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修订再版前言1

第一版前言3

绪论5

一、水文地球化学的主要内容及其他学科的关系5

二、水文地球化学在国民经济建设中的意义7

三、水文地球化学的发展简史9

第一编 地下水的化学成分15

第一章 地下水的无机化学成分16

一、地下水中的大量组分16

(一)氯离子17

(二)硫酸根离子18

(三)重碳酸根和碳酸根离子20

(四)硅酸22

(五)氮的化合物24

(六)钠离子25

(七)钾离子26

(八)钙离子26

(九)镁离子27

(十)氢离子28

(十一)铁和铝30

二、地下水中的微量组分31

(一)溴33

(二)碘34

(三)氟35

(四)硼36

(五)钼37

(六)铜38

(七)铅40

(八)锌41

(九)磷43

(十)砷43

(十一)锂44

(十二)锶45

(十三)钡46

(十四)镍46

(十五)钴47

(十六)银48

(十七)铍49

(十八)汞50

(十九)锑51

(二十一)钒52

(二十)铋52

(二十二)钨53

(二十三)铬54

(二十四)锰55

三、地下水中的放射性组分56

(一)铀56

(二)镭61

(三)氡62

(四)钍64

四、地下水中的主要气体组分64

(一)氧65

(二)氮67

(三)硫化氢68

(四)二氧化碳69

(六)氢71

(五)甲烷71

第二章 地下水中的有机物质及其地球化学意义73

一、地下水中有机物质的含量、成分和分布规律75

(一)地下水中有机物质的含量及成分75

(二)地下水中有机物质的一般分布规律76

二、地下水中有机物质的来源79

三、地下水中有机物质的形成过程、形成条件和形成因素81

四、不同类型地下水中机物质的含量和成分85

(一)淡潜水和层间淡水中的有机物质85

(二)医疗矿泉水中的有机物质86

(三)热水中的有机物质87

(四)油气田地下水中的有机物质89

(一)地下水中有机物质在油气形成中的作用93

五、地下水中的有机物质在地球化学过程中的作用93

(二)水溶性有机物质对化学元素在水中迁移和富集的影响95

(三)有机质和铀的关系96

(四)水体自净的生物因素--微生物的活动99

第三章 水及水中元素的同位素成分103

一、关于同位素的一些基本概念103

(一)同位素的定义103

(二)同位素分馏和同位素效应105

(三)自然条件下同位素的分离108

二、水的同位素成分110

(一)水的总同位素特征110

(二)天然水的氢、氧稳定同位素组成113

三、硫的同位素成分123

(一)硫的同位素丰度和组成标准123

(二)硫同位素的分馏125

(三)地表水的硫同位素组成126

(四)地下水的硫同位素组成128

四、碳的同位素成分129

(一)碳的同位素丰度和组成标准129

(二)碳同位素分馏132

(三)大气圈中的碳同位素组成134

(四)地表水和地下水中的碳同位素组成134

五、放射性同位素成分137

(一)氚的成因及其在天然水中的分布137

(二)天然14C的产生及其循环139

第二编 地下水中元素迁移及沉淀的影响因素和地下水化学成分的形成机理142

第四章 元素在地下水中的迁移和沉淀142

一、水的结构143

(一)水分子的内部结构143

(二)水分子间的联结与排布144

二、水的特异性质147

三、元素在水中的存在形式及水溶液的类型149

(一)元素在水中的存在形式149

(二)水溶液的类型151

四、影响元素在水中迁移的内在因素155

(一)化学键类型与矿物晶格结构156

(二)原子价160

(三)离子和原子的半径161

(四)离子电位(离子势)162

(五)元素化合物的溶解度164

五、元素在地下水中迁移的一般特征165

(一)弥散作用166

(二)标型元素和元素的水迁移环境170

(三)元素的水迁移强度177

(一)复分解反应(离子交换反应)179

六、元素在水中迁移的某些化学规律179

(二)溶度积对元素迁移的影响180

(三)天然水中离子强度对元素迁移的影响182

(四)天然水中元素浓度对矿物形成的作用184

(五)酸碱反应和pH的作用185

(六)氧化还原反应187

七、地球化学垒--元素从地下水中沉淀的特殊环境197

(一)机械垒198

(二)物理-化学垒198

(三)生物垒206

第五章 地下水化学成分的形成及其影响因素207

