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水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n绪论绪论n n第一章第一章 水化学基础水化学基础n n第二章第二章 地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成n n第三章第三章 地下水化学成分的形成与特征地下水化学成分的形成与特征n n第四章第四章 水的地球化学循环水的地球化学循环n n第五章第五章 水文地球化学的应用水文地球化学的应用水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n绪论绪论 讨论水文地球化学的基本含义、基本观点讨论水文地球化学的基本含义、基本观点、研究对象、研究意义研究对象、研究意义 水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n第一章第一章 水化学基础水化学基础 从理论上阐述溶解平衡作用、氧化还从理论上阐述溶解平衡作用、氧化还原作用及界面平衡作用的基本原理，原作用及界面平衡作用的基本原理，为合理解释地下水化学成分形成和演为合理解释地下水化学成分形成和演变提供理论基础，并为其定量化研究变提供理论基础，并为其定量化研究提供适用的方法提供适用的方法水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n第二章第二章 地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成 天然水组成、化学特性及水化学成分天然水组成、化学特性及水化学成分 的综合指标的综合指标 元素的水文地球化学特征元素的水文地球化学特征 地下水化学成分的数据处理地下水化学成分的数据处理水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n第三章第三章 地下水化学成分的形成与特征地下水化学成分的形成与特征 讨论地下水基本成因类型及各成因地讨论地下水基本成因类型及各成因地下水化学成分的形成和特征，成因类下水化学成分的形成和特征，成因类型包括：渗入成因、沉积成因、火山型包括：渗入成因、沉积成因、火山成因等。

成因等水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n第四章第四章 水的地球化学循环水的地球化学循环 介绍地下水圈的概念，对地壳中水的介绍地下水圈的概念，对地壳中水的地球化学循环和成矿过程中水的地球地球化学循环和成矿过程中水的地球化学循环进行了初步讨论化学循环进行了初步讨论水文地球化学基础水文地球化学基础本课程的主要内容本课程的主要内容n n第五章第五章 水文地球化学的应用水文地球化学的应用 简要介绍水文地球化学的基本理论在简要介绍水文地球化学的基本理论在地下水污染、地下水环境与人体健康地下水污染、地下水环境与人体健康、矿泉水等方面的应用矿泉水等方面的应用水文地球化学基础水文地球化学基础绪绪 论论绪绪 论论n n问题一：水文地球化学的基本含义问题一：水文地球化学的基本含义n n问题二：研究水文地球化学问题应明确的问题二：研究水文地球化学问题应明确的 基本观点基本观点n n问题三：水文地球化学的研究对象问题三：水文地球化学的研究对象n n问题四：内生循环与外生循环问题四：内生循环与外生循环n n问题五：水文地球化学的研究意义问题五：水文地球化学的研究意义绪论绪论问题一：水文地球化学的基本含义问题一：水文地球化学的基本含义“水文地球化学”这一术语，1938年初次见之于文献，随后得到广泛的承认和使用，到二十世纪50年代成为一门独立的学科，但到目前为止尚无统一公认的定义。

就目前本学科发展情况而言，其基本含义可以用四句话概括：问题一：水文地球化学的基本含义问题一：水文地球化学的基本含义水文地球化学的基本含义可以用下面四句话加以概水文地球化学的基本含义可以用下面四句话加以概括：括：1. 1.水文地球化学是水文地质学的一部分；水文地球化学是水文地质学的一部分；2. 2.水文地球化学是在水文地质学及地球化学基础水文地球化学是在水文地质学及地球化学基础上发展起来的；上发展起来的；3. 3.水文地球化学的主要研究对象是地下水化学成水文地球化学的主要研究对象是地下水化学成分的形成和演化，以及各种组分在其中的迁移分的形成和演化，以及各种组分在其中的迁移规律4. 4.水文地球化学是探索地球壳层各带地下水地球水文地球化学是探索地球壳层各带地下水地球化学作用的新兴学科化学作用的新兴学科绪论绪论n水是除空气外人类生存最重要的条件n水是地球上分布最广泛的物质之一，约71%被水覆盖海水约占地球总水量的96%97%，其次为冰川固态水 n水是地球上作用能力最强的一种物质，是地壳中最广泛和最活跃的化学元素，水的化学作用从地表一直延伸到上地幔发生作用的温度和压力范围为0400和110000105Pa。

