《地下水形成作用》PPT课件

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1、第六章地下水化学成分及其形成作用第六章地下水的化学成分及其形成作用主要内容：掌握地下水中主要气体成分，了解它们的来源及环境指示意义；掌握水中七种主要离子成分和它们的来源，以及七种主要离子成分与矿化度变化的关系；了解水化学成分的主要形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱硫酸作用、脱碳酸作用、阳离子吸附交替作用、混合作用和人类活动的作用，及其对地下水化学成分的影响；了解水化学成分的表达方式与分类。重难点：水中七种主要离子成分的来源，主要离子成分与矿化度变化的关系；溶滤作用和浓缩作用的过程、结果以及影响因素6.1概述地下水是天然溶液。地下水在参与自然界水循环过程中，与大气圈、水圈与

2、生物圈同时发生着水量交换、化学成分的交换（—水质状况）。受到人类活动的影响。地下水的化学成分是地下水与环境-自然地理、地质背景及人类活动-长期相互作用的产物。一个地区地下水的化学面貌，反应了该地区地下水的历史演变。研究地下水的化学成分，可以帮助我们回溯地区地下水的水文地质历史，阐明地下水的起源与形成。水是最为常见的良好溶剂。水是地球元素迁移、分散与富集的载体。许多地质过程（岩溶、沉积、成岩、变质、成矿）都涉及地下水的作用。第六章地下水的物理性质及化学成分水质确定，水的用途：工业原料，矿泉水，地下水元素的分散晕---找矿（盐矿，油田及金属矿床）或污染源研究角度：水文地质学

3、的分支——水文地球化学，研究内容是地下水中化学元素分散、迁移与富集的规律。不能从纯化学、孤立、静止地研究地下水的化学成分及其形成，而必须从水与环境长期相互作用的角度，揭示地下水化学演变的内在依据及规律。第六章地下水的物理性质及化学成分6.2地下水的化学特征地下水中含有各种气体、离子、胶体物质、有机质以及微生物等一、地下水中常见的气体成分主要有氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）、甲烷（CH4），常见的气体成分与地下水所处环境，地下水的来源有关。第六章地下水的物理性质及化学成分（1）氧（O2）、氮（N2）、来源：如果地下水中富含O2与N2——也说明

4、地下水是大气起源(随降水一起入渗进入地下含水层中)。大气起源的地下水中，N2也可能独立存在。此外，氮还有生物起源与变质起源。指示意义：O2含量高指示氧化环境；N2单独存在，地下水起源于大气并处于封闭环境。(2）硫化氢（H2S）、甲烷（CH4）来源：这两种气体，都是在封闭环境下生成的。如H2S是在有机物与微生物参与的生物化学过程中形成，还原环境下地下水中的SO42-→H2S，在成煤过程中，SO42-在还原作用下产生H2S，使煤田水富含H2S。同理，甲烷是成油和油气藏形成过程的结果，油田水富含甲烷（CH4）。指示意义：富含H2S和CH4的地下水，指示封闭的还原环境。（3）二

5、氧化碳（CO2）大气降水中的含量较低，地下水中主要来源：①主要源于土壤层（入渗过程溶于水中）：有机质残骸发酵产生、植物呼吸作用产生②碳酸盐岩地层的脱碳酸作用③深部高温下，变质作用生成④人类活动，在使用化石燃料（煤、石油、天然气）时，大气中的增加作用：地下水中增加，水对碳酸盐岩的溶解、结晶岩风化溶解的能力愈强！（4）地下水中气体成分特征小结：①气体成分——指示地下水所处的地球化学环境氧化环境还原环境②气体成分增加水对盐类的溶解能力→促进水—岩的化学反应（即相互作用）二、地下水中主要离子成分（1）概述：地下水中组分很多，而分布广、含量多的主要有七种离子：阴离子：HCO3-，

6、SO42-，Cl-，阳离子：Ca2+，Mg2+，K+，Na+离子成分含量与什么有关？①各种元素的丰度（克拉克值）—即某元素在地壳化学成分中的重量百分比O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H②该元素组成的化合物在水中的溶解度在自然界，丰度较高的元素，如Si、Al、Fe，在水中含量很低；而某些丰度较低的，如Cl、S、C，在水中含量却很高。这说明元素组成的化合物的溶解度起主要作用。6.2地下水的化学特征（2）主要离子的相对含量与地下水中的总含盐量（TDS）关系常见地下水的化学成分特征，与地下水的矿化度（或TDS）具有以下关系：矿化度：低→中→高阴离子：HCO3-

7、，SO42-，Cl-，阳离子：Ca2+Ca2+、Mg2+，Na+K+为什么？先看看表6-1，找出表中规律。我们可以得出主要离子构成的盐类溶解度的大小为：碳酸盐类<硫酸盐类<氯化物（氯盐）从表6-1，可以理解地下水水中主要离子含量与水的矿化度（或TDS）之间的关系。表6－１地下水中常见盐类的溶解度（0℃，单位：g/L）1、氯离子(Cl-)（1）特点：是地下水中分布最广的离子，每升水中由数毫克至数百克不等。在高矿化度水中，C1-常占优势。不被植物吸收、不被土壤颗粒吸附、不易沉淀析出，是地下水中最稳定的离子，因此Cl-常常是水中含盐量多寡的标志