孟令群，聂振龙，王 哲，刘学全

（中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北 石家庄050061；自然资源部地下水科学与工程重点实验室，河北 石家庄050061）

石羊河流域位于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间，流域的沙漠面积占68%，植被面积仅占32%，为典型的生态脆弱区[1-2]。流域属于干旱-半干旱气候区，随着地表水量的逐渐减少，当地用水矛盾日益突出，地下水成为制约石羊河流域生态安全和经济发展的重要因素[3]。地下水中的化学成分不仅可以反映地下水的来源和形成机制，还可以阐明地下水与环境的相互作用机制，进而揭示地下水对地表植被的支撑作用。因此厘清石羊河流域地下水化学特征及其形成机制，对于地下水合理开发利用具有重要的现实意义。

1 研究区概况

石羊河流域（101°41′—104°16′E，36°29′—39°27′N）是河西走廊三大内陆河流之一，流域面积4.16×104km2。流域南部祁连山区，多年平均气温﹣3.1～3.6 ℃，蒸发弱，潜在蒸发量1 000～1 500 mm，降水相对充沛，年降水量200～500 mm，局部高山地区年降水可达600 mm 以上。流域中部及北部为盆地区（武威盆地和民勤盆地），气候相对干燥，多年平均气温7.0～9.0 ℃，明显高于上游，降水不足，蒸发强烈，降水基本不形成地表径流，多年平均降水量75～200 mm，平均年蒸发量2 000～2 500 mm[3]。

从流域南部祁连山开始，地层依次为三叠系砂泥岩、页岩，其下部为二叠系砂砾岩、页岩，经断层与石炭系砂砾岩、页岩、灰岩接触，在花岗闪长岩的侵入下形成断层，与奥陶系页岩、灰岩、砂岩等接触。在祁连山前与走廊平原之间隐伏分布有宽2～6 km 的中新生界“叠瓦状”断层带，分别是二叠系页岩、砂岩形成断层堆积第四系冲洪积地层以及武威盆地南部形成的隐伏断裂，阻隔了山区地下径流与走廊平原地下水的水力联系。……