第五章-元素在地下水中的迁移与沉淀ppt课件.ppt
LOGOHydrogeochemistry 水文地球学水文地球学东华理工大学水文地球化学课程组东华理工大学水文地球化学课程组第五章第五章 元素在地下水中的迁移与沉淀元素在地下水中的迁移与沉淀Company L本章内容本章内容5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 5.2 5.2 5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 5.3 5.3 5.3 5.3 弥散作用弥散作用弥散作用弥散作用 Company Lv一、元素迁移一、元素迁移一、元素迁移一、元素迁移元素由一种存在形式转化为另一种存在形式，并伴元素由一种存在形式转化为另一种存在形式，并伴元素由一种存在形式转化为另一种存在形式，并伴元素由一种存在形式转化为另一种存在形式，并伴随一定的空间位移的运动过程，称之为随一定的空间位移的运动过程，称之为随一定的空间位移的运动过程，称之为随一定的空间位移的运动过程，称之为“元素的迁移元素的迁移元素的迁移元素的迁移”。“沉淀沉淀沉淀沉淀”相对于相对于相对于相对于“迁移迁移迁移迁移”而言，位移停止，由液相转而言，位移停止，由液相转而言，位移停止，由液相转而言，位移停止，由液相转入固相，即元素沉淀入固相，即元素沉淀入固相，即元素沉淀入固相，即元素沉淀v二、元素迁移的分类二、元素迁移的分类二、元素迁移的分类二、元素迁移的分类根据物质的运动形式，地壳中元素的迁移可分为三类：根据物质的运动形式，地壳中元素的迁移可分为三类：根据物质的运动形式，地壳中元素的迁移可分为三类：根据物质的运动形式，地壳中元素的迁移可分为三类：化学与物理化学迁移；化学与物理化学迁移；化学与物理化学迁移；化学与物理化学迁移；生物或生物地球化学迁移；生物或生物地球化学迁移；生物或生物地球化学迁移；生物或生物地球化学迁移；机械迁移机械迁移机械迁移机械迁移5.15.1概述概述 Company Lvv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式 主要有：真溶液形式，胶体形式，悬浮形式主要有：真溶液形式，胶体形式，悬浮形式主要有：真溶液形式，胶体形式，悬浮形式主要有：真溶液形式，胶体形式，悬浮形式 11、真溶液的形式、真溶液的形式、真溶液的形式、真溶液的形式由溶剂和溶质组成均一、稳定的混合物叫做真溶液由溶剂和溶质组成均一、稳定的混合物叫做真溶液由溶剂和溶质组成均一、稳定的混合物叫做真溶液由溶剂和溶质组成均一、稳定的混合物叫做真溶液溶质的粒径一般小于溶质的粒径一般小于溶质的粒径一般小于溶质的粒径一般小于1010-9-9mm。在真溶液中，元素可以呈：。在真溶液中，元素可以呈：。在真溶液中，元素可以呈：。在真溶液中，元素可以呈：溶解的分子形式：溶解的分子形式：溶解的分子形式：溶解的分子形式：CaSOCaSO4 4、HH4 4SiOSiO4 4、COCO2 2、N N2 2等；等；等；等；自由的离子形式：自由的离子形式：自由的离子形式：自由的离子形式：ClCl-、NaNa+、KK+、SOSO4 42-2-、HCOHCO3 3-等；等；等；等；络离子形式络离子形式络离子形式络离子形式 UOUO2 2(CO(CO3 3)33 4-4-等等等等 许许许许多多多多元元元元素素素素，尤尤尤尤其其其其是是是是成成成成矿矿矿矿元元元元素素素素，在在在在地地地地下下下下水水水水中中中中呈呈呈呈络络络络离离离离子子子子形式在溶液中迁移。形式在溶液中迁移。形式在溶液中迁移。形式在溶液中迁移。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式22、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式胶体的概念胶体的概念胶体的概念胶体的概念 是是是是一一一一种种种种物物物物质质质质的的的的极极极极细细细细微微微微粒粒粒粒（分分分分散散散散质质质质）分分分分散散散散在在在在另另另另一一一一种种种种物物物物质质质质（分分分分散散散散介介介介质质质质）中中中中形形形形成成成成的的的的不不不不均均均均匀匀匀匀的的的的细细细细分分分分散散散散体体体体系系系系，胶胶胶胶体体体体的的的的粒粒粒粒径径径径1010-7-71010-9-9mm。