高等水文地球化学课件（1－2章）

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1、AdvancedHydrogeochemistry高等水文地球化学2主要内容绪论第一章水文学中的某些基本概念第二章化学背景第三章化学热力学与动力学第四章酸和碱第五章大气—水相互作用第六章水溶液中的金属离子3第七章沉淀和溶解作用第八章碳酸盐系统和pH的控制第九章氧化还原作用第十章粘土矿物和离子交换第十一章吸附作用第十二章天然水中的有机化合物第十三章重金属与类金属第十四章稳定关系与硅酸盐平衡第十五章风化作用与水化学成分4第十六章酸水第十七章蒸发作用和盐水第十八章迁移与反应模拟第十九章Piper和Stiff图第一章绪论1.1水文地球化学的含义及其研究内容1.2水文地球化学研究的对

2、象及意义1.3水文地球化学与其它学科的关系1.4水文地球化学的发展历史1.1水文地球化学的含义及其研究内容1.水文地球化学的含义水文地球化学尚无公认的定义。其基本含义可以用四句话概括：是水文地质学的一部分；是在水文地质学及地球化学基础上发展起来的新兴学科；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；是探索地球壳层中各带地下水地球化学作用的学科。1.1水文地球化学的含义及其研究内容2.水文地球化学的研究内容根据水文地球化学的含义，水文地球化学的研究内容主要有四个方面：研究地下水与地壳岩石、气体和有机物质的相互作用。研究地下水中化学元素及其同位素

3、的分布、分配、集中、分散及迁移循环的形式、规律和历史。2.水文地球化学的研究内容研究地下水化学成分及其形成作用与途径，探索地下水在地壳层中所起的地球化学作用。研究因地下水活动而形成的各种产物（固、液、气体）和地下水对地质作用的影响。2.水文地球化学的研究内容1.2水文地球化学研究对象及意义1.水文地球化学的研究对象最早，奥弗琴尼柯夫把水文地球化学研究对象解释为：研究地下水化学成分的形成作用与化学元素在其中迁移的规律；研究各种元素及其同位素在地下水中的克拉克值、迁移、沉淀及分散，以及地下水气体成分的概念等。研究重点是地下水的化学成分。1.水文地球化学的研究对象什瓦尔采夫把水

4、文地球化学研究对象解释为：研究水与岩石、气体及有机物质间相互作用；研究这种相互作用性质、演化、内源与外源、地下水圈成分形成，以及地下水圈在地球发展的地质历史中的地球化学作用。研究重点是地下水的作用。1.水文地球化学研究对象从地球化学的观点而言：把在地球（地壳上部的岩石圈、水圈、生物圈和大气圈）表部环境的地球化学作用归为外生循环。与此相反，把地壳下部及地幔中的地球化学作用归为内生循环。无论是内生循环还是外生循环，都有地下水参与，但在过去的水文地球化学研究中，研究外生循环的水文地球化学多，而涉及内生循环的水文地球化学很少。研究重点从外生循环转到内生循环。1.水文地球化学研究对象

5、地下水本身是一种地质营力，它对表生作用及内生作用都有各种不同的影响。因此，其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。但过去的水文地球化学研究中，多侧重于地下水化学成分本身的形成，而地下水活动过程中种种水文地球化学作用对其它地质现象的影响和关系涉及不多。因此，现代水文地球化学的研究对象应该包括：地下水成分→地下水成分的形成作用→地下水对外生循环、内生循环中各种作用的影响。2.水文地球化学的研究意义可以解决地下水的形成和起源问题。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有效的方法。1.2

6、水文地球化学研究对象及意义2.水文地球化学的研究意义可以阐明人类活动对地下水的影响，是自然资源合理利用与保护，以及环境污染防治的理论基础。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。可为地热能、饮用与医疗矿泉水和矿产资源开发及地质环境与人体健康研究提供科学研究和有效手段。1.3水文地球化学与其它学科的关系水文地球化学与水化学的关系水化学主要研究地表水，水文地球化学则主要研究地下水。由于地下水参与自然界水的总循环，地下水与大气水、地表水有着互相转化、互相补给的关系，它们对地下水化学成分的形成有一定的影响。因此，水文地球化学与水化学之间有着密切的关系。在研

7、究地下水的同时，也应当研究地表水和大气水。水文地球化学与水文地质学的关系水文地球化学是水文地质学的一部分。在进行水文地球化学研究时，不应将地下水看作是静止的、孤立的，而应将它看作是运动的、与地质体紧密联系的“流体矿床”，要以水文地质规律和古水文地质方法为依据进行综合研究。1.3水文地球化学与其它学科的关系水文地球化学与地球化学之间的关系与地球化学紧密相关，可看作是地球化学的组成部分。在有关地下水的著作中，特别是在石油水文地质领域，经常见到“水的地球化学”、“天然水的地球化学”、“地下水的地球化学”等术语，这实际上是