第六章地下水化学成分的形成及影响因素

Hydrogeochemistry

水文地球学东华理工大学水文地球化学课程组第六章地下水化学成分的形成及影响因素CompanyLogo本章内容6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

6.2影响地下水化学成分的基本因素6.3潜水化学成分的形成6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

地下水化学成分形成过程中的主要作用有：溶滤作用、阳离子吸附作用、阳离子吸附交替作用、氧化作用、还原作用、混合作用、浓缩作用、脱碳酸作用等。一．溶滤作用1．概念

岩石中某些组分进入水的过程，它不破坏岩石的结晶格架，而只有一部分元素进入水中。例如沉积岩中有许多易溶盐，当岩石与水作用时，易溶盐部分进入水中，这里要区别溶滤作用与溶解作用的区别。溶解作用指物质全部溶于水，这时矿物结晶格架被破坏。例如NaCl的溶解作用，使NaCl晶体格架被破坏。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

一．溶滤作用1．概念广义的溶滤作用也包括溶解作用，例如，沉积岩中的NaCl进入水中，相对岩石来说是溶滤作用，而相对NaCl来说，刚是溶解作用。因此，从某种意义上说，溶滤作用与溶解作用是一个相对的概念。2．溶滤作用的方式

（1）渗透过程中的直接溶滤（2）静止水中的扩散转移

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一．溶滤作用3．影响溶滤作用的因素

（1）

水溶液的性质及其中气体的含量例如CO2在水中的大量存在会提高方解石、白云石的溶解度，从而增强水对陆源碎屑岩石的溶滤作用。（2）岩性不同的岩石所含的矿物（氯化物、硫酸盐、碳酸盐等）不同，因而它们遭到溶滤作用的程度也会产生差异。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

一．溶滤作用3．影响溶滤作用的因素

（3）水动力条件

地下水的水动力条件取决于地形与构造。在山区，地形切割强烈，地下水径流条件良好，岩石冲刷彻底(易容盐大量淋失)，易形成低矿化度的淡水，主要为重碳型水。在平原区，地形平坦，地下水径流条件差，流动缓慢加上蒸发作用的影响，易造成高矿化度地下水的形成（溶滤不充分，易溶盐积累）。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

一．溶滤作用4溶滤作用举例

火山岩地区，溶滤富含正长石（含Na）的火山岩时，形成低矿化碱性HCO3—Na型水或弱酸性硅酸和硅酸－重碳酸、钠型水。

Na2Al2Si6O16+H2O+CO2→Na2CO3+H2AL2Si2O8·H2O+4SiO2Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

二、阳离子交替吸附作用1．概念

在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用称为阳离子交替吸附作用。

如MgCl2+CaCaCl2+Mg2＋(水溶液)（吸附体）（水溶液）（吸附体）

为什么自然界中阳离子交替吸附占优势，而阴离子交替吸附不占优势。由于自然界岩石中的吸附体主要是胶体，而胶体主要是带负电荷的。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

二、阳离子交替吸附作用2．影响因素

（1）岩石的粒度粒度愈细，交换性能越强，如在粘土类岩石中，阳离子交替对水化学成分的影响更明显。（2）交替阳离子的性质阳离子的电价越高，越易被吸附。电价相同的阳离子，原子量越大，越易被吸附。

H+＞Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+

（3）离子浓度

浓度大的离子比浓度小的离子更易被吸附。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

二、阳离子交替吸附作用2．影响因素

（4）pH值

pH值上升有利于交替吸附，PH值低时，阻碍吸附，由于H+的吸附能力很强，它会阻碍阳离子进入吸附体。

3、举例Ca(HCO3)2+2Na＋2Na

HCO3＋Ca2+

吸附体吸附体CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

三、氧化作用

会被氧化的岩石在某种程度上是指富含金属硫化物或硫的岩石（黄铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2等）含氧的地下水对富含金属硫化物或硫的岩石产生作用，形成硫酸和硫酸盐，而硫酸的产生又可大大增强水对硅酸盐类、碳酸盐类的溶滤。2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO42S+2H2O+3O2=2H2SO4RSiO3+H2SO4=RSO4+SiO2+H2OCaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3·3H2OCompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