胶体的性质胶体的性质胶体的性质胶体的性质比表面积大比表面积大比表面积大比表面积大 单单单单位位位位体体体体积积积积或或或或单单单单位位位位质质质质量量量量所所所所具具具具有有有有的的的的表表表表比比比比面面面面积积积积，称称称称为为为为比比比比面面面面积积积积它具有极大的表面能，特殊的表面电力及吸附能力等它具有极大的表面能，特殊的表面电力及吸附能力等它具有极大的表面能，特殊的表面电力及吸附能力等它具有极大的表面能，特殊的表面电力及吸附能力等带有电荷带有电荷带有电荷带有电荷Fe(OH)Fe(OH)3.3.FeFe3+3+正胶体正胶体正胶体正胶体Fe(OH)Fe(OH)3 3.(OH).(OH)-负胶体负胶体负胶体负胶体5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式22、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式胶体的性质胶体的性质胶体的性质胶体的性质由于胶体带有电荷，从而决定胶体有以下一些特性：由于胶体带有电荷，从而决定胶体有以下一些特性：由于胶体带有电荷，从而决定胶体有以下一些特性：由于胶体带有电荷，从而决定胶体有以下一些特性：a.a.同同同同种种种种胶胶胶胶体体体体质质质质点点点点在在在在水水水水溶溶溶溶液液液液中中中中，由由由由于于于于相相相相同同同同电电电电荷荷荷荷的的的的排排排排斥斥斥斥，不易凝聚和沉淀，这有利于元素的迁移；不易凝聚和沉淀，这有利于元素的迁移；不易凝聚和沉淀，这有利于元素的迁移；不易凝聚和沉淀，这有利于元素的迁移；b.b.当当当当胶胶胶胶体体体体质质质质点点点点的的的的电电电电荷荷荷荷被被被被中中中中和和和和时时时时，胶胶胶胶体体体体质质质质点点点点就就就就会会会会发发发发生生生生凝凝凝凝聚和沉淀，例如正负胶体相遇，遇到电解质的溶液聚和沉淀，例如正负胶体相遇，遇到电解质的溶液聚和沉淀，例如正负胶体相遇，遇到电解质的溶液聚和沉淀，例如正负胶体相遇，遇到电解质的溶液cc选择吸附选择吸附选择吸附选择吸附胶体质点具有从介质中吸附各种元素离子的性能，胶体质点具有从介质中吸附各种元素离子的性能，胶体质点具有从介质中吸附各种元素离子的性能，胶体质点具有从介质中吸附各种元素离子的性能，尤其重要的是当这些离子在溶液中浓度很低，未达到饱尤其重要的是当这些离子在溶液中浓度很低，未达到饱尤其重要的是当这些离子在溶液中浓度很低，未达到饱尤其重要的是当这些离子在溶液中浓度很低，未达到饱和程度时，也能被胶体质点吸附，而沉淀下来这时许和程度时，也能被胶体质点吸附，而沉淀下来这时许和程度时，也能被胶体质点吸附，而沉淀下来这时许和程度时，也能被胶体质点吸附，而沉淀下来这时许多稀有元素的成矿意义很大多稀有元素的成矿意义很大多稀有元素的成矿意义很大多稀有元素的成矿意义很大 5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式2 2、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式水环境中胶体的种类水环境中胶体的种类水环境中胶体的种类水环境中胶体的种类 有无机胶体，有机胶体及有机有无机胶体，有机胶体及有机有无机胶体，有机胶体及有机有无机胶体，有机胶体及有机-无机复合胶体无机复合胶体无机复合胶体无机复合胶体 A A、无无无无机机机机胶胶胶胶体体体体：各各各各种种种种次次次次生生生生粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物和和和和各各各各种种种种水水水水合合合合氧氧氧氧化化化化合合合合物物物物 例例例例如如如如:高高高高岭岭岭岭石石石石，蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石，伊伊伊伊利利利利石石石石等等等等粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物；FeFe2 2OO3 3褐褐褐褐铁铁铁铁矿矿矿矿，FeFe2 2OO3 3 HH2 2OO水水水水化化化化赤赤赤赤铁铁铁铁矿矿矿矿，AlAl2 2OO3 3 3H3H2 2OO三三三三水水水水铝铝铝铝石石石石，SiOSiO2 2 nHnH2 2OO蛋蛋蛋蛋白白白白石石石石等等等等水水水水合合合合氧氧氧氧化化化化物物物物.