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峰峰矿区奥灰水中氢氧同位素漂移特征分析

2019-05-21郝春明何培雍

中国矿业 2019年5期

孙 伟,郝春明,黄 越,何培雍

(1.中国地质环境监测院,北京 100081;2.华北科技学院环境工程学院,河北 三河 065201;3.河北省矿井灾害防治重点实验室,河北 三河 065201;4.矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室,陕西 西安 710054)

0 引 言

氢氧同位素不同于溶于水的其他同位素,本身就是水分子的构成部分,因此其在水文循环和各类水文过程中具有重要的意义[1]。为此,国内外学者常运用氢氧同位素技术示踪不同水体的形成、运移和混合等动态过程,从而判别水体来源和揭示水循环的主要机制。比如:BAER等[2]运用氢氧同位素成功揭示了加拿大阿尔伯塔油砂矿矿井水的来源;SUN等[3]利用氢氧同位素分析了中国西南煤田的酸雨来源,阐述了酸雨的形成机制;GAMMONS等[4]利用氢氧同位素示踪了矿井水、降雨和地表水等水体间的循环过程;OSKIERSKI等[5]研究镁铁矿尾矿碳酸盐盐化作用时,也考虑到了氢氧同位素的影响;黄平华等[6]系统分析矿区各种水体的氢氧同位素特征,并辨识了焦作矿区地下水的来源;张磊等[7]利用氢氧同位素技术验证了淮南采煤沉陷区积水来源;焦艳军等[8]也利用氢氧同位素识别了峰峰矿区废弃矿井的充水水源,并取得了很好的效果。

氢氧同位素漂移是地下水与围岩、矿物或其他溶质组分的分子间,物质间相同元素的不同同位素,发生互相交换的一种特殊化学现象,一般包括18O漂移和D漂移[9]。煤矿开采往往会扰乱地下水环境系统,改变地下水的补径排方式和水动力条件,打破原有的水-岩反应平衡系统,造成地下水水化学成分的变化,进而出现氢氧同位素的漂移[10-11]。……

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