深层地下水18O与D组成特征与水流场.pdf

第3 7 卷第6 期中国矿业大学学报 V 0 1 ．3 7N o ．6 2 0 0 8 年月 J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g8 LT e c h n o l o g y N o v ．2 0 0 8 深层地下水1 8O 与D 组成特征与水流场 陈陆望1 ，桂和荣2 ，殷晓曦1 ，钱家忠1 1 ．合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥2 3 0 0 0 9 ；2 ．宿州学院，安徽宿州 2 3 4 0 0 4 摘要为了分析不同含水层系统中水流场分布，利用淮北任楼井田及所在的临涣矿区地表水体、 地面长期观测孔、井下出水点从上而下分别采集了地表、第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩裂 隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层3 0 个水样，测试了8 D ，艿1 8 0 与成化指 标总溶解固体T D S ．结果表明临涣矿区四含和太灰地下水表现1 8 0 漂移，煤系地下水表现D 漂 移，奥灰地下水漂移特征不明显；临涣矿区四含与太灰地下水占1 8 0 与T D S 呈负相关关系，煤系 地下水8 D 与T D S 呈正相关关系。任楼井田煤炭的开采对四含与煤系水的影响较大，四含水由 井田西北与东南方向向采区径流，煤系水由井田四周向采区径流；煤炭开采对太灰水影响不大， 太灰水在井田范围内由东向西径流． 关键词深层地下水；漂移；流场；含水层 中国分类号T U4 5文献标识码A文章编号1 0 0 0 1 9 6 4 2 0 0 8 0 6 0 8 5 4 - 0 6 C o m p o s i n gC h a r a c t e r i s t i co f 1 8O a n dDa ndomposlng h0a n da n d C u r r e n tF i e l di nD e e pG r o u n d w a t e r C H E NL u - w a n 9 1 ，G U IH e - r o n 9 2 ，Y I NX i a o - x i l ，Q I A NJ i a z h o n 9 1 1 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，H e f e iU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ， H e f e i ．A n h u i2 3 0 0 0 9 ，C h i n a ；2 ．S u z h o uC o l l e g e ，S u z h o u ．A n h u i2 3 4 0 0 4 。C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt oa n a l y z et h ec u r r e n tf i e l do fd e e pg r o u n d w a t e ri nd i f f e r e n ta q u i f e rs y s t e m s ， t h i r t ys p e c i m e n si n c l u d i n gt h ef o u r t ha q u i f e ro ft h eQ u a r t e r n a r y ，t h ec o a la n ds a n d s t o n ec r a n n y a q u i f e r ，t h eT a i y u a nl i m e s t o n ea q u i f e ra n dt h eO r d o v i c i a nl i m e s t o n ea q u i f e rw e r eo b t a i n e df r o m t h et o pd o w nb ys u r f a c ew a t e r ，t h el o n g t e r mo b s e r v a t i o nb o r e sa n dm i n es t r e a m i n gw a t e ri n R e n l o uc o l l i e r y ，t h el o c a lL i n h u a nc o a ld i s t r i c to fHu a i b e i ．