第四章42地下水化学成分的分类课件.ppt

1、第二节第二节 地下水化学成分分类地下水化学成分分类地下水化学成分分类地下水化学成分分类，是按，是按一定规则一定规则对地下水化学对地下水化学成分（指标）相同或相近的水进行成分（指标）相同或相近的水进行归类归类，是对实，是对实际现象的一种归纳和概括。际现象的一种归纳和概括。不同类型的水，可能具有不同的不同类型的水，可能具有不同的成因成因和不同的和不同的水文水文地球化学作用地球化学作用。合理地进行地下水化学分类，有。合理地进行地下水化学分类，有利于对地下水的研究和利用。利于对地下水的研究和利用。1 按主要离子组分分类按主要离子组分分类1.1 舒卡列夫分类舒卡列夫分类 编号命名法编号命名法 顺序命名法

2、顺序命名法 25%meq的离子的离子HCO3HCO3SO4HCO3SO4ClHCO3ClSO4SO4ClClCa181522293643Ca+Mg291623303744Mg3101724313845Na+Ca4111825323946Na+Ca+Mg5121926334047Na+Mg6132027344148Na7142128354249将含量大于将含量大于25meq%的阴离子和阳离子进行组合，每型以阿拉伯数字为代号，的阴离子和阳离子进行组合，每型以阿拉伯数字为代号，共共49型；型；按矿化度又分为按矿化度又分为4组组：A组矿化度组矿化度40g/l。命名时在数字与字母间加连接号，如命名时在数

3、字与字母间加连接号，如1-A：指的是：指的是M meq 25，阳离子只有，阳离子只有Ca大于大于25meq%。注意：注意：（1）阴、阳离子分别计毫克当量百分比；（）阴、阳离子分别计毫克当量百分比；（2）矿化度的单位是）矿化度的单位是 g/L！课堂练习：课堂练习：一水样成分如下（mg/L）(简分析结果)：Cl-为77.1、SO42-为96.0、HCO3-为244、Ca2+为68.0、Mg2+为24.0，pH为7.3，T为15oC，矿化度为509 mg/L，试用苏卡列夫编号分类对其进行命名。meq/L:Cl-：2.17SO4:2HCO3:4Ca:3.4Mg:2K+Na:2.77meq%:Cl-：2

4、.17/8.17=26.6%HCO3:4/8.17=48.9%SO4:2/8.17=24.5%Mg:2/8.17=24.5%Ca:3.4/8.17=41.6%K+Na:2.77/8.17=33.9%25-A顺序命名法顺序命名法 按水中阴阳离子含量按水中阴阳离子含量 25 meq%的顺序排列的顺序排列命名，阴离子在前，阳离子在后：命名，阴离子在前，阳离子在后：HCO3-SO4-Ca、SO4-Na型水。这样命名，可以是型水。这样命名，可以是NO3-Na-Ca、H4SiO4-HCO3-Na型水等，应用十分广泛。型水等，应用十分广泛。乌克兰南部某农业耕作层土壤水（mg/L）：HCO3为318、SO4为

5、142、Cl为173、NO3为800、NO2为0.04、Na+K+为97、Ca2+为330、Mg2+为66、pH为6.8、Eh(mv)为300、M(g/l)为1.9，试根据苏卡列试根据苏卡列夫分类的顺序命名法对其夫分类的顺序命名法对其进行命名。进行命名。8.6)(9.115216319320350PHKNaMgCaClHCONOMNO3：50 meqHCO3:20%meqCl:19 meqCa：63 meqMg:21 meqNa+K:15%meq库尔洛夫式库尔洛夫式:苏卡列夫顺序命名苏卡列夫顺序命名：NO3-Ca型水作 业 一水样成分如下一水样成分如下(mg/L):（简分析结果）（简分析结果）

6、Cl-为为112.1、SO42-为为96.0、HCO3-为为244、Ca2+为为78.0、Mg2+为为30.0、PH为为7.3、T为为15、矿化度为、矿化度为560 mg/L。试根据苏卡列。试根据苏卡列夫分类的顺序命名法对其进行命名。夫分类的顺序命名法对其进行命名。1.2 苏林分类苏林分类 根据水中主要阴、阳离子（根据水中主要阴、阳离子（Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、Mg2+、Ca2+）彼此化学亲和力的强弱顺序而组成盐类的）彼此化学亲和力的强弱顺序而组成盐类的原则，划分出四种类型的水。原则，划分出四种类型的水。首先按照首先按照rCl-和和rNa+（毫克当量数）的关系进行划分（毫克当量

7、数）的关系进行划分:(1)rCl-rNa+（毫克当量数）时（毫克当量数）时(2)rCl-rNa+（毫克当量数）时（毫克当量数）时 然后根据阴、阳离子毫克当量比例系数进一步划分。然后根据阴、阳离子毫克当量比例系数进一步划分。CaMgNa+KHCO3SO4Cl020406080100meq%碱性增强酸性增强（1）rCl-rNa+（毫克当量数）CaMgNaHCO3SO4Clmeq%碱性增强酸性增强14SOClNaNa2SO4型水A：B：CaMgNaHCO3SO4Clmeq%碱性增强酸性增强14SOClNaNaHCO3型水（2）rCl-rNa+（毫克当量数）CaMgNaHCO3SO4Clmeq%碱性增