四、生物还原作用

指在有机物与细菌参与下，影响地下水化学成分的一种还原作用。

1．脱硫酸作用

一般发生在深埋、循环微弱交替、缺氧的地下水中：SO42-+C+2H2O→H2S↑+2HCO3－通式RSO42-+C+2H2O→RS+CO2+2H2ORS+CO2+H2O→RCO3+H2S↑

式中，R代表Ca、Mg、Na等，C代表脱硫细菌这种作用可在各种矿化度（<180g/l），各种温度（40～50℃最佳）下进行。作用结果是SO42-减少,H2S增加。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

四、生物还原作用2．去硝化作用（脱硝酸作用）

在缺氧条件下，异养型去氮菌把NO3-、NO2-（还原）分解为气态氮（N2O和N2）的过程。

4NO3－+5C→2CO32-+2N2↑+3CO2↑作用结果水中富含N2和CO2↑CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

五．脱碳酸作用

碳酸盐类在水中的溶解度决定于水中CO2的数量，当温度升高或减小时，水中CO2的含量就减少，这时水中HCO3-便会与Ca2+、Mg2+、Fe2+结合形成沉淀。

这种由于CO2逸出，使水中含量减少的作用称为脱碳酸作用。这种作用通常发生在温压条件下突变的地方，如深部碳酸泉在地表出露的地方，常见有钙体（石灰）就是脱碳酸作用的结果。

Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2OCompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

六．浓缩作用

当水蒸发时，水中盐分含量不减，其浓度（矿化度）相对增大，这种作用称为浓缩作用。在干旱或半干旱地区，蒸发量大大超过降雨量，地下和地表径流差，水的主要排泄方式是蒸发。在水的蒸发浓缩过程中，首先从水中沉淀出难溶于水的CaCO3、MgCO3，以后沉淀CaSO4。因此，地下水在高度浓缩地区，多形成氯化物水。CompanyLogo6.1地下水化学成分形成过程中的主要作用

七．水的混合作用

自然界中单一成因的地下水难以找到，它们往往在循环过程中发生一系列的混合，从面导致其成分的变化。两种不同化学成分或矿化度的地下水相混合所形成的地下水，其化学成分与混合前的地下水有所不同，这种作用称为混合作用。混合作用的结果是产生新的水化学类型，改变水温、矿化度、硬度等。如：Ca(HCO3)2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaHCO3CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

一．自然地理因素

1．地形影响水交替条件，而水交替条件又影响水的化学成分和矿化度。地形切割强烈，水的交替条件就好，有利于淡水的形成。反之，则形成高矿化度的咸水或盐水。如山区形成碳酸型水，而平原易形成硫酸水或氯化物型水2．水文网（水文因素）密集的水文网有利含水层的水交替条件。盐分的带出及淡潜水的形成。在水文网稀疏的条件下，地下水径流受阻，从而使潜水矿化度增高。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

一．自然地理因素

3．大气降水

能使地下水的储存量、矿化度和化学成分发生明显变化。4．蒸发

蒸发是影响地表水及潜水化学成分和矿化度的重要原因之一。潜水蒸发有二种基本形式：毛细蒸发和土石内部蒸发。

（1）毛细蒸发：在潜水的埋藏深度小于毛细上升高度时，水沿毛细管上升，水分蒸发后，盐分积累在土壤毛细管中，使土壤富含盐而形成盐渍土。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

一．自然地理因素4．蒸发

在毛细蒸发作用下，潜水位下降，但它的矿化度并不增加。但大气降水下渗时，把土壤毛细管中的盐分带入地下水，潜水矿化度增高。

（2）、土石内部蒸发：指水分子脱离潜水面直接扩散到空气中，在沙漠地带潜水的土石内部蒸发作用十分强烈。蒸发影响潜水埋藏深部般小于2～2.5m。

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一．自然地理因素5．化学风化

化学风化的主要营力是大气降水，类型有碳酸风化和硫酸风化。碳酸风化主要营力是碳酸，这种风化形式是强度取决于水中侵蚀CO2的浓度：CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-

Na2Al2Si6O16+2H2O+CO2=NaCO3+H2Al2Si2O8·H2O+4SiO2CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

