渤海沿岸第四纪地下卤水的水化学特征及其形成研究

中国北方的渤海沿岸地区是第四纪滨海相地下卤水最为典型的分布区。本文在收集前人有关该地区第四纪地下卤水的勘探和分析资料的基础上，通过与海水蒸发浓缩过程的对比研究，并运用多种数学统计分析方法、水文地球化学分析及化学热力学的地球化学模拟方法，全面分析了整个渤海沿岸地区第四纪地下卤水的水化学特征及其形成演化机制。研究结果表明：1.渤海沿岸的第四纪地下卤水具有与海水相近的元素化学组成，不同矿化度的卤水中各离子组分的含量变化关系与海水的蒸发浓缩过程相类似，地下卤水的形成与海水的蒸发浓缩过程有着密切的联系。 2.地下卤水中宏量离子组分的相对含量关系与单纯的蒸发浓缩海水之间存在着明显的差异，卤水中K~+、Na~+ 和SO_4~(2-)离子的含量普遍偏低，Mg~(2+)离子的含量总体偏高，反映出地下卤水水化学特征的形成并不仅是简单的海水蒸发浓缩的结果。3.研究结果还表明，在卤水的形成、演化过程中，石膏和碳酸盐的相转过程是影响卤水中Ca~(2+)、 HCO_3~-和SO_4~(2-)离子含量变化的主要地球化学过程，其中SO_4~(2-)离子的含量偏低还与地下还原环境中发生的脱硫酸反应过程有关。4.卤水中 K~+、 Na~+离子的含量偏低和Ma~(2+)离子含量的明显偏高是由卤水与围岩之间发生的阳离子交换吸附过程形成的；受钙的碳酸盐和硫酸盐转移过程及淡水的混合作用的影响， Ca~(2+)离子的含量变化在离子交换反应过程中表现得并不显著。5.对莱州湾南岸昌邑廒里地区地下卤水的地球化学模拟研究进一步表明，在渤海沿岸第四纪地下卤水的形成演化过程中，石膏和钙的碳酸盐的沉淀析出及阳高子交替吸附反应过程是影响卤水水化学特征形成的主要地球化学过程，很好地验证了前述水文行球化学推断。由于分析数据的欠缺，本文的研究对卤水中微量元素和同位素组分的地球化学过程未做讨论.