T h e 艿D ，占1 8Oa n dt h ec o n t e n to ft a l l d i s s o l v es o l i d T D Sf o rs h o r t i ng r o u n d w a t e rw e r et e s t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h eg r o u n d w a t e ri nt h ef o u r t ha q u i f e ra n dt h eT a i y u a nl i m e s t o n ea q u i f e rt a k e so n 1 8O e x c u r s i o ni nL i n h u a n c o a ld i s t r i c t ，a n di nt h ec o a la q u i f e rt a k e s0 1 1De x c u r s i o n ，b u tt h ee x c u r s i o nc h a r a c t e r i s t i ci n t h eO r d o v i c i a nl i m e s t o n ea q u i f e ri sn o te v i d e n t ．T h er e l a t i o nb e t w e e n8 1 8Oa n dT D So fg r o u n d - w a t e ri sn e g a t i v ec o r r e l a t i o ni nt h ef o u r t ha q u i f e ra n dt h eT a i y u a nl i m e s t o n ea q u i f e ri nL i n h u a n c o a ld i s t r i c t ．T h er e l a t i o nb e t w e e n8 Da n dT D Si Sp o s i t i v ec o r r e l a t i o ni nt h ec o a la q u i f e r ．B e - c a u s eo ft h em i n i n gi nR e n l o uc o l l i e r y ，t h eg r o u n d w a t e ri nt h ef o u r t ha q u i f e rf l o w sf r o mn o r t h w e s ta n ds o u t h e a s tt om i n i n ga r e a s ，a n dt h a ti nt h ec o a la q u i f e rf l o w sf r o ma r o u n dt om i n i n g a r e a s ．H o w e v e r ．t h em i n i n gd o e s n ’ti n f l u e n c et h eT a i y u a nl i m e s t o n ea q u i f e re v i d e n t l ys ot h a t t h eg r o u n d w a t e rf l o w sf r o me a s tt ow e s t ． K e yw o r d s d e e pg r o u n d w a t e r ；e x c u r s i o n ；c u r r e n tf i e l d ；a q u i f e r ●- - _ _ _ - - - _ - - - 一 收稿日期2 0 0 7 0 2 0 8 基金项目国家自然科学基金项目 4 0 8 7 3 0 1 5 ，4 0 6 7 2 1 5 4 ；安徽省自然科学基金项目 0 7 0 4 1 4 1 6 8 作者简介陈陆颦 1 9 7 3 一 ．男，湖北省蕲春县人，讲师，博士 1 1 1 士l i d 。从事煤矿水文地质与工程地质方面的研究． E - m a i l l u w a n g c h e n 8 8 8 8 国1 6 3 ．c o mT e l 1 5 9 5 6 9 0 4 3 6 3 万方数据 第6 期 陈陆望等深层地下水n 0 与D 组成特征与水流场8 5 5 国内外关于地表泉水或浅层地下水氢氧稳定 同位素研究成果十分丰富【l 书] ，但对深层地下水氢 氧稳定同位素的研究不多，对多组深层地下水开展 氢氧稳定同位素对比研究则显得更少．