福建东平矿泉水水文地球化学研究与成矿条件分析

论文摘要

矿泉水作为绿色环保的矿产资源,开发开采前需要对其矿区进行详细的调查与研究。本文通过调查矿区的地层岩性、地质构造、水文地质条件以及矿泉水的水质和类型,指出东平矿泉水的形成过程如下:大气降水作为矿泉水补给来源,降水下渗后形成的地下水在基岩裂隙和断裂构造中运移和储存,在地下水和围岩的接触中,发生各种水岩作用,这些水岩作用使特征组分偏硅酸和锶进入地下水中,偏硅酸和锶的富集则使东平地区的地下水成为偏硅酸-锶型矿泉水。本文使用Arcgis软件对研究区进行水文分析,详细说明了生成DEM、水文分析过程、DEM渲染三个部分的各个步骤,并列举出部分可供他人参考的参数。使用水质检测结果列表与piper三线图,指出矿区流域地下水中阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3-为主,主要水化学类型为HCO3-Na·Ca型且水质较好。流域内发生的水文地球化学作用主要包括岩石风化作用、溶滤作用、阳离子交换作用。通过绘制Gibbs图,指出流域内地下水组分形成主要受岩石风化作用与大气降水的共同控制;通过分析TDS与主要离子关系,认为溶滤作用得到的Ca2+、Na+、HCO3-对TDS的贡献较大,研究主要离子间的比例关系,认为钙长石与钠长石是溶解较多的两种硅铝酸盐矿物;计算氯碱指数,证明地下水与围岩之间阳离子交换作用的发生。流域中所含主要矿泉水特征组分为偏硅酸与锶,针对特征组分进行分析,认为pH的大小对水中偏硅酸含量有一定影响,pH越小,地下水中偏硅酸含量越高;Ca2+含量高的地下水中,锶含量也高;地下水中偏硅酸随TDS浓度的增加而增加。研究流域中矿泉水形成影响因素包括,基岩裂隙、断裂构造和地层岩性。地层岩石中的硅铝酸盐矿物如长石、云母等以及侵入岩中的锶为矿泉水中偏硅酸和锶提供了充足的物质来源。根据矿物平衡相图,证明流域内硅铝酸盐矿物与地下水发生反应后,其反应的水解产物为高岭石。此外,本文认为岩浆岩的侵入作用使花岗岩类与龙北溪组的接触带的附近富集大量的锶,故锶可在侵入岩与龙北溪组接触带的地下水中富集。据此提出建议,在对矿泉水进行开发生产时,应在龙北溪组地层开孔,寻找接触带之中的含水层,有利于生产锶含量较高的矿泉水。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景与意义
•     1.1.1 矿泉水产业发展
•     1.1.2 矿泉水对人体健康的影响
•     1.1.3 选题目的与意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 矿泉水分类
•     1.2.2 矿泉水水文地球化学研究现状
•   1.3 研究内容与技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 2 研究区地质地理概况
•   2.1 自然地理概况
•     2.1.1 地理位置及交通
•     2.1.2 地形地貌
•     2.1.3 气象水文
•   2.2 地层结构与地质构造特征
•     2.2.1 地层结构
•     2.2.2 侵入岩
•     2.2.3 地质构造
• 3 水文地质条件
•   3.1 地下水类型与富水程度
•     3.1.1 第四系松散孔隙水
•     3.1.2 基岩裂隙水
•     3.1.3 构造裂隙水
•   3.2 地下水的补给、径流及排泄条件
•   3.3 基于Arcgis的水文分析
•     3.3.1 数字高程模型DEM的生成
•     3.3.2 基于DEM的水文分析
•     3.3.3 DEM渲染
•     3.3.4 水文分析结果讨论
• 4 水文地球化学研究
•   4.1 水样的采集及检测
•     4.1.1 水样采集
•     4.1.2 水样检测
•   4.2 水化学特征
•     4.2.1 地表水与地下水常量元素分析
•     4.2.2 地表水与地下水水化学类型及分布
•     4.2.3 矿泉水类型
•     4.2.4 矿泉水中偏硅酸、锶特征
•   4.3 水文地球化学作用
•     4.3.1 岩石风化与大气降水
•     4.3.2 溶滤作用
•     4.3.3 阳离子交换作用
•   4.4 小结
• 5 矿泉水成矿条件分析
•   5.1 基岩裂隙对地下水的控制
•   5.2 断裂构造对地下水的控制
•   5.3 地层岩性对矿泉水的控制
•     5.3.1 研究区岩石地球化学特征
•     5.3.2 岩性分布与矿泉水特征组分关系
•     5.3.3 地层岩性对矿泉水的控制体现
•   5.4 矿泉水中偏硅酸组分的形成
•     5.4.1 系统矿物平衡体系
•     5.4.2 偏硅酸的形成过程
•   5.5 花岗岩类侵入对锶的富集作用
•   5.6 小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 游思琪

导师: 武雄

关键词: 矿泉水,偏硅酸锶矿泉水,水文地球化学,水文分析

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P641.3

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001352

总页数: 79

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