九江地震台地下水氢氧稳定同位素变化特征及意义

发布时间：2024-03-11 05:38

　　在地震地下流体研究中,地下水补给及循环过程是重要的研究内容之一,氢氧同位素示踪技术是目前研究该过程的常用手段。通过对九江地震台2井地下水、大气降水及周边天花井水库水、马尾水高山泉水的样品进行氢氧同位素测定分析,结果表明,与降水相比地下水氢氧同位素变化更为稳定。夏半年,大气降水氢氧同位素与降水量呈显著的负相关关系,具有明显的降水量效应;冬半年,与温度成显著的正相关关系,具有明显的温度效应,地下水氢氧同位素并未表现出明显的降水效应和温度效应。氢氧同位素及过量氘揭示地下水在下渗补给前经历了明显的蒸发分馏作用,并与围岩进行¹⁸O交换,δ¹⁸O与δD计算的补给高程分别约为647m、440m。九江台地下水总体属于大气成因型,循环过程为较稳定的裂隙水补给形成承压自流井。

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【部分图文】：

图1九江台2井井孔柱状图

2017年7月～2018年6月采集了九江地震台2井地下水、降水水样用作氢氧同位素测试，其中九江地震台地下水每周采集一次共计取得36个样品，降水取得25个样品，2018年5月采集了天花井水库水、马尾水泉水。采样瓶为高密度聚乙烯（HDPE）细颈螺旋盖瓶。为避免样品被污染，样品采集前先....

图2九江台大气降水、地下水氢氧同位素时间分布

对于降水而言，由于稳定同位素的循环发生在大气中，它与水汽源地、水汽输送历史、相变过程、水汽的补充和交换等有关，这使得降水稳定同位素的变化幅度及变化速率都非常大。根据九江台大气降水的氢氧同位素测值拟合出当地大气降水线为：δD=8.4δ18O+15.7(r=0.96,n=20），斜....

图3九江台地下水、降水氢氧同位素组成

图2九江台大气降水、地下水氢氧同位素时间分布3.2氢氧同位素季节变化特征

图4九江台地下水、降水δ18O与降水量、气温关系

由图2a可知，九江台降水中δ18O大致表现出冬半年（11～4月）富集、夏半年（5～10月）贫化特征，这与九江所处的亚热带季风气候相吻合。一般认为，亚热带季风区夏半年主要受低纬度的东南季风、西南季风影响降，水汽湿度大，重同位素在水汽输送过程中因不断冷凝而大大贫化，所以九江台降水夏半....

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