矿作用相似的两套成 矿系统。在补给通道中充填交代成矿，在海底以上沉 积成矿。（同生与后生统一）
[整理版]地下水科学概论
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[整理版]地下水科学概论《地下水科学概论》一、名词解释。
第一章地下水分布 1. 地下水:分布在地下岩石空隙之中的水。
2(岩石的透水性:岩石允许水透过的能力。
3. 结合水:由于固体颗粒表面的静电作用而吸附在颗粒表面的水。
4. 重力水:重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。
5. ??毛细水:在毛细力作用，水从地下水面沿着细小空隙上升到一定高度，形成一个毛细水带6. 支持毛细水:由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。
7(孔角毛细水:在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。
8. 悬挂毛细水:由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。
. 空隙:地下岩石中没有被固体颗粒或固体骨架占据的那一部分空间。
910. 多孔介质:含有空隙的固体称为多孔介质。
11(孔隙:松散的(或未固结的)固体颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。
12(?孔隙度:某一体积的孔隙介质中孔隙体积与孔隙介质体积之比。
13. ?孔隙比:某一体积孔隙介质内孔隙体积与固体颗粒体积之比 14. 有效空隙:相互连通而能使水流通过的孔隙称为有效空隙。
15. 孔隙介质的比表面积:一定体积的孔隙介质中所有颗粒的总面积与孔隙介质体积之比。
16( 裂隙:固结的和坚硬的岩石在成岩过程中或成岩以后由于受到一些地质营力的作用而形成的沿一定平面方向展布的空隙。
17(?裂隙率:一定体积的裂隙介质内裂隙的体积与裂隙介质体积之比。
18(溶穴:可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
19(岩溶率:一定体积的岩溶介质内溶穴的体积与岩溶介质体积之比。
20. ?容水度:一定体积的多孔介质完全被水饱和时所能容纳的水的体积与多孔介质体积之比。
21(?持水度:地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
22. ??给水度:一定体积的饱水多孔介质在重力作用下释放出的水体积与多孔介质体积之比(重力给水度:地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积)。
山西地下热水的分布及特征分析
山西地下热水的分布及特征分析
李强
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】2006(000)001
【摘要】山西地下热水的分布,在全国、特别是相对于内陆各省(区)来说,是数量较多的省份之一.文中以热水的分布规律、类型特征为基础,结合浅部和深部地质构造特征,对其成因条件作初步分析.
【总页数】3页(P52-53,57)
【作者】李强
【作者单位】山西省运城市水资源管理委员会办公室,运城,044000
【正文语种】中文
【中图分类】P641
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9.1 地下热水的分布规律
一、地下热水的分类
1、根据温度分类 （1）低温热水：25℃～40 ℃ （2）中温热水：40 ℃ ～60 ℃ （3）高温热水：60 ℃ ～100 ℃
（4）过热水：
＞100 ℃
水温超过当地年平均气温都可称温泉。 2、根据形成的地质构造条件
（1）隆起带地下热水。
（2）火山和近期岩浆活动型地下热水。 （3）沉降带地下热水。
9.1 地下热水的分布规律
三、我国地下热水分布规律
2、板内地热带的隆起带断裂构造型地下热水
（ 2）分布
A、东南沿海热水带：包括广东、福建、江西及湖南等省，共有 热水点500余处，尤以广东、福建出露温泉最多，其中广东250余处， 福建190余处，江西80余处。 B、胶辽热水带 ：北起长白山区、辽东半岛，南至山东半岛及其南 部延伸地带。本带有温泉80余处，水温多在40-60℃，最高达90℃ 以上。 C、冀热―雪峰带：主要包括冀热山地、太行山、秦岭东段及湘西、 桂东山区等。共有热水点300处，多为中低温热水。
• 环太平洋地热带 它是世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、 印度板块的碰撞边界。世界许多著名的地热田， 如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福；墨西哥的塞 罗、普列托；新西兰的怀腊开；中国的台湾马槽； 日本的松川、大岳等均在这一带。 • 地中海一喜马拉雅地热带 它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰 撞边界。世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞 罗地热田就位于这个地热带中。中国的西藏羊八 井及云南腾冲地热田也在这个地热带中。 •
New crust forms along mid-ocean spreading centers and continental rift zones. When plates meet, one can slide beneath another. Plumes of magma rise from the edges of sinking plates.
