古堆泉域岩溶地下水水化学特征及成因

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：唐春雷,申豪勇,赵春红,王志恒,谢浩,赵一,梁永平

单位：中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,太原理工大学水利科学与工程学院, 太原 030024,联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004

摘要：古堆泉为山西省著名岩溶大泉之一，是唯一的中低温温泉，具有悠久的开发观赏历史，凝聚着丰厚的人文积淀.以古堆泉域岩溶地下水为研究对象，通过系统地样品采集与同位素分析，综合运用水化学（Durov图、离子比例、Gibbs图和氢氧同位素）同位素方法分析地下水水化学特征和地下水系统径流特征.古堆泉域岩溶地下水的87 Sr/86 Sr值在0.709~0.717之间，Mg/（Mg+Ca）值在0.27~0.74之间.通过分析Sr同位素组成和Mg/（Mg+Ca）、1/Sr变化特征，得出古堆泉域岩溶地下水为深部热水与浅部冷水的混合水，中条山南梁泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层径流特征，佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统和侯马盆地深循环子系统呈现碳酸盐岩地层与火成岩地层径流特征，塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层与古老硅铝质岩地层径流特征.通过2014年样品与2021年相同位置取样点的氢氧同位素比对分析，得出古堆泉口水样变化原因是其受三泉水库补给随时间的积累的结果，三泉水库的变化原因是受引黄水的影响.研究区岩溶地下水水化学类型可分为SO₄-Na、SO₄-Ca、HCO₃-Na、HCO₃-Mg、HCO₃-Ca和Cl-Na型.岩溶地下水水化学类型从HCO₃-Ca·Mg→HCO₃·SO₄-Ca·Mg→SO₄·HCO₃-Na·Ca→SO₄·Cl-Na·Ca呈现明显的水化学成分分带.

关键词：北方岩溶,水化学特征,氢氧同位素,Sr同位素,Durov图,Gibbs图,