其中一个重 要的制约因素是难以同时采取不同类型深层地下 水 3 0 0m 以下 水样，而煤矿区具有采取3 0 0m 以 下乃至千余米的各类深层地下水水样的独到优势， 为研究深层地下水氢氧稳定同位素组成及含水层 地下水循环提供了可能． 本文以安徽淮北任楼井田及其所在的临涣矿 区 矿区另外还包括临涣、海孜、童亭、许瞳、五沟等 井田 为例，研究不同类型深层地下水氢氧稳定同 位素组成及其流场分布．矿区从上而下的第四系第 四含水层 简称“四含”，埋深3 0 0m 、二叠系煤系 砂岩裂隙含水层 简称“煤系”，与开采煤层埋深有 关 、石炭系太原组岩溶含水层 简称“太灰”，埋深 6 0 0m 及奥陶系岩溶含水层 简称“奥灰”，埋深 苣aE 3 匹口 矿区煤层断层 边界露头 圃圈 矿井水样点类型 及编号 9 0 0m ，其埋藏较深，水文地质条件与区域构造复 杂，为矿区主要充水含水层[ 7 ] ．随着煤炭资源的大 量开采并向深部延伸，对矿区相关深层地下水开展 水循环方面的研究显得越来越重要【8 ] ．本文利用任 楼井田及所在临涣矿区地表水及各类深部含水层 水位观测孔、井下出水点等采取从四含到奥灰地下 水水样，测试氢氧稳定同位素组成和常规水化学指 标 如总溶解固体T D S 等 ，分析深层地下水”0 与D 组成特征及水流场，为煤矿合理进行防治水 方案设计及突水预测预报提供科学依据．、 1 取样与测试 利用任楼井田以及与其相邻的临涣、海孜、童 亭、许疃、五沟等井田的水塘或河流，地面长期观测 孔、井下出水点等处从上而下分别采取地表、四含、 煤系、太灰与奥灰3 0 个水样．水样点布置见图1 ， 采样地点见表1 ． a 临涣矿区水样点分布 b 任楼井田水样点分布 图1 任楼井田及所在临涣矿区含水层水样点平面分布 F i g ．1 P l a n ed i s t r i b u t i o no fs a m p l i n gs i t u so fa q u i f e r si nR e n l o uc o l l i e r ya n dl o c a lL i n h u a nc o a ld i s t r i c t 裹1任楼井田及所在临涣矿区水样氢氧稳定同位素与T D S 耐试结果 T a b l e1T e s tr e s u l t so fh y d r o g e na n do x y g e ns t a b l ei s o t o p e sa n dT D Si nR e n l o uc o l l i e r ya n dl o c a lL i n h u a nc o a ld i s t r i c t 阵号类薹 取样地点 。s 8 ⋯D ／％0 ，裂魏≤尝，样号粪薹 取样地点 。i 淼，裂苏。叩T D ∥S ／， l地湃河水 - - 4 2 ．15 ．8 1 6临涣 I 一7 8 ．78 ．8 122 0 8 2 表临涣地表水塘 ～4 3 ．26 ．1 1 7煤临涣 I f - - 8 3 ．4 - - 8 ．9 0 4 8 3 3水任楼地表水塘 一4 6 ．16 ．5 1 8 系海孜 - - 6 7 ．09 ．0 219 4 3 4 任楼水I 一5 9 ．3 7 ．5 77 8 01 9 水 童亭 - - 6 7 ．38 ．6 228 1 3 5 任楼水5 6 8 ．5 8 ．2 315 5 82 0 许疃 一7 3 ．09 ．7 215 3 2 6 四任楼水9 5 7 ．1 8 ．6 215 8 8 2 l 任楼水8 6 3 ．I一8 ．3 017 5 9 7 含任楼水1 3 5 5 ．1 7 ．4 17 8 92 2 任楼水1 4 5 2 ．56 ．7 94 3 5 8 水童亭一6 8 ．8 7 ．0 811 3 2 2 3 太任楼水7 7 4 ．98 ．7 712 3 1 9 海孜 一6 6 ．2 - - 8 ．9 510 4 1z 4 灰海孜 一5 9 ．2 8 ．4 3 I1 2 1 2 e I 临涣 一6 6 ．7 9 ．4 8 14 2 3 2 5 水童亭 一5 5 ．97 ．5 413 2 6 1 1 任楼风1 孔附近 一6 1 ．0 8 ．4 525 3 92 6五沟大任家东 一5 4 ．4- 一5 ．5 2 5 7 9 1 2 煤任楼风2 孔附近一6 7 ．6 8 ．4 828 0 6 2 7 五沟东J 5 1 6 3 ．09 ．2 3 9 3 8 1 3 系任楼一7 2 0 主石门G g 向前3 0m 一6 0 ．3 ～8 ．5 524 3 52 8臭任楼水6 - - 4 5 ．8- - 4 ．