一．自然地理因素6．土壤

土壤使水富含离子、气体和有机质，它对地下水化学成分的影响有两个方面：一方面土壤可以增加通过它的大气降水的矿化度；另一方面使已经具有一定化学成分的潜水在与土壤相互作用时产生变质，例如溶滤作用、离子吸附作用等。水与土壤作用时，溶解减少，CO2气体数量相应增加。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

二．地质和水文地质因素

1．断裂构造活动

使岩石发生破坏并形成裂隙，由于断裂构造发育很深，这样沿着这些深大断裂从深部涌出热的，有时带气体的矿水，甚至卤水，从而使浅部地下水化学成分发生急剧变化。2．地静压力

在地静压力的作用下，上覆岩层的重量压缩粘土隔水层，使其中的结合水被挤入含水层，从而改变水化学成分。由于结合水的矿化度高，所以受结合水影响的地下水矿化度升高。

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二．地质和水文地质因素

3．岩石的离子―盐类综合体

指岩石的可溶部分，它为地下水成分的形成提供物质来源，它包括以下各组分：

（1）

溶液（存在于岩石内部）；（2）易溶于水的组分，包括易溶盐类（NaCl、Na2SO4、NaCO3和钾盐等）和易于交换的吸附状阳离子（Na+或Ca2+）；（3）难溶的组分包括难溶盐类（CaSO4·2H2O、CaSO4、CaCO3、MgCO3等）和难溶的硫化物（FeS2、H2S、ZnS等）；（4）参与生物化学作用的组分包括微生物、有机物质、和某些无机物质（硫酸盐、硝酸盐、硫化物等）。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

三．物理化学因素（自学）

1、酸－碱条件

2、氧化－还原条件

3、盐的溶解性能

4、扩散作用

5、渗透作用

6、重力分异作用四．物理因素（自学）包括温度，压力，时间和空间CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

五．生物因素1、植物对水化学成分的影响

①植物的蒸发：干旱条件下，植物蒸发量大，引起潜水矿化度提高。②植物选择吸收离子，改变水的PH值和化学类型。例如盐生植物吸收Cl-③植物的有机残骸影响土壤的酸碱度，从而影响潜水的PH值和水化学类型。例如针叶林产生酸性水，PH值可达到4，阔叶林产生碱性。④植物根放出的CO2降低土壤的pH值，并促使很多矿物质转入溶液。在土壤溶液和潜水中，HCO3-含量取决于土壤中的CO2CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

五．生物因素2．地壳剖面上的微生物分带

上部土壤带：0.5-1.5m，富含细菌，主要为喜氧气细菌

风化带：几十到几百米，细菌相当多，喜氧与厌氧茵并存

深部基岩带：细菌相对贫少，主要是厌氧菌。

六．人为因素部分CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分

1．人工开采地下水对潜水化学成分的影响及原因

①．开采区含水层的矿化度提高原因：潜水位下降，包气带加厚，充氧作用加强，氧化作用加强，使不溶解的硫化物转化为可溶硫酸盐，并被水所溶滤，矿化度提高。②．在海或盐湖附近开采淡水，有可能使盐水由海或盐湖进入含水层，使淡水被盐化。③．开采时，由于同一含水层或含水层的盐水侵入，使地下淡水矿化度提高。

CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分

2．人工开采地下水时对承压水化成分的影响

①开采承压地下水时，形成降落漏斗，在漏斗范围内压力降低，使水流从高压流向低压时，由于减压，从水中逸出CO2，析出铁和碱金属的碳酸盐沉淀，导致水化学成分变化(减压脱气).②开采承压地下水时，由于承压水位下降低时，使隔水层和上覆岩层的静水压力降低，造成粘土层有效压力增加而产生压实作用，使粘土中的水进入含水层，引起水化学成分变化。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分

2．人工开采地下水时对承压水化成分的影响

③开采承压地下水时，区域性大降落漏斗的形成，(直径可达几十公里)，可以把它看作一个特殊的排泄窗口，使下部含水层的水的导入，而引起地下水矿化度的增高(越流渗透)。

3、实例介绍

实例1:一供水井，井深91.5米，含水层为含黄铁矿的绢云母片岩。连续抽水13个月，水位下降36.5米，在这个期间内，水中SO42-浓度在13mg/l左右。停抽4个月后，再次抽水时，第一天的水样中，SO42-=1330mg/l,Fe2+不断降低，pH值升高。请解释这种现象出现的原因。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分3、实例介绍实例1:据题意：（1）由于水位下降很大，所以形成了一个漏斗区；在漏斗区内，原来的含水层变为包气带，因绢云母片岩中的黄铁矿被氧化，其反应如下：