Hydrogeochemistry
水文地球化学
第九章 地下热水的分布规律和水化学特征
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本章内容
9.1 地下热水的分布规律
9.2 地下热水的水化学特征
日本富士山
1．环太平洋火山带（近300余座活火山）； 2．阿尔卑斯-喜马拉雅火山带（地中海-印尼带）（70余座）； 3. 大洋中脊火山带（60余座）； 4. 红海沿岸和东非裂谷火山带（22座）。
9.2 地下热水的水化学特征
一、隆起带断裂构造型地下热水
这类地下热水与活动性构造断裂相关，属深循环加 温型地下热水，多为微矿化含N2热水，矿化度一般小于 1g/L，是由大气降水在结晶岩地区沿构造渗入增温所致。 1、水化学类型 HSiO3-HCO3-Na、HCO3 - HSiO3 -Na、HCO3-Na型水 为主，部分为HCO3-SO4-Na型水，在灰岩地区有HCO3Ca-Na，近海地区有Cl-Na型水。
图8—2 广东省某地热异常区浅层地下水等温线图 （据原广东省地矿局水文地质队资料）
图8—3 广东省莲花山断裂带温泉分布示意图 （据原广东省地矿局水文地质队资料）
9.2 地下热水的水化学特征
二、火山和近期岩浆活动型地下热水
1、近代火山型 火山活动带出巨大热量，成为水加温的巨大热源， 从而在火山附近形成地下热水。 （1）水平方向水化学特点（浅部） 水型： SO4-Cl型水或Cl -SO4型水； 阳离子： H+、Fe、Al、NH4+； pH：1.0~3.0，或更低，强酸性； 气体：SO2、CO2、H2S、HCl、HF； 矿化度：为几g/L,或更高； 特殊组分：盐酸，硫酸，硅酸，偏硼酸； 分布范围：很小。
二、火山和近期岩浆活动型地下热水
1、近代火山型 （2）垂直方向水化学特点（深部） 在深部还原条件下生成的热水和蒸气。 水型：Cl-Na或Cl-HCO3-Na型水； M：＜4-5g/L； pH>7； 气体：CO2为主，H2S 、N2次之； 特殊组分：SiO2含量很高，一般为100-200m/L,，可 达300-600mg/L，Br、F、Li含量较高。
（4）沉降带盆地型地下热水中缺少SO4；
（5）气体成分多为CH4、N2、H2S、CO2等； （6）沉降带热卤水中多富集I，Br、B、Li、Pb、Cs、
Sr、Ba等。
思考题
1.简述我国地下热水的主要类型。 2.简述火山和近期岩浆活动型地下热水的分布特 征。 3.简述隆起带断裂构造型地下水热水分布特征。 4.简述沉降带盆地型地下热水分布特征。 5.简述隆起带地下热水形成的地质构造条件及其 水化学特征。 6．简述沉降带地下热水的地质构造特点及 其水化学成分特征。 7．简述近期岩浆活动型地下热水形成的地 质构造条件及其水化学特征。
9.2 地下热水的水化学特征
二、火山和近期岩浆活动型地下热水
1、近代火山型 某地下水的为库尔洛夫式为：
4 SO57 Cl48 M 18 pH 0.86T1000 C H 45 Al 21
试判断其成因。这种水主要是由火山喷气影响，以 火山口为中心，在浅部分布的地下热水。
9.2 地下热水的水化学特征
9.1 地下热水的分布规律
二、地热带的分类
根据板块构造的观点，全球地热带可分为二类： 1、板缘地热带：具有全球规模，又称环球地热带， 属火山和岩浆活动型。 在该地热带内，地表水热活动强型，高温地热资源 丰富，地下热水温度大多在200～300 ℃左右。 如环太平洋地热带，从日本北海道到九洲，有1300多 处温泉出露，多为高温温泉。还有台湾岛、菲律宾群岛等 地热带。
D、南北热水带：南起云南省，向北经川西北山地，跨秦岭延伸到银 川地堑，与汾渭地堑相连。本带热水点共有百余处，水温大多大于 60℃，地热带呈南北方向展布，与构造方向一致。
9.1 地下热水的分布规律
三、我国地下热水分布规律
3、板内地热带的沉降带盆地型地下热水 （1）特点 A、埋藏于我国的盆地和高原地区。 B、一般不以泉的形式出露地表，经钻孔钻探才发现。 C、属层状或似层状承压水。
Thinned or fractured crust allows magma to rise to the surface as lava. Most magma doesn't reach the surface but heats large regions of underground rock.