5 1 2 2 8 1 4 水任接中三变电所B 5 向前3 6m 一7 5 ．7 9 ．0 8 22 3 22 9 灰童亭 一6 3 ．77 ．1 44 6 2 1 5 任楼Ⅱ7 2 2 2 风巷f z 点后2 m 一6 5 ．6 - - 8 ．8 330 7 93 0 水五沟J 7 1 5 0 ．0 6 ．0 33 3 7 万方数据 8 5 6中国矿业大学学报第3 7 卷 在同一水样点处采取一部分水样送中国地质 大学 武汉 地质过程与矿产资源国家重点实验室 测试艿”O 与8 D ．样品1 8 0 制备采用C 0 。一H O 平衡 法，样品D 制备采用铀还原法，然后进行质谱测试 6 1 8 0 与8 D ，测试结果见表1 ．在同一水样点处采取 另一部分水样送任楼矿矿井水质测试中心迅速测 试T D S ，测试结果见表1 ． 2 地表水氢氧稳定同位素组成 流经临涣矿区的湃河水受大气降水控制，与本 区地表水塘水一起被视为该区地表水体．该区地表 水直接或间接接受地面产生蒸发效应后的大气降 水补给．大气降水的蒸发效应是一个高分馏过程， 使水发生强烈重氢氧稳定同位素富集．综合稳定同 位素测试结果，通过一元线性回归分析，得出临涣 矿区氢氧稳定同位素蒸发线为 ’8 D 5 ．8 8 9 5 占1 8 0 一7 ．6 8 0 4 ． 1 临涣矿区8 D 与艿”O S M O W 的蒸发线与我 国大气降水线[ 9 3 形状见图2 ． ．4 0 - 4 5 - 5 0 更- 5 5 e - 6 0 ．6 5 ．7 0 ．7 5 ．1 6 ”0 ／％o 图2中国8 D 与8 1 8 0 的大气降水线及矿区蒸发线 F i g ．2P r e c i p i t a t i o nl i n eo f8 D ＆8 1 sOi nC h i n aa n d e v a p o r a t i o nl i n eo f8 D8 L8 1 80i nt h ec o a ld i s t r i c t 从图2 上可以看出，蒸发线斜率始终小于中国 大气降水线斜率，说明大气降水形成地表水都要产 生不同程度地蒸发效应，符合温带气候区地表水体 蒸发特征．该区年平均大气降水氢氧稳定同位素组 成与大气降水线和蒸发线的交点值 8 ”O 一7 ．9 ‰，8 D ‰一一5 4 ‰ 相近． 地袁水体 ⋯漂移线 四含水 R 表示任楼 - - - - L - - - - - - J - - - - - ．．．J L ．- ．．．．．． ．．．一 98．7- 6．5 8 ”o ／‰ a 四舍承 ．9- 8．7．6．5 6 。s O ，‰ b 媒系水 3 深层地下水氢氧稳定同位素组成及其漂 移特征 任楼井田四含水8 1 8O 值介于一8 ．6 2 ％o ～ 7 ．4 1 ‰之间，均值7 ．9 6 ‰，8 D 值介于一6 8 ．5 ％o ～ 一5 5 ．1 ％o 之间，均值一6 0 ．0 ％o ．整个临焕矿区四含 水8 1 80 值介于一9 ．4 8 ‰～一7 ．0 8 ‰之间，均值 - - 8 ．1 9o ，8 D 值介于一6 8 ．8 ％o ～一5 5 ．1 ‰之间，均 值一6 3 ．1o ．任楼井田四含水样同位素组成和临焕 矿区大气降水年平均值相近．任楼井田大部分水样 点 见图3 a 方框内的4 号，6 号和7 号 氢氧稳定 同位素组成表现1 8 0 漂移，漂移线与大气降水线交 点的氢氧稳定同位素组成接近本区大气降水年平 均值，说明任楼井田四含水由于受采动影响与现代 大气降水存在间接水力联系．临涣、海孜与童亭 图 3 a 方框内的1 0 号，9 号和8 号 同样表现1 80 漂 移，但漂移线与大气降水线的交点的氢氧稳定同位 素组成小于本区大气降水年平均值，说明此地四含 水径流速度较缓，与现代大气降水水力联系不畅． 任楼井田煤系水8 ”0 值介于一9 ．0 8 ‰～ - - 8 ．4 5o 之间，均值一8 ．6 8 ‰，艿D 值介于一7 5 ．7 ‰ ～- - 6 0 ．3 ％0 之间，均值- - 6 6 ．0 4o ．整个临焕矿区煤 系水艿地0 值介于一9 ．7 2 ％o ～一8 ．4 5 ％o 之间，均值 一8 ．8 5 ‰，艿D 值介于一8 3 ．4 ％o ～一6 1 ．0 ％o 之间，均 值- - 6 9 ．9 ％o ．整个临焕矿区煤系水与大气降水未构 成良好的水力联系，含水层相对封闭，矿区绝大部 分水样点表现D 漂移 见图3 b ． 任楼井田太灰水8 1 80 值介于一8 ．7 7o ～一 6 ．7 9 ％o 之间，均值一7 ．9 5o ，6 D 值介于一7 4 ．