(一)溶滤作用208

一、地下水化学成分形成过程中的几个主要作用208

(二)阳离子交替吸附作用211

(三)氧化作用215

(四)还原作用215

(五)水的混合作用217

(六)脱碳酸作用222

(七)浓缩作用223

二、影响地下水化学成分形成的基本因素223

(一)自然地理因素224

(二)地质因素和水文地质因素232

(三)物理化学因素243

三、地下水化学成分的某些水文地球化学规律247

(四)物理因素248

(五)生物因素254

(六)人为因素256

三、潜水化学成分的形成261

(一)在潮湿气侯区261

(二)在温暖潮湿的气候区262

(三)在干旱气候区262

四、承压水盆地地下水化学成分的形成过程263

(一)概述263

(二)海成封存水化学成分的形成264

(三)承压水盆地地下水化学成分的形成过程267

第三编 地下水化学成分分布的区域性规律272

第六章 地下水的水文地球化学分带272

一、潜水的纬度分带273

二、承压水盆地的水文地质动力分带和深层地下水的地质动力学276

(一)水文地质动力分带276

(二)深层地下水的地质动力学277

三、承压水盆地的水文地球化学分带282

(一)按矿化度分带283

(二)各种承压水盆地中，地下水化学成分的水平和垂直分带类型及其决定因素287

四、承压水盆地地下水的气体(气体地球化学)分带310

五、山区基岩裂隙水的高程分带性312

六、地下水分带中的异常315

(一)潜水的纬度分带异常315

(二)承压水垂直分带异常316

第七章 地下热水的水化学特征321

一、我国地下热水分布概况321

(一)火山和近期岩浆活动型地下热水322

(二)隆起带断裂构造型地下热水324

(三)沉降带盆地型地下热水326

二、地下热水的水化学特征327

(一)火山和近期岩浆活动型地下热水327

(二)隆起带断裂构造型地下热水330

(三)沉降带盆地型地下热水334

第八章 地下水水文地球化学分类337

一、地下水的化学成分分类概述337

二、地下水水文地球化学分类的基本原则339

(一)地下水水文地球化学分组(按水中气体分组)340

(二)地下水水文地球化学分类344

(三)地下水水文地球化学分类的表示方法346

(一)地下水化学成分、矿化度与水文地球化学环境的关系347

(二)地下水中的二氧化硅及硅酸水的形成356

(三)几种在自然界不能形成的水化学类型364

(四)水的pH值365

四、地下水水文地球化学分类的意义366

第四编 水文地球化学的研究方法及应用368

一、地质学方法369

(一)野外调查方法369

第九章 水文地球化学的研究方法369

(二)室内资料综合分析整理与水文地质图件的编制371

二、同位素方法374

(一)利用氢、氧稳定同位素(D、18O)确定含水层的补给区或补给区高度375

(二)利用硫同位素研究火山地区热水中硫酸根离子的成因问题378

(三)利用13C解决水文地质的某些问题379

(四)放射性同位素方法381

三、热力学方法385

(一)热力学法的一般原理385

(二)判定体系中化学反应的进行方向和进行程度387

(三)计算和判定地下水中各种化学组分的存在形式388

(四)确定水中化学组分的酸碱强度和氧化还原强度390

四、古水文地质方法392

(一)构造古水文地质分析393

(三)古水文地球化学分析394

(二)古地下水动力条件分析394

(四)确定古地下热水的温度397

五、其它方法398

(一)压出液分析法398

(二)岩石矿物气-液包裹体分析鉴定法399

(三)模拟实验法400

第十章 水文地球化学的应用402

一、水文地球化学在找矿中的应用402

(一)水文地球化学找矿标志403

(二)水文地球化学间接找矿标志的应用405

二、水文地球化学在成矿作用研究中的应用411

(一)概述411

(二)地下水与成矿物质的迁移412

(一)一般原理418

三、水文地球化学资料在地热勘探中的应用418

(二)地球化学地热温标估算地下温度所需要的基本假设419

(三)地球化学地热温标420

四、矿水424

(一)饮料矿泉水424

(二)医疗矿水的化学成分特征及分类427

(三)矿水的分布429

五、环境保护430

(一)地下水质与地方病430

(二)地下水污染432

六、灌溉用水的水质评价434

(一)水温434

(二)总矿化度与溶解盐类的成分434

(三)灌溉系数436

主要参考文献443