它它它它们们们们都都都都是是是是在在在在原原原原生生生生矿矿矿矿物物物物的的的的风风风风化化化化过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的，分分分分布布布布十十十十分分分分广广广广泛泛泛泛，因因因因而而而而具具具具有有有有特特特特别别别别重重重重要要要要的意义的意义的意义的意义5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式2 2、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式水环境中胶体的种类水环境中胶体的种类水环境中胶体的种类水环境中胶体的种类 有机胶体有机胶体有机胶体有机胶体主要指各种可溶的和不可溶的腐殖酸主要指各种可溶的和不可溶的腐殖酸主要指各种可溶的和不可溶的腐殖酸主要指各种可溶的和不可溶的腐殖酸 它它它它们们们们不不不不仅仅仅仅与与与与很很很很多多多多金金金金属属属属元元元元素素素素形形形形成成成成稳稳稳稳定定定定的的的的络络络络合合合合物物物物在在在在水水水水中中中中迁迁迁迁移移移移，而而而而且且且且也也也也可可可可以以以以作作作作为为为为良良良良好好好好的的的的吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂而而而而吸吸吸吸附附附附某某某某些些些些元元元元素素素素，使之在水中运移。使之在水中运移。使之在水中运移。使之在水中运移。有机与无机复合体有机与无机复合体有机与无机复合体有机与无机复合体 粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物和和和和水水水水合合合合氧氧氧氧化化化化物物物物之之之之类类类类的的的的无无无无机机机机胶胶胶胶体体体体中中中中往往往往往往往往含含含含有有有有各种腐殖酸而形成各种复合胶体。各种腐殖酸而形成各种复合胶体。各种腐殖酸而形成各种复合胶体。各种腐殖酸而形成各种复合胶体。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式2 2、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体的吸附作用 、胶体吸附具有选择性、胶体吸附具有选择性、胶体吸附具有选择性、胶体吸附具有选择性 胶胶胶胶体体体体吸吸吸吸附附附附的的的的现现现现象象象象很很很很普普普普通通通通，特特特特别别别别是是是是在在在在表表表表生生生生带带带带，不不不不同同同同胶胶胶胶体体体体常选择性地吸附一定的离子：常选择性地吸附一定的离子：常选择性地吸附一定的离子：常选择性地吸附一定的离子：褐铁矿吸附褐铁矿吸附褐铁矿吸附褐铁矿吸附U,As,P,V,Mo,Co,Ni,AuU,As,P,V,Mo,Co,Ni,Au等等等等锰土吸附锰土吸附锰土吸附锰土吸附Li,Cu,Ni,Co,Zn,U,Ba,WLi,Cu,Ni,Co,Zn,U,Ba,W等等等等腐殖酸吸附腐殖酸吸附腐殖酸吸附腐殖酸吸附Mo,U,V,Co,Ni,Cu,Pb,Zn,AuMo,U,V,Co,Ni,Cu,Pb,Zn,Au等等等等5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式2 2、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体的吸附作用、胶体的吸附服从质量作用定律、胶体的吸附服从质量作用定律、胶体的吸附服从质量作用定律、胶体的吸附服从质量作用定律 水水水水中中中中阳阳阳阳离离离离子子子子浓浓浓浓度度度度越越越越大大大大，电电电电价价价价越越越越高高高高，同同同同价价价价离离离离子子子子半半半半径径径径越越越越大大大大，其被吸附的作用越强其被吸附的作用越强其被吸附的作用越强其被吸附的作用越强由于自然界中的大部分胶体，如粘土矿物，有机胶由于自然界中的大部分胶体，如粘土矿物，有机胶由于自然界中的大部分胶体，如粘土矿物，有机胶由于自然界中的大部分胶体，如粘土矿物，有机胶体，含水氧化铝等都带负电荷，所以胶体在大多数的情体，含水氧化铝等都带负电荷，所以胶体在大多数的情体，含水氧化铝等都带负电荷，所以胶体在大多数的情体，含水氧化铝等都带负电荷，所以胶体在大多数的情况下吸附的是阳离子况下吸附的是阳离子况下吸附的是阳离子况下吸附的是阳离子5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式一、元素在地下水中的迁移形式22、胶体形式、胶体形式、胶体形式、胶体形式胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体的吸附作用胶体吸附分类胶体吸附分类胶体吸附分类胶体吸附分类胶体吸附可分为简单吸附和交替吸附。