9 ‰～ - - 5 2 ．5 ‰之间，均值- - 6 3 ．5 0 ‰．整个临焕矿区太灰 水8 1 8 0 值介于一9 ．2 3 ‰～一5 ．5 2 ％0 之间，均值 一7 ．8 0 ％o ，8 D 值介于一7 4 ．9 ‰～一5 2 ．5 ‰之间，均 值6 0 ．4 ％o ．矿区绝大部分太灰水样点6 值相差较 大，在占D 8 1 8 0 图上的总体变化趋势线与蒸发线几 乎平行 见图3 c ，略显1 8 0 漂移．地下水在太灰含 水层中径流速度较快． 透一 O ．4 0 _ 4 5 ．5 0 ．5 5 漠．6 0 吝．6 5 ∞．7 0 ．7 5 6 s O P d 奥灰水 图3 深层地下水氢氧稳定同位素8 D - 8 1 。O 关系 F i g ．3 R e l a t i o no f8 Da n d8 1 80o fh y d r o g e na n do x y g e ns t a b l ei s o t o p e si nd e e pg r o u n d w a t e r r。．r．．r．．r．．r．．r．_r．．．．．}．．_J0枷郴蜘彤枷彤珊彤铷彤J 漫／q 日 万方数据 第6 期陈陆望等深层地下水” 与D 组成特征与水流场8 5 7 任楼井田奥灰水只有1 个地下水位观测孔，其 8 “ O 值为一7 ．4 8 ‰，8 D 值为一4 5 ．8 0 ／o o ．整个临焕 矿区奥灰水艿1 8 0 值介于一7 ．1 4 ‰～一4 ．5 1 ％o 之 间。均值一5 ．8 9 ‰，8 D 值介于一6 3 ．7 ‰～一5 0 ．O ‰ 之间，均值5 3 ．1 7 ‰．如同太灰，矿区奥灰水样点8 值相差较大。在8 D 艿1 8 0 图上总体变化趋势线与蒸 发线平行 见图3 d ，1 8 0 漂移或D 漂移不明显，地 下水在奥灰含水层中径流速度与太灰水相比更快． 4 深层地下水咸化对漂移同位素组成的影 响 地下水运移咸化过程中其化学成分是地质历 史的产物，是物理化学平衡等因素作用下各离子迁 移转化的结果．地下水中的常规离子在此过程中显 得尤为重要．T D S 主要是常规离子 C a 2 ，M 9 2 ， K ．N a ，S O ．卜，C I 一，H C O 。一 在水中积累的综合 反映，是地下水咸化的主要指标．地下水一般遵循 沿径流方向T D S 有逐渐增大的趋势．因此，在氢氧 稳定同位素漂移特征的基础上，分析T D S 与稳定 同位素之间的相关关系，对探讨地下水流场分布具 有十分重要的应用意义． 临涣矿区四含与太灰地下水均表现1 8 0 漂移， 地下水艿1 8 0 大致与T D S 呈负相关关系 见图4 ， 说明地下水在径流过程中，溶解了含水层介质中大 量的含氧矿物成份，使地下水咸化趋势加重口0 | ．另 外，由于含氧矿物在地下水中逐渐溶解．较轻的氧 原子与因经历地面蒸发效应富含较重氧原子的地 下水易于产生同位素交换反应，同位素交换平衡反 应方程式 见方程式 2 ～ 5 向左移动，“稀释” 了1 8 0 ，使得地下水中的艿1 8 0 随T D S 的增大而减 小 即地下水沿径流方向8 1 6 0 减小 ． 速 9 一t O 逮 p 西 ．临 任 ⋯临 一任 C a C O 1 8 0 方解石、白云石与石灰岩 H z O C a C 0 3 H 2 1 8 0 ． 2 S i 0 1 8 0 石英或玉髓 H 2 0 S i 0 2 H 1 8 0 ． 3 C a A l 2 S i 2 0 7 ”0 长石 H 2 0 C a A l 2 S i 2 0 8 H 2 1 8 0 ． 4 1 4 M g ，F e 5 A 1 2 S i 。0 1 0 0 H 7 ”O H 绿泥石 H 2 0 一1 4 M g ，F e 5 A 1 2 S i 3 0 1 0 O H s H 2 1 8 0 ． 5 根据图4 a ，b ，比较临涣矿区与任楼井田溶滤 线的R 2 值，可以看出，从临涣矿区比较大的研究 区域缩小到任楼井田相对小的研究区域，负相关关 系更加明显． 同理，临涣矿区煤系水均表现6 D 漂移 见图 4 ．地下水艿D 大致与T D S 呈正相关变化趋势，说 明地下水在径流过程中，溶解了含水层介质中大量 的含氢矿物成份 如H z S ，C H 。与能溶解的有机物 等 ，使地下水咸化趋势加重⋯．另外，由于煤系地 层 除砂岩和煤层外，泥岩与页岩含量较为丰富 含 大量的黏土矿物成分．随着含氢矿物在地下水中逐 渐溶解，较轻的氢原子易于被煤系地层中的黏土矿 物所吸附，较重的氢原子与水中的氢原子产生同位 素交换反应，同位素交换平衡反应方程式 见方程 式 6 向右移动，“浓缩”了D ，使得地下水中的艿D 随T D S 的增大而增大． H O D 含烃基类物质 一H D 0 H 含烃基类物质 ． 