基于水化学和D、18O同位素的豫西某矿山地下水水源识别

赵少攀, 杨森, 张东兴, 常成, 闫佳喆, 刘念, 麻倩倩, 张茜. 2025. 基于水化学和D、18O同位素的豫西某矿山地下水水源识别. 西北地质, 58(2): 313-322. doi: 10.12401/j.nwg.2024014
引用本文: 赵少攀, 杨森, 张东兴, 常成, 闫佳喆, 刘念, 麻倩倩, 张茜. 2025. 基于水化学和D、18O同位素的豫西某矿山地下水水源识别. 西北地质, 58(2): 313-322. doi: 10.12401/j.nwg.2024014
ZHAO Shaopan, YANG Sen, ZHANG Dongxing, CHANG Cheng, YAN Jiazhe, LIU Nian, MA Qianqian, ZHANG Xi. 2025. Groundwater Source Identification Based on Hydrochemistry and D, 18O Isotopes in a Mine in Western Henan Province. Northwestern Geology, 58(2): 313-322. doi: 10.12401/j.nwg.2024014
Citation: ZHAO Shaopan, YANG Sen, ZHANG Dongxing, CHANG Cheng, YAN Jiazhe, LIU Nian, MA Qianqian, ZHANG Xi. 2025. Groundwater Source Identification Based on Hydrochemistry and D, 18O Isotopes in a Mine in Western Henan Province. Northwestern Geology, 58(2): 313-322. doi: 10.12401/j.nwg.2024014

基于水化学和D、18O同位素的豫西某矿山地下水水源识别

  • 基金项目: 河南省2022年度自然资源科研项目(2022-10),河南发恩德矿业有限公司科研项目(FED-HQ23155)联合资助。
详细信息
    作者简介: 赵少攀(1988−),男,硕士,工程师,从事矿产地质、水文地质研究工作。E−mail:zsp621@foxmail.com
    通讯作者: 杨森(1985−),男,高级工程师,从事水工环相关研究工作。E−mail:304918005@qq.com
  • 中图分类号: P641

Groundwater Source Identification Based on Hydrochemistry and D, 18O Isotopes in a Mine in Western Henan Province

More Information
  • 笔者通过对研究区进行水文调查,发现坑道内地下水均为构造裂隙水,并分别在丰水期和枯水期对地表水和坑道水进行了针对性的采样分析。水化学特征显示,地表水中阴阳离子随丰水期和枯水期而发生变化显著,而地下水阴阳离子含量变化小,水化学性质较为稳定。通过对2021年420中段丰水期涌水量和同位素与水库水对比分析,推测在特殊水文年水库水参与该中段地下水活动。而其余地段地表水与地下水的水化学特征和D、18O同位素含量均有较大区别,说明地表水参与地下水活动不显著。综上所述,研究区地下水具有较为独立的含水系统,主要接受岩层内构造裂隙水补给,平时基岩裂隙水和溪沟水补给水库水,当遇到大暴雨,水库水位上升至大于地下水位时,才会反补地下水,推测在水库水位大于535 m时,地表水参与个别中段地下水活动,但涌水总量不大,整体可控。

  • 加载中
  • 图 1  研究区水文地质图

    Figure 1. 

    图 2  研究区水文地质剖面图

    Figure 2. 

    图 3  研究区水样Piper图解

    Figure 3. 

    图 4  研究区水样δD和δ18O关系图

    Figure 4. 

    图 5  研究区2021年10月竖井涌水量和水库水位关系曲线图

    Figure 5. 

    表 1  研究区水化学和D、18O同位素测定表

    Table 1.  Water chemistry and D, 18O isotope measurements in the study area

    样号 日期 采样地点 分析项目(mg/L) PH 舒卡列夫分类 稳定同位素 类型
    Na++K+ Ca2+ Mg2+ Cl SO42− HCO3 TDS 总硬度 永久
    硬度
    总碱度 δD(‰) δ18O(‰)
    SY-01 202110 420 m中段天井 133.40 88.38 28.31 49.28 370.31 209.91 774.6 337.0 165.0 172.0 8.10 HCO3·SO4-Na·Ca-A −68 −9.6 地下水
    SY-02 202110 420 m中段CM防水门 238.28 83.37 14.82 59.20 435.15 305.71 983.7 269.0 18.5 250.5 7.60 HCO3·SO4-Na·Ca-A 地下水
    SY-03 202110 420 m中段采空区 129.26 93.19 26.73 46.09 376.07 203.81 773.2 342.5 175.5 167.0 8.20 HCO3·SO4-Na·Ca-A 地下水
    SY-04 202110 近研究区侧水库岸边 11.27 53.91 11.91 9.93 64.84 154.38 229.1 183.5 57.0 126.5 8.00 HCO3·SO4-Ca-A −68 −9.9 地表水
    SY-06 202111 矿区周边水井(深2.5 m) 13.81 111.02 16.40 22.33 60.52 274.59 455.5 344.5 119.5 225.0 7.60 HCO3-Ca-A 浅层地下水
    SY-07 202111 450 m中段采场 48.53 88.38 50.54 18.08 293.94 247.13 623.0 428.5 226.0 202.5 8.25 HCO3·SO4-Ca·Mg-A −61 −8.8 地下水
    SY-08 202111 160 m中段延脉掘进面 216.20 19.64 2.92 41.12 223.34 293.51 650.0 61.0 0 240.5 8.00 HCO3·SO4-Na-A −72 −10.0 地下水
    SY-09 202111 10 m中段 290.26 29.46 5.95 98.55 363.59 258.11 916.9 98.0 0 211.5 8.10 HCO3·SO4-Na-A −79 −10.7 地下水
    SY-10 202111 水库中央 −68 −9.8 地表水
    SY-11 202111 水库中央 8.65 58.72 16.28 6.74 82.13 165.97 616.8 477.5 244.0 233.5 7.90 HCO3·SO4-Ca·Mg-A −68 −9.8 地表水
    SY-12 202111 水库中央 −67 −9.8 地表水
    SY-13 202111 地表沟谷溪流 1.84 68.54 8.87 6.74 58.60 172.08 230.6 207.5 66.5 141.0 8.00 HCO3·SO4-Ca-A −63 −9.3 地表水
    SY-14 202112 矿区周边水井(深5 m) 9.47 49.10 8.99 6.74 35.54 137.91 208.7 159.5 46.5 113.0 7.30 HCO3-Ca-A 浅层地下水
    SY-15 202204 380 m中段钻孔 293.02 36.87 2.92 73.03 365.51 314.25 928.5 104.0 0 257.5 7.70 HCO3·SO4-Na-A −74 −10.2 地下水
    SY-25 202204 380 m中段泄水孔(水来自420 m中段防水门) 212.52 85.77 22.36 62.04 430.35 283.74 954.9 306.0 73.5 232.5 8.10 HCO3·SO4-Na·Ca-A −70 −9.7 地下水
    SY-26 202204 近研究区侧水库岸边 64.86 66.13 22.36 28.71 168.10 222.72 461.5 257.0 74.5 182.5 7.90 HCO3·SO4-Na·Ca-A −65 −9.1 地表水
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出版历程
收稿日期:  2023-03-07
修回日期:  2023-10-13
录用日期:  2023-12-15
刊出日期:  2025-04-20

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