问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点n化学家称其为水化学；n地表水学者称其为水化学或海洋化学；n环境学者称其为水环境化学或用水废水化学；n水文地质学者称其为水文地球化学或地下水地球化学问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点n在漫长的地质历史中，地下水在地壳中循环着，并不断与周围介质（大气、地表水、岩石）相互作用着因此天然地下水化学成分的面貌是地质历史的产物问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点问题二：研究水文地球化学问题应明确的基本观点1. 1.与岩石、矿物一样，地下水也是地质历史的与岩石、矿物一样，地下水也是地质历史的产物，在研究其化学成分的形成时，必须考虑产物，在研究其化学成分的形成时，必须考虑到地下水域（盆地）的地质发展历史和地球化到地下水域（盆地）的地质发展历史和地球化学环境，必要时应对地下水域（盆地）进行古学环境，必要时应对地下水域（盆地）进行古水文地质条件分析；水文地质条件分析；2. 2.地下水是一种在地下水流动的水体，不应把各地下水是一种在地下水流动的水体，不应把各个含水层的地下水看作是孤立的、互不联系的个含水层的地下水看作是孤立的、互不联系的，而应把它看作是运动着的流体矿床。

而应把它看作是运动着的流体矿床3. 3.随着人类历史的发展，人类活动对天然地下水随着人类历史的发展，人类活动对天然地下水化学成分（特别是浅层地下水的化学成分）的化学成分（特别是浅层地下水的化学成分）的改变也起到重要的作用改变也起到重要的作用绪论绪论问题三：水文地球化学的研究对象问题三：水文地球化学的研究对象n n水文地球化学是研究水与岩石、气体及有水文地球化学是研究水与岩石、气体及有机物间相互作用的科学，是研究这种相互机物间相互作用的科学，是研究这种相互作用性质、演化、内源于外源、地下水圈作用性质、演化、内源于外源、地下水圈成分形成，以及地下水圈在地球发展的地成分形成，以及地下水圈在地球发展的地质历史中的地球化学的科学质历史中的地球化学的科学绪论绪论问题四：内生循环与外生循环问题四：内生循环与外生循环n n从地球化学的观点而言，把在地球表部环从地球化学的观点而言，把在地球表部环境的地球化学作用归为外生循环；在地壳境的地球化学作用归为外生循环；在地壳下部及地幔中的地球化学作用归为内生循下部及地幔中的地球化学作用归为内生循环绪论绪论n无论是内生循环还是外生循环都有地下水的参与实际上，地下水本身是一种地质营力，它对地壳上部的风化、冲刷、淋滤、溶蚀、成岩、成盐、表生成矿和成壤以及对地壳深部的岩浆活动、变质、内生成矿和成岩，都有各种不同的影响。

因此，水文地球化学的研究对象不仅是地下水本身，而且还应揭示地下水活动过程中各种水文地球化学作用对各种地质现象的影响和关系问题五：水文地球化学的研究意义问题五：水文地球化学的研究意义1. 1.地下水的形成和起源是水文地质学的基本理论之一地下水的形成和起源是水文地质学的基本理论之一水文地球化学研究对这个课题的解决应该起到重大水文地球化学研究对这个课题的解决应该起到重大的促进作用的促进作用2. 2.水文地球化学研究实际上是地下水分布和形成规律研水文地球化学研究实际上是地下水分布和形成规律研究的一部分，是不可分割的究的一部分，是不可分割的3. 3.水文地球化学研究可阐明人类活动对地下水环境的影水文地球化学研究可阐明人类活动对地下水环境的影响4. 4.水文地球化学研究可为矿床的形成机理提供水文地质水文地球化学研究可为矿床的形成机理提供水文地质分析方面的依据，为找矿提供有用的信息分析方面的依据，为找矿提供有用的信息5. 5.在与地下热能开发有关的地下热水、饮用与医疗矿泉在与地下热能开发有关的地下热水、饮用与医疗矿泉水及地质环境与人体健康等诸方面，水文地球化学的水及地质环境与人体健康等诸方面，水文地球化学的研究成果也将显示出它的作用，并作出应有的贡献。

