新疆天山带地下流体观测点水文地质环境评价与研究

摘要

在地震地下流体观测中，地下水的补给来源、循环与演化等水文地质环境特征，是分析地下流体前兆信息的基本依据。目前，在地下水的补给、循环与演化等方面的研究中，水化学、环境同位素和地下水测年等方法越来越成为有效的研究手段。采用这些方法对地下流体观测点的水文地质环境开展研究和评价，探讨观测点地下水的补给来源和循环演化特征，将为分析地震地下流体前兆信息提供重要的参考依据和基础信息。
　　另一方面，新疆天山地震带近年来地震频发，地震活动性较高，地下流体观测点分布合理，前兆信息丰富，为地震地下流体监测提供了天然的试验场。对天山地震带地下流体观测点水文地质环境开展评价和研究，进一步分析和评价地下流体前兆信息，可为未来该地区及其他观测点的地下流体地震前兆监测工作提供借鉴和参考。
　　本文重点分析了研究区地下流体观测点地下水的水化学类型、水-岩化学平衡特征、地下水热储温度和循环深度、补给来源和补给高程，并采用放射性同位素氚计算了地下水年龄。取得的主要认识有：（1）乌鲁木齐9、10号泉水化学类型相近，补给高程和实际高程相差较小，补给后径流时间和路程较短，有一部分为大气降水直接补给，属浅层地下水；4号井和4号泉中SO42-离子含量较高，水-岩化学平衡状态为“部分平衡水”，地下水中存在一部分深层水的混入，循环深度较大；15号泉水化学类型复杂，水-岩反应较为充分，补给高程低于实际高程，降水在海拔较低的地方补给到地下，经过地下循环补给形成泉水。（2）21号泉由地表水顺断裂带下渗、循环及排泄而成，循环深度较大，降水和地表水补给后经过一定深度的循环之后经过断裂上涌补给形成该泉水。（3）501泉和39泉为Na-Ca-SO4-Cl型水，水-岩反应处于初级阶段，地下水循环深度较大，泉水是由降水和地表水补给后经过一定深度的循环之后排泄形成的。（4）在北天山沙湾、乌苏和博乐的地震流体监测点中，所采集水样均有不同程度的深层水的混入，地下水循环深度较大，径流路径较长，地下水年龄均大于500年。（5）尼勒克和特克斯的断层泉形成机理相似，都是大气降水和冰雪融水补给后，在断裂带中经过一定深度和一定时间的循环排泄形成的。（6）氚年龄的证据表明监测点多为“次现代”地下水，适合开展地下水化学组分的地震信息监测。
　　为了更好的将上述方法和理论应用于具体工作中，文中第四章以10号泉为例，结合日常监测数据对该监测点的映震能力进行了分析和评价。认为10号泉的监测数据稳定，规律性较好，地下水混合、水-岩反应程度及地下水年龄适中，比较适合开展地震地下流体前兆观测，较容易获取各阶段地震前兆异常信息。
　　对地震带地下流体监测点水文地质环境的研究，将有助于推进水化学、环境同位素和地下水测年等方法在地震监测领域中的应用。尤其是地下水测年技术，虽然其在地震地下流体科学研究中的应用实例还较少，但根据相关学科的实例来看，该技术应会有广泛的应用前景。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

0.1 论文的选题依据和研究意义

0.2主要研究内容

0.3技术路线与研究方法

0.4 论文的特色与创新之处

第一章 水文地质环境评价方法与进展

1.1 传统水文地质方法

1.2 环境同位素方法

1.3 地下水年龄

1.4 小结

第二章 研究区地下流体观测的水文地质环境概况

2.1 自然地理与地质概况

2.2 水文地质特征

2.3 研究区地下流体研究进展

2.4 小结

第三章 天山活动构造带中段的水文地质环境特点分析

3.1 研究方法介绍

3.2 研究区地下水离子成分和同位素组成分析

3.3 采用放射性氚估算地下水年龄

3.4 讨论与结论

第四章 水化学和环境同位素方法在地震监测中的应用

4.1 监测点概况

4.2 评估指标与讨论

4.3 结论

第五章 论文总结

5.1 主要认识与结论

5.2 论文不足之处

5.3 下一步的工作计划

参考文献

研究生期间发表论文

研究生期间参与项目

致谢