6 根据图4 c ，比较临涣矿区与任楼井田溶滤线 的R 2 值，可看出，从l 临涣矿区比较大的研究区域 缩小到任楼井田相对小的研究区域，正相关变化趋 势更加明显． 遮 9 西 T D S ／ m g L 1 T D S ／ m g L “ T D S ／ m g 一 a 四含水I b 太灰水 c 煤系水 图4 深层地下水氢氧稳定同位索艿D 或8 1 8 0 与总溶解固体的关系 F i g ．4 R e l a t i o nb e t w e e n 占Do r8 1 8o o fh y d r o g e na n do x y g e ns t a b l ei s o t o p e sa n dT D Si nd e e pg r o u n d w a t e r 5 任楼井田深层地下水流场分析 篆喜辈毳喜需萼薯票茎霁盖箬坌篙蓉船 氢氧稳定同位素漂移的根本原因是地下水与均表现较大氢氧稳定同位素漂移．这种漂移特征随 含水层介质产生氢氧稳定同位素交换反应．处于补 着研究区域范围的逐渐缩小，氢氧稳定同位素漂移 渤枷彤珈彤舶舶 O 5 O 5 0 5 O 5 O 5 I ． - 巧击击0 J { 遗母母 万方数据 中国矿业大学学报第3 7 卷 特征愈加明显．因此，结合地下水咸化过程中漂移 氢氧稳定同位素随地下水径流方向的变化规律，根 据任楼井田深层地下水氢氧稳定同位素8 值的空 间展布形态，推测主要突水含水层在井田范围内的 流场分布特征，不失为一种科学方法[ 1 1 1 ． 根据图5 a 任楼井田四含水艿1 8 0 等值线可以 看出，任楼井田四含水艿1 8 0 值变化梯度较大，在井 田北部的3 6 勘探线与4 0 勘探线之间 F ⋯F 。断层 附近 出现一极小值区，在井田南部的4 4 勘探线与 4 8 勘探线之间 F 。，F ．断层附近 出现另～极小值 区．艿1 8 0 值出现极小值区与煤炭采区相对应．由此 可判断任楼井田煤炭的开采对四含水的影响较大， 四含水由井田西北与东南方向向煤炭采区径流． 根据图5 b 任楼井田煤系水B D 等值线可以看 出，任楼井田煤系水占D 值变化梯度较大，在井田 中部的4 0 勘探线与4 4 勘探线之间 主副井与F z 一- 断层附近 出现三块极大值区，在井田南部的4 8 勘 探线与5 2 勘探线之间 F 船断层附近 出现另一极 大值区．B D 极大值区与煤炭采区相对应．由此可以 判断任楼井田煤炭的开采对煤系水的影响大，井田 四周的煤系水向采区径流． 根据图5 c 任楼井田太灰水8 1 8 0 等值线可以 看出，任楼井田太灰水艿1 8 0 值变化梯度相对较小， 变化相对单一，只是在井田中部出现艿埔O 值的异 常区．根据8 1 8 0 值的空间展布形态可推断任楼井 田太灰水从东向西径流，井田煤炭开采对太灰水的 影响不大． ＼ 潺 ＼、、＼‘、 、 童、 饿 ／．徽 i l ≤ ／ 镳三_ 、0 睾 、、 ≮ 童 童 J - 亭事 亭 ；湖”∥ 背 爱之 獬。j影m 、 斜 I 』江 ● j ．0 F 、‘专鼢渺乡攀j[ 二 背 、 斜 ～-，㈥i - 、≯一硬q 蛮气盆_一～＼二j 。二’ 背 斜 i 、 ■ J 、曛熬 j 一；一 ，1 一田 1 1 r 正断层一煤层露头线 一．攀篆 1 。r 广正断层一煤层露头线 、滁喜 ．T 1 1 - 正断层一煤层露头线 谳Ⅺ℃ 。寸逆断层 ～煤层尖灭线 ．J T ‘逆断层～煤层尖灭线 、、、盈工j ＼． _ J f 逆断层一煤层尖灭线 ～并田边界⋯3 ．煤展 一并田边界～3 l 煤层 、＼ ＼、、 ．8 0 0 m 平面投影- 8 0 0 m 平面投影 ／一 一井田边界～3 - 煤层 ．8 0 0 m 平面投影 a J 四含水 5 “O b 煤系水f 8 D c 太灰水 6 ”O 图5 任楼井田深层地下水氢氧稳定同位素艿D 或艿”0 等值线 F i g ．5 I s o l i n eo f8 Do r8 1 80o fh y d r o g e na n do x y g e ns t a b l ei s o t o p e si nd e e pg r o u n d w a t e r 6 结论 1 地下水在含水层内循环过程中，临涣矿区 四含与太灰地下水氢氧稳定同位素在B D - 6 ”O 关 系图上表现1 8 0 漂移，煤系地下水表现D 漂移，奥 灰地下水漂移特征不明显． 