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川西高原河流水系氢氧同位素特征

李昂  
【摘要】:阿坝州位于四川省西北部,是全国罕见的大骨节病重病区。大骨节病的病因在很大程度上和当地的水文环境有着密切的关系。在病区内,地表水是当地居民饮用水的长期来源。由于地表水,特别是河流水系循环周期短,运移速度快,加之区内大部分区域地层岩性以砂板岩为主,河水的矿化度一般较低。长期饮用这种类型的低矿化度水,导致人体一些有用元素的贫化,有可能是诱发大骨节病的因素之一。论文依托中国地质调查局地质调查项目《四川省大骨节病区地下水调查与安全供水示范工程》子课题《四川阿坝州生态地球化学调查》(1212010913022)。在调查研究区水文地质背景的基础上,通过氢氧同位素分析,厘定水源组成和不同河段地下水和河水之间的互补关系,查明不同区段河水的水化学特征。 主要取得如下成果: 研究区的8180和δD的变化范围分别是:-14.87~-9.68%o和-107.5~-64.7%o,不同水体同位素组成落在全球大气降水附近,显示大气降水补给的特征,反映出受夏季季风带来的东南方太平洋和南海的水汽团影响。研究区河流水系氢氧同位素组成呈现东高西低的特征,具有明显的分带性,受大陆效应的影响十分明显。 川西高原是长江与黄河的共同发源地。川西高原内长江水系氢氧同位素组成δD和δ18O分别为-107.5~-64.7、-14.87~-9.68,反映出长江水系主要受到大气降水的补给,且受到的蒸发作用较小。黄河水系氢氧同位素组成6D和6180分别为-102.4~-79.7、-14.35~-10.03,且氘过量参数d值较小,最小值为-0.25,显示出黄河水系受到了强烈的蒸发效应的影响。 白河、杜柯河、梭磨河和脚木足河的河水富集轻同位素,其井水的同位素组成比河水偏负,矿化度较高,反映出井水的补给来源为高海拔地区,经过了长距离的运移。说明地下水与河水之间水循环和相互补给不明显。 水化学特征分析表明,研究区水化学类型为HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型,河流水系矿化度较低,介于44.5-301.4mg/L之间,均值为139.1mg/L,属于极低矿化度和低矿化度水。 矿化度在空间分布上,呈现东高西低的特征。其中白水江矿化度最高,则曲河矿化度最低。杜柯河、则曲河、脚木足河、梭磨河、白河矿化度均小于150mg/L。长期饮用这种类型的低矿化度水,有可能是引起大骨节病病因的条件之一。 造成矿化度差异原因是,一方面,研究区岩石受到河流的强烈冲刷,在风化作用下,矿物体内的离子自然析出;另一方面,地下水具有丰富的c02供给来源:富含C02和腐植酸的土壤、可产生酸类物质的有机质和含硫矿物的岩石,溶解碳酸盐矿物和硅酸盐矿物。地层岩性也是造成矿化度差异的原因之一。


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