研究成果也将显示出它的作用，并作出应有的贡献绪论绪论本章总结本章总结n n水文地球化学的基本含义水文地球化学的基本含义n n研究水文地球化学问题应明确的基本观点研究水文地球化学问题应明确的基本观点n n水文地球化学的研究对象水文地球化学的研究对象n n内生循环与外生循环的定义内生循环与外生循环的定义n n水文地球化学的研究意义水文地球化学的研究意义绪论绪论第一章第一章 水化学基础水化学基础本章主要内容本章主要内容n n溶解平衡溶解平衡n n碳酸平衡碳酸平衡n n地下水中络合物的计算地下水中络合物的计算n n氧化还原作用氧化还原作用n n吸附作用吸附作用第一章第一章 水化学基础水化学基础1.1 1.1 溶解平衡溶解平衡n n水是一种溶解能力很强的溶剂，它与岩石（土）水是一种溶解能力很强的溶剂，它与岩石（土）接触时，必定会发生溶解接触时，必定会发生溶解- -沉淀反应，这种反应是沉淀反应，这种反应是控制地下水化学成分形成和演变的重要作用，当控制地下水化学成分形成和演变的重要作用，当然，这种水岩作用在某种程度上取决于与水的状然，这种水岩作用在某种程度上取决于与水的状态（温度、压力、物态、饱和状态），通过地下态（温度、压力、物态、饱和状态），通过地下水的化学平衡模型来预测。

水的化学平衡模型来预测n n反应状态的研究可揭示水中溶解组分的来源，并反应状态的研究可揭示水中溶解组分的来源，并有助于预测地下水开采、人工回灌、环境污染等有助于预测地下水开采、人工回灌、环境污染等所引起的水文地球化学效应所引起的水文地球化学效应1.1 1.1 溶解平衡溶解平衡n n在天然地下水系统中，很少达到完全的化在天然地下水系统中，很少达到完全的化学平衡，所以化学平衡模型还不能完全描学平衡，所以化学平衡模型还不能完全描述水岩作用的各种反应但在预测水化学述水岩作用的各种反应但在预测水化学成分变化方向、计算反应速率、揭示哪些成分变化方向、计算反应速率、揭示哪些作用存在及哪些作用控制着水化学成分等作用存在及哪些作用控制着水化学成分等方面，常常可以提供一种十分接近地下水方面，常常可以提供一种十分接近地下水系统实际情况的方法，所以，地下水化学系统实际情况的方法，所以，地下水化学平衡模型仍然是一个有用的参考模型平衡模型仍然是一个有用的参考模型1.1 1.1 溶解平衡溶解平衡1.1.1 1.1.1 质量作用定律质量作用定律 law of mass actionlaw of mass action n n1919世纪由世纪由GuldbergGuldberg和和waagewaage提出。

提出n n质量作用定律的基本含义：一个化学反应质量作用定律的基本含义：一个化学反应的驱动力与反应物及生成物的浓度有关的驱动力与反应物及生成物的浓度有关1.1.1 1.1.1 质量作用定律质量作用定律n n假定反应物假定反应物A A和和B B反应，产生生成物反应，产生生成物C C和和D D，其反应式，其反应式可表示为：可表示为：其中其中a a、b b、c c和和d d分别为分别为A A、B B、C C、D D的摩尔数的摩尔数n n当达到平衡状态时，反应物当达到平衡状态时，反应物 与生成物的关系为：。