胶体吸附可分为简单吸附和交替吸附。胶体吸附可分为简单吸附和交替吸附。胶体吸附可分为简单吸附和交替吸附。简单吸附简单吸附简单吸附简单吸附：介质中离子简单地被胶体吸附介质中离子简单地被胶体吸附介质中离子简单地被胶体吸附介质中离子简单地被胶体吸附交替吸附：交替吸附：交替吸附：交替吸附：在一定的条件下，胶体中已被吸附的离在一定的条件下，胶体中已被吸附的离在一定的条件下，胶体中已被吸附的离在一定的条件下，胶体中已被吸附的离子和溶液中和离子相互交换子和溶液中和离子相互交换子和溶液中和离子相互交换子和溶液中和离子相互交换3 3、悬浮物形式、悬浮物形式、悬浮物形式、悬浮物形式 悬浮物的质点大于悬浮物的质点大于悬浮物的质点大于悬浮物的质点大于1010-7-7mm，悬浮物分有机悬浮物和无悬浮物分有机悬浮物和无悬浮物分有机悬浮物和无悬浮物分有机悬浮物和无机悬浮物。悬浮液是一种不稳定的溶液，颗粒物最终要机悬浮物。悬浮液是一种不稳定的溶液，颗粒物最终要机悬浮物。悬浮液是一种不稳定的溶液，颗粒物最终要机悬浮物。悬浮液是一种不稳定的溶液，颗粒物最终要沉淀下来。沉淀下来。沉淀下来。沉淀下来。泥浆（黃河水）、乳浊液（牛奶）泥浆（黃河水）、乳浊液（牛奶）泥浆（黃河水）、乳浊液（牛奶）泥浆（黃河水）、乳浊液（牛奶）5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company Lv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境各种元素在地下水中的迁移能力主要取决于元素本各种元素在地下水中的迁移能力主要取决于元素本各种元素在地下水中的迁移能力主要取决于元素本各种元素在地下水中的迁移能力主要取决于元素本身的身的身的身的化学性质化学性质化学性质化学性质和和和和环境条件环境条件环境条件环境条件而元素在水中的迁移环境在而元素在水中的迁移环境在而元素在水中的迁移环境在而元素在水中的迁移环境在很大程度上决定于很大程度上决定于很大程度上决定于很大程度上决定于某些标型元素某些标型元素某些标型元素某些标型元素.1 1、空气迁移元素和水迁移元素、空气迁移元素和水迁移元素、空气迁移元素和水迁移元素、空气迁移元素和水迁移元素空气迁移元素空气迁移元素空气迁移元素空气迁移元素：通过气相进行迁移的元素：通过气相进行迁移的元素：通过气相进行迁移的元素：通过气相进行迁移的元素如如，惰惰性性气气体体元元素素等等，它它们们也也能能随随水水溶溶液液迁迁移移，但但以以形形成成挥挥发发性性经经合合物物在在空空气气中中迁迁移移为为特特征征如如水水中中各各种种硝硝酸盐和铵盐中的，酸盐和铵盐中的，Ca(HCO3)2中的等中的等.水迁移元素水迁移元素水迁移元素水迁移元素：通过各种水体进行迁移的元素，大部：通过各种水体进行迁移的元素，大部：通过各种水体进行迁移的元素，大部：通过各种水体进行迁移的元素，大部分元素都属于水迁移元素，分元素都属于水迁移元素，分元素都属于水迁移元素，分元素都属于水迁移元素，例如例如:Na,Mg,Ca,K,Al,Si,Cl,Mn,Fe,Co,Ni,V等等 5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company Lvv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境22、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境 标标标标型型型型元元元元素素素素：指指指指其其其其迁迁迁迁移移移移能能能能控控控控制制制制地地地地球球球球化化化化学学学学环环环环境境境境，高高高高克克克克拉拉拉拉克克克克值值值值的强迁移元素，也称的强迁移元素，也称的强迁移元素，也称的强迁移元素，也称标型离子标型离子标型离子标型离子或或或或标型化合物标型化合物标型化合物标型化合物标型元素的标型程度标型元素的标型程度标型元素的标型程度标型元素的标型程度取决于元素的克拉克值和迁移能取决于元素的克拉克值和迁移能取决于元素的克拉克值和迁移能取决于元素的克拉克值和迁移能力。力。力。力。