（2）停抽期间，水位逐渐恢复，使第一次抽水所形成降落漏斗区又主充满了水，黄铁矿氧化所产生的SO42-和H+进入水中，溶解FeSO4.结果，在漏斗区内形成一个SO42-，Fe2+，H+浓度的局部污染晕。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分3、实例介绍实例1:据题意：（3）再次抽水时，这部分水首先被抽出，从而出现第一天水样中SO42-，Fe2+浓度高，pH值降低的现象。（4）随着抽水继续，原漏斗区外的水流入与漏斗区的水混合。因此，产生SO42-，Fe2+，H+逐渐降低的现象。这种现象是典型的氧化还原过程。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分3、实例介绍

实例2．某深层砂矿含水层的地下水化学成分为(mg/l):

由于过量开采，水位降幅很大。为保持稳定供水量，以井灌方式补给，补给水源来自湖水，呈草绿色，含有机质多。结果，观测井中检查到H2S(人工补给前没有检出)，试说明出现H2S的原因，发生何种反应？HCO3-及pH值将升高或降低。CompanyLogo6.2影响地下水化学成分的基本因素

六．人为因素部分3、实例介绍

实例2．据题意：发生了脱硫酸作用与甲烷发酵作用：

HCO3-，pH升高CompanyLogo6.3潜水化学成分的形成一、潮湿气侯区2、.黑色土壤区

黑色土壤缺少易溶盐类，但富含吸附性钙镁离子，经大气降水的淋滤作用，往往形成HCO3-Ca，HCO3-Mg型水，这种水的矿化度较低，多为0.5-1g/l。3．花岗岩地区

大气降水长期淋滤作用，使铝硅酸盐水解风化，形成低矿化度的硅酸—重碳酸型水，矿化度多为0.05-0.1g/l。CompanyLogo6.3潜水化学成分的形成一、潮湿气侯区

1、红壤土区土壤被矿化度很低的大气降水强烈淋滤，并发生阳离子交替吸附作用：式中－土壤及粘土中的铝铁硅酸盐；M代表金属Al，Fe离子M+与OH-作用产生沉淀。从而使土壤成为酸性土。酸性土与水长期作用形成低化度的酸性水。矿化度多为50-100mg/LCompanyLogo6.3潜水化学成分的形成一、潮湿气侯区3．花岗岩地区

如果花岗岩地区植被发育，则会产生大量土壤CO2，从而促进铝硅酸盐风化：4、碳酸盐地区

碳酸溶滤作用导致型水的形成。CompanyLogo6.3潜水化学成分的形成二．干旱气侯

由于蒸发作用强列，土壤中含有各种盐类：难溶盐类(MgCO3，CaCO3)；易溶盐类(CaSO4，MgSO4，Na2SO4，NaCl)等。通过蒸发作用，水中盐按下列顺序沉淀：大气降水淋滤的结果，导致高矿化潜水形成。干旱地区潜水化学成分差异很大，M由小于1g/l到300g/l不等，水型有HCO3型水，SO4型水和Cl物型水。淡水或低矿化度潜水在干旱地区分布不广。由淡水到高矿化度水导致组分的变化规律是由河谷和山前到盆地中心，水型由HCO3到SO4到Cl物型水。

CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

一、承压水成因类型承压水盆地地下水化学成分的形成比潜水复杂，前面介绍的各种形成作用均可有参与，而且与承压水类型有关。承压水成因类型有：陆相沉积型，泻湖沉积型和海相沉积型。

1．

陆相沉积型承压水由河湖沉积物而形成的承压含水层中的承压水，如山前倾斜平原中的砂—粘土沉积层形成的承压水。这种承压水多为低矿化度的HCO3—Ca型水，主要由溶滤作用而形成的。但也可以形成高矿化度的Cl—Na型水(如盐湖沉积)。

CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

一、承压水成因类型2、泻湖沉积型承压水①泻湖：浅水海湾因湾上被泥沙淤积成的砂咀或沙坝所封闭或接近封闭面成的湖。泻湖的含盐度与所在地区所侯及与海洋的隔离程度不同而不届。A．气侯潮湿有淡水补给，含盐度低。B．气侯干旱，蒸发量大，含盐度高。②水化特点在泻湖相沉积层中含有大量的盐和石膏，因此形成高矿化度的SO4-Ca,SO4-Ca-Mg,SO4-Ca-Na,SO4-Na-Ca-Mg和SO4-Na型水。只有在冲刷程度很高的岩石露头处才形成淡水CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

一、承压水成因类型3．海相沉积型承压水海相沉积型承压水的形成过程是陆相成因类型水和海相成因类型水相互作用的过程，即渗透水（陆相成因水）排挤沉积封存海水，并同时进行渗入水与沉积封存海水之间的混合作用。海相沉积岩层中起始形成封存海水，然后慢慢被渗入水取代。因此，首先必须研究海成封存水的形成过程及特点。CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

二、海成封存水化学成分的形成

1、海水的特点①pH=8.1—8.3（浅部），深部pH＝7.8②水型：Cl－Na③矿化度：35g\L④主要离子：Na++K+>Mg2+>Ca2+Cl->SO42->HCO3-+CO32-

成分：NaCl→MgCl2→CaSO4→Ca(HCO3)2⑤平均化学成分(mg/kg)：CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

二、海成封存水化学成分的形成

1、海水的特点

海水随着海相沉积物一起被埋藏下来，或渗入其它海相沉积岩中，在漫长的地质历史过程中，由于水－岩作用，变质而成海成封存水。2、

海成封存水①有两种基本类型A、同生水：与岩石的沉积作用同时生成。B、外生水（后生水）：海水流到早已沉积好的海底层或海岸一带的岩层中。CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

二、海成封存水化学成分的形成2、

海成封存水②水化学成分高矿化度（Mmax=300g/L）的Cl-Na-Ca型水

γNa\γCL<0.85,Cl\Br<300③海水封存水形成过程A、蒸发作用:海水蒸发，M增大，含盐成分发生一系列的变化：首先，CaCO3、MgCO3发生沉淀，而后，CaSO4沉淀。这样水中氯化物含量相对增加，当水干涸到原来体积的1\10时，NaCl和MgSO4开始沉淀，而MgCl2和KCl含量相对增加。在进一步的浓缩作用下，MgCl2和KCl沉淀。这样使海水成分更加复杂化。

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二、海成封存水化学成分的形成2、

海成封存水③海水封存水形成过程

B、水和大陆水中盐类之间的化学反应2Ca(HCO3)2+MgCl2→CaMg(CO3)2↓+CaCl2+CO2↑+2H2O这个反应的结果是生成白云石，并在水中出现一般海水所缺少的CaCl2.C、阳离子交替吸附作用a、海水与陆相粘土物质之间的吸附交替作用海进：2NaCl+Ca2+(吸附)→CaCl2+Na+(吸附)海退：CaSO4+2Na+(吸附)→Na2SO4+Ca2+(吸附)由此可以看出水的化学成分由于离子交替吸附作用而变。CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

二、海成封存水化学成分的形成2、

海成封存水③海水封存水形成过程C、阳离子交替吸附作用b、海水与海底淤泥之间的吸附交替作用：2NaCl+Ca2+(吸附)→CaCl2+2Na+(吸附)从而使水成为Cl-Na-Ca型水。总的来讲，上述各种作用导致Na+减少，Ca2+增加，使γNa/γCl<0.85.CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

二、海成封存水化学成分的形成2、

海成封存水③海水封存水形成过程C、阳离子交替吸附作用c、海相沉积物中生物残骸的分解海相沉积物中富含生物残骸，而生物残骸中富含Br，I等有机物，Br、I由于生物残骸分解而进入封存水，从而使封存不中富集Br，I，使Cl\Br<300。正常海水：Br=65mg/L，I=7mg/L封存水：Br=300—5700mg/L，I=50-120mg/L。上述三种作用的长期进行，使正常海水逐渐演变为海成封存水。CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程

1、基本思路一般地说，海相封存水与它周围的的岩石处于化学平衡状态，其矿化度不会改变。只在当含有这些水的岩层出圳地表剥蚀或被构造断裂所切进时，封存水才进入成分改变的新的历史时期。此时，发生了渗透水对封存水的排挤，承压水盆地地下水化学成分的形成过程就是渗透水排挤封存水的进程。CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程