2 临涣矿区四含与太灰地下水占1 8O 大致与 T D S 呈负相关变化，煤系地下水6 D 大致与T D S 呈正相关变化． 3 结合地下水咸化过程中漂移氢氧稳定同位 素在地下水径流方向的变化规律，根据任楼井田深 层地下水氢氧稳定同位素8 值空间展布形态，可以 推测任楼井田煤炭开采对四含水的影响较大，四 含水由井田西北与东南方向向煤炭采区径流；任楼 井田煤炭的开采对煤系水的影响较大，井田四周的 煤系水向采区径流；任楼井田太灰水由东向西径 流，煤炭开采对太灰水影响不大． 参考文献 [ 1 ] L E Y B O U R N EMl 。C L A R KID 。G O O D F E L L O W WD ．S t a b l ei s o t o p eg e o c h e m i s t r yo fg r o u n da n ds u r - f a c ew a t e r sa s s o c i a t e dw i t hu n d i s t u r b e dm a s s i v es u l f i d ed e p o s i t s c o n s t r a i n t so no r i g i no fw a t e r sa n dw a - t e r r o c kr e a c t i o n s [ J ] ．C h e m i c a lG e o l o g y ，2 0 0 6 ，2 3 1 3 0 0 - 3 2 5 ． [ 2 ] 宋献方。夏军，于静洁。等．应用环境同位素技术 研究华北典型流域水循环机理的展望[ J ] ．地理科学 进展．2 0 0 2 。2 1 6 5 2 7 5 3 7 ． S O N GX i a n - f a n g ，X I AJ u n ，Y UJ i n g j i e ．e ta 1 ．T h e p r o s p e c ti nt h er e s e a r c ho fw a t e rc y c l ea tt h et y p i c a l c a t c h m e n t so fn o r t hC h i n ap l a i nu s i n ge n v i r o n m e n t a l 万方数据 第6 期陈陆望等深层地下水1 。0 与D 组成特征与水流场8 5 9 i s o t o p e s [ J ] ．P r o g r e s sI nG e o g r a p h y ，2 0 0 2 ，2 1 6 l 5 2 7 - 5 3 7 ． [ a JG A R C I ALS ，B E N A V E N T EJJ ，C R U ZSJJ ．A n a l y s i so fe x c e s sd e u t e r i u mi ng r o u n d w a t e rf r o m s o u t h e a s t e r nS i e r r aN e v a d a ，A m e r i c a [ J ] ．G e o g a c e t a ， 1 9 9 7 ．2 1 1 0 9 - 1 1 2 ． [ - 4 - I 李文鹏。郝爱兵，郏跃军，等．塔里木盆地区域地下 水环境同位索特征及其意义[ J ] ．地学前缘，2 0 0 6 ， 1 3 1 1 9 1 1 9 8 ． ．L IW e n - p a n g ，H A OA i b i n g ，Z H E N GY u e - j ∞，e t a L R e g i o n a le n v i r o n m e n t a li s o t o p i c f e a t u r e so f g r o u n d w a t e ra n dt h e i rh y d r o g e o l o g i c a le x p l a n a t i o ni n t h eT a r i mB a s i n [ J ] ．E a r t hS c i e n c eF r o n t i e r s ，2 0 0 6 ， 1 3 1 1 9 1 - 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i n d u c e df r a c t u r ed i s t r i b u t i o ni ng r e e nr a i n i n g [ J ] ．J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g8 L T e c