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征、低克拉克值的元素一般难以成为标型、低克拉克值的元素一般难以成为标型、低克拉克值的元素一般难以成为标型、低克拉克值的元素一般难以成为标型元素，如元素，如元素，如元素，如Li,Rb,CsLi,Rb,Cs等这些元素对环境的等这些元素对环境的等这些元素对环境的等这些元素对环境的物理物理物理物理化学条件所引起的作用不大化学条件所引起的作用不大化学条件所引起的作用不大化学条件所引起的作用不大、高克拉克值的元素，只有那些迁移、高克拉克值的元素，只有那些迁移能力强，又能以某种程度富集的元素，能力强，又能以某种程度富集的元素，才能成为标型元素。才能成为标型元素。Company Lvv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境22、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境（1 1）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素以气态迁移的以气态迁移的以气态迁移的以气态迁移的OO2 2、COCO2 2、HH2 2S S、CHCH4 4等标型元素对地等标型元素对地等标型元素对地等标型元素对地球化学环境的影响很大，它们主要决定球化学环境的影响很大，它们主要决定球化学环境的影响很大，它们主要决定球化学环境的影响很大，它们主要决定环境的氧化还原环境的氧化还原环境的氧化还原环境的氧化还原条件。条件。条件。条件。根据空气迁移元素的组成，可将表生带区分为三种根据空气迁移元素的组成，可将表生带区分为三种根据空气迁移元素的组成，可将表生带区分为三种根据空气迁移元素的组成，可将表生带区分为三种基本的基本的基本的基本的氧化还原环境氧化还原环境氧化还原环境氧化还原环境：5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company LA A 氧化环境氧化环境氧化环境氧化环境其特征是：其特征是：其特征是：其特征是：uu水中存在水中存在水中存在水中存在自由氧自由氧自由氧自由氧和其它强氧化剂；和其它强氧化剂；和其它强氧化剂；和其它强氧化剂；uu许许许许多多多多元元元元素素素素均均均均处处处处于于于于高高高高度度度度氧氧氧氧化化化化状状状状态态态态(Fe3Fe3、Mn4Mn4、Cu2Cu2、V5V5、S6S6等等等等)；uu岩体染成岩体染成岩体染成岩体染成红、棕、黄色红、棕、黄色红、棕、黄色红、棕、黄色；uuEhEh值值值值0.150.15v-0.7vv-0.7v，在酸性条件下在酸性条件下在酸性条件下在酸性条件下EhEh值值值值大于大于大于大于0.40.4v v；uu标型元素是标型元素是标型元素是标型元素是O2O2。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company Lv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境 2 2、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境（1 1）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素BB、潜育环境潜育环境潜育环境潜育环境(无硫化氢的还原环境无硫化氢的还原环境无硫化氢的还原环境无硫化氢的还原环境)其特征是：其特征是：其特征是：其特征是：水中水中水中水中缺氧缺氧缺氧缺氧或其他强氧化剂；或其他强氧化剂；或其他强氧化剂；或其他强氧化剂；n许多无素均处于许多无素均处于低度氧化状态低度氧化状态(Fe2、Mn2等等)迁移；迁移；n局局部部地地区区的的水水含含有有大大量量CO2和和CH4，没没有有或或只只有有少少量量H2S；n岩体呈岩体呈淡绿色、灰色或灰蓝色淡绿色、灰色或灰蓝色；nEh值在酸性环境中值在酸性环境中0.4v，而在碱性环境中低于而在碱性环境中低于0.15v；n标型元素标型元素CO2,有的地方还有有的地方还有CH45.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company Lv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境 2 2、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境（1 1）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素）空气迁移的标型元素CC、还原环境、还原环境、还原环境、还原环境(硫化氢还原环境硫化氢还原环境硫化氢还原环境硫化氢还原环境)其特征是：其特征是：其特征是：其特征是：u水中不含水中不含自由和其它强氧化剂自由和其它强氧化剂；u但但含有大量含有大量H2S，局部地方含有局部地方含有CH4及其它碳氢化合物；及其它碳氢化合物；u铁和其它许多金属铁和其它许多金属不移动；不移动；uEh7)，局部达到局部达到-0.5至至-0.7v；u标型元素为标型元素为H2S和部分碳氢化合物。