2、承压水盆地基本水化学类型的形成（三个阶段）

第一阶段：渗入水（大气降水等）在含水层露头处（补给区）与封存水（Cl-Na-Ca）发生混合，并淋滤海相沉积岩层，形成Cl-Na型水，封存水被挤入较低部分（这个阶段主要淋滤NaCl）。

第二阶段：随着溶滤作用的继续，易溶的氯化物被冲刷，较难溶的硫酸类开始被溶滤，从而形成硫酸盐型水（SO4-Cl-Na型水）。Cl-Na,Cl-Na-Ca型水被依次挤到较低部位。

第三阶段：大气降水继续淋滤，硫酸盐大量减少，开始淋滤碳酸盐，从而形成矿化度很低的HCO3-Ca型水依次挤到较低部位。

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三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程

2、承压水盆地基本水化学类型的形成（三个阶段）

CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程

2、承压水盆地基本水化学类型的形成（三个阶段）

经过上述三个阶段，便形成了承压水地地下水化学成分的基本类型。在这些基本成因类型之间，还有许多过渡类型，由此而组成一系列变化的水化学类型分带。CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成①正常海相沉积岩有还原硫酸盐能力的有机质存在的含水层中，水化学类型的形成公式：

A、HCO3型水在补给区首先形成低矿化度的HCO3-Ca型水（有时由于阳离子交替吸附作用：Ca(HCO3)2+2Na(吸附)↔2NaHCO3+Ca2+(吸附)使HCO3-Ca型水变为HCO3-Na型水）HCO3-Ca型水运动富集硫酸盐，变成HCO3-SO4-Ca型水。由于阳离子吸附交替作用：Na++Ca2+↔Ca2++Na+(吸附)使水中富集Na+，使HCO3-SO4-Ca型水变成HCO3-SO4-Ca-Na型水，再变成HCO3-SO4-Na-Ca型水（M:0.5-.07g\L）

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三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成①正常海相沉积岩有还原硫酸盐能力的有机质存在的含水层中，水化学类型的形成公式：

B、SO4型水

HCO3-SO4-Na-Ca型水继续富集硫酸盐及产生Ca2+和Na+阳离子吸附交替作用，将逐步形成SO4－HCO3-Na-Ca型水→SO4－HCO3–Na型水→SO4－Na型水。（M：0.5－1g\L）

CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成①正常海相沉积岩有还原硫酸盐能力的有机质存在的含水层中，水化学类型的形成公式：

C、HCO3-型水由于SO4－Na型水向下进入缺氧含有机质的还原环境，SO42-开始产生脱硫酸作用，随着脱硫酸作用的继续，使SO4－Na型水依次变为SO4－HCO3–Na型水→HCO3-SO4–Na型水→HCO3–Na型水。在这个过程中产生H2S气体，同时SO42-完全消失（M：1－2g\L）CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成①正常海相沉积岩有还原硫酸盐能力的有机质存在的含水层中，水化学类型的形成公式：

D、Cl型水碱性HCO3–Na型水向下进入被冲刷弱而含NaCl的岩层，HCO3-Na型水变为HCO3-Cl-Na型水—Cl-HCO3-Na型水—Cl-Na型水（M=3-5g/L）。E封存水CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成①正常海相沉积岩有还原硫酸盐能力的有机质存在的含水层中，水化学类型的形成公式：E封存水在Cl-Na型水之后，是高矿化度的封存水（Cl-Na-Ca型水）。整个地下水化学成分形成过程中，主要有三个作用：淋滤冲刷作用，阳离子交替吸附作用和脱硫酸作用CompanyLogo6.4承压水盆地地下水化学成分的形成过程

三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成①正常海相沉积岩有还原硫酸盐能力的有机质存在的含水层中，水化学类型的形成公式：

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三、承压水盆地地下水化学成分的形成过程3、封闭型承压水盆地中各种化学类型水的形成②、在岩层中含有石膏，或缺少具有还原硫酸盐能力的有机物质的含水层中，水化学类型的形成方式：A、HCO3型水

在补给区首先形成低矿化度的HCO3-Ca型水，向下运动富集硫酸盐，变为HCO3-SO4-Ca型水，（M=1g/l