化度中等，一般小于10g/L，最大达20g/L，特别是在盆地 边缘，常为低矿化度的HCO3型热水；
9.2 地下热水的水化学特征
三、沉降带盆地地下热水
（3）江汉平原、四川盆地、柴达木盆地，由于地层
中分布有岩盐层，地下热水矿化度极高，并出现热卤水， 矿化度大于100g/L，多为Cl-Na-Ca型水；
中国地热资源按其属性可分为三种类型： ① 高温（大于150℃）对流型地热资源，这
类资源主要分布在西藏、腾冲现代火山区及台
湾，前二者属地中海地热带中的东延部分，而 台湾位居环太平洋地热带中。
② 中温（90-150℃）、低温（小于90℃）对
流型地热资源，主要分布在沿海一带如广东、 福建、海南等省区。 ③ 中低温传导型地热资源。
2、标志性元素
这类热水的标志性元素有硅酸、氟、氡。
9.2 地下热水的水化学特征
一、隆起带断裂构造型地下热水
2、标志性元素 （1）硅酸 主要以H4SiO4和H2SiO3的形式存在，其含量取决于 水温、岩性和pH值等因素，一般花岗岩地区最高，灰岩地 区最低。江西省温泉可溶性SiO2大多为40～80mg/L，部分 为100mg/L，最高达150～160mg/L。 （2）氡 结晶岩中富含Ra、U等放射性元素，它们衰变可产 生Rn。
9.1 地下热水的分布规律
三、我国地下热水分布规律
1、板缘地热带的火山和近期活动型地下热水 （1）近代火山型：主要由火山喷发作用形成，我国没 有这种类型水。 （2）近期岩浆活动型：我国主要分布在青海、西藏、 云南及四川一带，其热水点1000处以上，最著名的是西藏 羊八井和云南腾冲。
9.1 地下热水的分布规律
9.2 地下热水的水化学特征
三、沉降带盆地地下热水
我国大面积分布着中、新生代陆相沉积盆地，但由 于盆地的沉积环境、发展历史和基底构造的不同，其中地 下热水的水化学成分比较复杂，总体上有如下特点： （1）一般服从盆地地下水化学成分水平和垂直分带 规律，即随深2）松辽、华北、江淮、准噶尔盆地地下热水，矿
通过地质调查，全国已发现地热异常3200多处， 全国已打成地热井2000多眼。 发现高温地热系统255处，主要分布在西藏南 部和云南、四川的西部。在西藏羊八井地热田 ZK4002孔，孔深2006m，已探获329.8℃的高温地 热流体。
发现中低温地热系统2900多处。主要分布在东
南沿海诸省区和内陆盆地区，如松辽盆地、华北盆 地、江汉盆地、渭河盆地以及众多山间盆地区。
图8—1 现代火山区某地热田地质构造示意图 （据“地热”，1972）
9.2 地下热水的水化学特征
二、火山和近期岩浆活动型地下热水
2、近期岩浆型 近期岩浆体的侵入，使周围岩石，土壤和地下水加热， 形成近期岩浆型地下水，其水化学特点： 含岩浆起源的组分，多为Cl-HCO3-Na型水，并受当 地地质、水文地质条件的制约，也与岩浆的影响程度有 关。与高温还原条件下生成的近代火山型地下热水相似。 我国西藏羊八井地热田，众多的热水点中以ClHCO3-Na型水占多数，矿化度1.32~1.8g/L，pH>7，特殊 组分是SiO2含量较高，几十~ 几百mg/L，有的达247.6mg /L，B、As、F含量较高，气体成分以CO2为主，次为 H2S和N2。
9.2 地下热水的水化学特征
一、隆起带断裂构造型地下热水
2、标志性元素 （3）氟 A、结晶岩地区含有丰富的含氟矿物，为水中氟 提