和部分碳氢化合物。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company Lvv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境22、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境（2 2）水迁移的标型元素）水迁移的标型元素）水迁移的标型元素）水迁移的标型元素 属属属属于于于于这这这这类类类类的的的的有有有有ClCl、SOSO4 42 2、HCOHCO3 3、CaCa2 2、MgMg2 2、NaNa和和和和HH等等等等。它它它它们们们们决决决决定定定定着着着着天天天天然然然然水水水水的的的的酸酸酸酸碱碱碱碱条条条条件件件件及及及及其其其其浓浓浓浓集集集集程程程程度。度。度。度。根根根根据据据据水水水水迁迁迁迁移移移移元元元元素素素素的的的的组组组组成成成成，水水水水迁迁迁迁移移移移环环环环境境境境有有有有以以以以下下下下6 6种种种种主主主主要要要要类型：类型：类型：类型：A A 强强强强酸酸酸酸型型型型(pH4)pH4)，标标标标型型型型元元元元素素素素是是是是HH，局局局局部部部部为为为为SOSO4 42 2、FeFe3 3、AlAl3 3,Zn,Zn2 2,Cu,Cu2 2等，多为硫化矿床氧化带地下水。等，多为硫化矿床氧化带地下水。等，多为硫化矿床氧化带地下水。等，多为硫化矿床氧化带地下水。B B 酸型酸型酸型酸型(4(4pH6.5)pH6.5)，标型元素是标型元素是标型元素是标型元素是HH，有机酸阴离子。有机酸阴离子。有机酸阴离子。有机酸阴离子。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company Lvv二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境二、标型元素和元素的水迁移环境22、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境、标型元素及元素的水迁移环境（2 2）水迁移的标型元素）水迁移的标型元素）水迁移的标型元素）水迁移的标型元素 根根根根据据据据水水水水迁迁迁迁移移移移元元元元素素素素的的的的组组组组成成成成，水水水水迁迁迁迁移移移移环环环环境境境境有有有有以以以以下下下下6 6种种种种主主主主要要要要类型：类型：类型：类型：C、中中性性和和弱弱碱碱性性重重碳碳钙钙型型(6.5pH8.5)，标标型型元元素素是是Ca2,HCO3。D、中中性性和和弱弱碱碱性性氯氯化化物物硫硫酸酸型型（6.5pH8.5）,标标型型元元素素是是Na,Cl,SO42。E、中中性性和和弱弱碱碱性性石石膏膏型型(6.5pH8.5)，标型元素是标型元素是HCO3,OH,SiO2和和Na。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征v三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度1 1、水迁移系数水迁移系数水迁移系数水迁移系数(KxKx)表示元素在地下水或地表水单位干涸残渣中的含量与表示元素在地下水或地表水单位干涸残渣中的含量与表示元素在地下水或地表水单位干涸残渣中的含量与表示元素在地下水或地表水单位干涸残渣中的含量与其在该区域岩石中含量的比值，即：其在该区域岩石中含量的比值，即：其在该区域岩石中含量的比值，即：其在该区域岩石中含量的比值，即：式中，式中，式中，式中，mxmx元素在水中的含量元素在水中的含量元素在水中的含量元素在水中的含量(mg/L)(mg/L)aa水的干涸残渣量（水的干涸残渣量（水的干涸残渣量（水的干涸残渣量（mg/Lmg/L）nxnx元素在岩石中的含量（元素在岩石中的含量（元素在岩石中的含量（元素在岩石中的含量（%）KxKx可用来比较主要元素和次要元素的相对迁移程度。可用来比较主要元素和次要元素的相对迁移程度。可用来比较主要元素和次要元素的相对迁移程度。