8、强酸性增强1MgNaClMgCl2型水A：B：CaMgNaHCO3SO4Clmeq%碱性增强酸性增强1MgNaClCaCl2型水课堂练习 有一地下水样的化学成分如下：Na:289 mg/L K:5.9 mg/L Mg:82.7 mg/L Ca:142 mg/L F:0.09 mg/L Cl:198 mg/L HCO3:488 mg/L SO4:332 mg/L Na:12.6meq/L K:0.15meq/L Mg:6.8meq/L Ca:7.07meq/L F:Cl:5.58meq/L HCO3:8.0meq/L SO4:6.9meq/L可得：rNa rCl;(rNa-rCl)/rMg Na

9、2 按主要气体成分分类按主要气体成分分类 奥弗琴尼柯夫分类：奥弗琴尼柯夫分类：含含氧化环境气体氧化环境气体（氮，氧，二氧化碳等）的水，主要是地表（氮，氧，二氧化碳等）的水，主要是地表水，浅层地下水；水，浅层地下水；含含还原环境气体还原环境气体（甲烷、硫化氢、二氧化碳，氮等）的水，（甲烷、硫化氢、二氧化碳，氮等）的水，主要是油田水，天然气矿床水；主要是油田水，天然气矿床水；含含变质环境气体变质环境气体（主要是二氧化碳）的水，岩浆活动区的碳（主要是二氧化碳）的水，岩浆活动区的碳酸水（潜育环境或岩浆变质作用）。酸水（潜育环境或岩浆变质作用）。3 水文地球化学分类的基本原则水文地球化学分类的基本原则前

10、述水文地球化学分类：按地下水前述水文地球化学分类：按地下水主要离子组分主要离子组分分类分类 按地下水按地下水主要气体成分主要气体成分分类分类 都有片面性，不能全面地反映地下水化学成分与水文地都有片面性，不能全面地反映地下水化学成分与水文地球化学环境的关系；化学成分分类与地下水成因类型和球化学环境的关系；化学成分分类与地下水成因类型和形成过程联系不够。形成过程联系不够。标型元素标型元素（离子、化合物）的迁移决定着表生过程（离子、化合物）的迁移决定着表生过程的地球化学特点。的地球化学特点。空气迁移的标型元素和标型化合物空气迁移的标型元素和标型化合物主要影响地下水的主要影响地下水的氧化还氧化还原条件

11、；原条件；水迁移的标型元素和标型化合物水迁移的标型元素和标型化合物在很大程度上决定着天然水在很大程度上决定着天然水的的酸碱条件和矿化度酸碱条件和矿化度。按标型元素和标型化合物对地下水进行分组、分类，按标型元素和标型化合物对地下水进行分组、分类，是水文地球化学分类的基本原则。是水文地球化学分类的基本原则。水文地球化学分类（水文地球化学分类（李学礼李学礼）根据根据空气迁移标型元素空气迁移标型元素进行水文地球化学分组，按水中溶解进行水文地球化学分组，按水中溶解气体分为气体分为6组：组：A氧化水组（氧化水组（O2为主）；为主）；B潜育水组（生物成因潜育水组（生物成因CO2为主）；为主）；C硫化氢还原水

12、组（硫化氢还原水组（H2S为主，有部分生物成因为主，有部分生物成因CO2）；）；D甲烷强还原水组（甲烷强还原水组（CH4为主，有部分生物成因为主，有部分生物成因CO2，N2和和 H2S）E变质或岩浆二氧化碳水组变质或岩浆二氧化碳水组F含氮热水组（大气成因含氮热水组（大气成因CO2为主）为主）每组中又可分为潜水亚组和承压水亚组。每组中又可分为潜水亚组和承压水亚组。根据根据水迁移标型元素水迁移标型元素进行水文地球化学分类，按水中主要阴进行水文地球化学分类，按水中主要阴离子将水分为离子将水分为9类：类：SiO3（SiO3 HCO3）HCO3 HCO3 SO4 （SO4 HCO3）SO4 SO4 Cl

13、（ClSO4）HCO3 SO4 Cl HCO3Cl（ClHCO3）Cl 卤水（卤水（Cl）不含大量不含大量Cl,水积极交替带形成的溶滤水水积极交替带形成的溶滤水 不含石膏和岩盐的正常海相沉积岩中不含石膏和岩盐的正常海相沉积岩中水消极交替带的水水消极交替带的水水交替停滞带的海相封存水水交替停滞带的海相封存水过渡类，水有各种来源，多为大气降水和海相过渡类，水有各种来源，多为大气降水和海相封存水的混合产物封存水的混合产物每类中又可根据阳离子划分亚类（型）。每类中又可根据阳离子划分亚类（型）。pH,Eh（变动范围）；（变动范围）；特殊组分；特殊组分；矿化度；矿化度；温度温度水文地球化学分类主要指标示意图水文地球化学分类主要指标示意图C承承-250 1 7.5 11硫化氢还原水组，承压水亚组，硫化氢还原水组，承压水亚组，Eh=-250毫伏毫伏氯化物类，钠型热水，氯化物类，钠型热水，pH7.5，矿化度，矿化度11g/L潜承4 几种在自然界不能形成的水化学类型几种在自然界不能形成的水化学类型 在含大量甲烷（在含大量甲烷（CH4）D组水中，不存在组水中，不存在类（硫酸盐类）水类（硫酸盐类）水 不能形成含大量游离碳酸的不能形成含大量游离碳酸的E组的硫酸盐类（组的硫酸盐类（类）水类）水 类以下各承压水亚组，不能形成氧化水组（类以下各承压水亚组，不能形成氧化水组（A）的水）的水