可用来比较主要元素和次要元素的相对迁移程度。KxKx越大，元素从风化壳（岩石）中被带出的能力越越大，元素从风化壳（岩石）中被带出的能力越越大，元素从风化壳（岩石）中被带出的能力越越大，元素从风化壳（岩石）中被带出的能力越强。强。强。强。例如：某区地下水中例如：某区地下水中例如：某区地下水中例如：某区地下水中CuCu比比比比SiSi含量小得多，但据含量小得多，但据含量小得多，但据含量小得多，但据KxKx可知道可知道可知道可知道CuCu在在在在水中比水中比水中比水中比SiSi迁移要强，因为迁移要强，因为迁移要强，因为迁移要强，因为KCuKCu=0.13=0.13KSiKSi=0.07.=0.07.nx%mx/aCompany L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征v三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度22、迁移相对性系数（、迁移相对性系数（、迁移相对性系数（、迁移相对性系数（C Cx x）同同同同一一一一元元元元素素素素在在在在不不不不同同同同环环环环境境境境中中中中迁迁迁迁移移移移强强强强度度度度的的的的差差差差异异异异，称称称称迁迁迁迁移移移移相相相相对性对性对性对性。迁移相对性用迁移相对性系数。迁移相对性用迁移相对性系数。迁移相对性用迁移相对性系数。迁移相对性用迁移相对性系数(C Cx x)衡量：衡量：衡量：衡量：C Cx x=K=KA A/K/KB B，表示同一元素在不同环境中的水迁移系表示同一元素在不同环境中的水迁移系表示同一元素在不同环境中的水迁移系表示同一元素在不同环境中的水迁移系数之比。数之比。数之比。数之比。C Cx x越大，说明环境条件对元素迁移影响越大，越大，说明环境条件对元素迁移影响越大，越大，说明环境条件对元素迁移影响越大，越大，说明环境条件对元素迁移影响越大，该元素形成富集的可能性越大该元素形成富集的可能性越大该元素形成富集的可能性越大该元素形成富集的可能性越大，即容易形成矿床。，即容易形成矿床。，即容易形成矿床。，即容易形成矿床。例如，例如，例如，例如，ZnZn在氧化环境中在氧化环境中在氧化环境中在氧化环境中KKZnZn=n=n，而在还原环境中，而在还原环境中，而在还原环境中，而在还原环境中，KKZnZn=0.0n=0.0n，则则则则 KbKaCompany L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征v三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度三、元素的水迁移强度33、沉淀强度系数、沉淀强度系数、沉淀强度系数、沉淀强度系数(KoKo)在原岩的不同风化阶段，元素从岩石中进入水中和在原岩的不同风化阶段，元素从岩石中进入水中和在原岩的不同风化阶段，元素从岩石中进入水中和在原岩的不同风化阶段，元素从岩石中进入水中和生成次生矿物的比例是不同的。可用生成次生矿物的比例是不同的。可用生成次生矿物的比例是不同的。可用生成次生矿物的比例是不同的。可用沉淀强度系数沉淀强度系数沉淀强度系数沉淀强度系数来衡来衡来衡来衡量。量。量。量。沉淀强度系数沉淀强度系数沉淀强度系数沉淀强度系数表示元素在水溶液的单位干涸残渣中的含量与表示元素在水溶液的单位干涸残渣中的含量与表示元素在水溶液的单位干涸残渣中的含量与表示元素在水溶液的单位干涸残渣中的含量与原岩分解后形成的原岩分解后形成的原岩分解后形成的原岩分解后形成的次生产物次生产物次生产物次生产物中该元素的含量之比，即中该元素的含量之比，即中该元素的含量之比，即中该元素的含量之比，即 式中，式中，式中，式中，nono该元素在该元素在该元素在该元素在次生矿物次生矿物次生矿物次生矿物中的含量（中的含量（中的含量（中的含量（%）aa水的干涸残渣量（水的干涸残渣量（水的干涸残渣量（水的干涸残渣量（mg/Lmg/L）mxmx元素在水中的含量（元素在水中的含量（元素在水中的含量（元素在水中的含量（mg/Lmg/L）可见，元素在次生物中含量越多，则可见，元素在次生物中含量越多，则可见，元素在次生物中含量越多，则可见，元素在次生物中含量越多，则KoKo越小，即元越小，即元越小，即元越小，即元素的沉淀强度越大，而水迁移性能较差。素的沉淀强度越大，而水迁移性能较差。素的沉淀强度越大，而水迁移性能较差。素的沉淀强度越大，而水迁移性能较差。nx%mx/an0Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 v一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理11、地下水中元素的迁移方式、地下水中元素的迁移方式、地下水中元素的迁移方式、地下水中元素的迁移方式（1 1）元素在岩石元素在岩石元素在岩石元素在岩石气体气体气体气体水系统中相间的转移水系统中相间的转移水系统中相间的转移水系统中相间的转移，即，即，即，即元素从固相或气相转移到地下水中，或从地下水中转移元素从固相或气相转移到地下水中，或从地下水中转移元素从固相或气相转移到地下水中，或从地下水中转移元素从固相或气相转移到地下水中，或从地下水中转移到固相或气相。到固相或气相。到固相或气相。到固相或气相。（2 2）元素在地下水中的迁移元素在地下水中的迁移元素在地下水中的迁移元素在地下水中的迁移。例如例如分子扩散作用，水流对流迁移作用，渗透分分子扩散作用，水流对流迁移作用，渗透分散作用散作用，均可使元素在地下水中发生不同程度的位移，均可使元素在地下水中发生不同程度的位移Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 v一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理2 2弥散迁移机理弥散迁移机理弥散迁移机理弥散迁移机理（1 1）弥散与弥散作用）弥散与弥散作用）弥散与弥散作用）弥散与弥散作用弥散弥散弥散弥散是指多孔介质中两种液体相接触时，某种物质是指多孔介质中两种液体相接触时，某种物质是指多孔介质中两种液体相接触时，某种物质是指多孔介质中两种液体相接触时，某种物质从含量高的液体向含量低的液体迁移，在两种液体分界从含量高的液体向含量低的液体迁移，在两种液体分界从含量高的液体向含量低的液体迁移，在两种液体分界从含量高的液体向含量低的液体迁移，在两种液体分界面处形成一个面处形成一个面处形成一个面处形成一个过渡混合带过渡混合带过渡混合带过渡混合带，混合带不断发展扩大，趋向，混合带不断发展扩大，趋向，混合带不断发展扩大，趋向，混合带不断发展扩大，趋向成为均匀的混合物质，这种现象称为成为均匀的混合物质，这种现象称为成为均匀的混合物质，这种现象称为成为均匀的混合物质，这种现象称为弥散弥散弥散弥散。形成弥散现象的作用，称为形成弥散现象的作用，称为形成弥散现象的作用，称为形成弥散现象的作用，称为弥散作用弥散作用弥散作用弥散作用。Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 v一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理2 2弥散迁移机理弥散迁移机理弥散迁移机理弥散迁移机理（2 2）弥散作用类型弥散作用类型弥散作用类型弥散作用类型 弥散作用包括弥散作用包括弥散作用包括弥散作用包括:u分子扩散作用、分子扩散作用、u对流迁移作用对流迁移作用u渗透分散作用。渗透分散作用。弥散现象是由几种作用同时综合影响而形成的。弥散现象是由几种作用同时综合影响而形成的。弥散现象是由几种作用同时综合影响而形成的。弥散现象是由几种作用同时综合影响而形成的。Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 v一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理一、物质在地下水中的弥散机理2 2弥散迁移机理弥散迁移机理弥散迁移机理弥散迁移机理（2 2）弥散作用类型弥散作用类型弥散作用类型弥散作用类型 分子扩散分子扩散分子扩散分子扩散(迁移迁移迁移迁移)：两种不同的液体相互接触时，在两种不同的液体相互接触时，在两种不同的液体相互接触时，在两种不同的液体相互接触时，在浓度差，温度差和压浓度差，温度差和压浓度差，温度差和压浓度差，温度差和压力差力差力差力差的作用下，物质发生迁移的作用下，物质发生迁移的作用下，物质发生迁移的作用下，物质发生迁移，最终使组分均一化，最终使组分均一化，最终使组分均一化，最终使组分均一化，这种现象叫这种现象叫这种现象叫这种现象叫分子扩散分子扩散分子扩散分子扩散。分子扩散实质上是。分子扩散实质上是。分子扩散实质上是。分子扩散实质上是分子布朗运分子布朗运分子布朗运分子布朗运动动动动的一种现象。的一种现象。的一种现象。的一种现象。例如在一杯清水中小心而缓慢地滴入一滴红墨水，墨滴会例如在一杯清水中小心而缓慢地滴入一滴红墨水，墨滴会例如在一杯清水中小心而
