持续蒸发与补给蒸发过程中水体咸化及同位素分馏的实验研究

摘要

蒸发浓缩作用是引起水体咸化的重要原因.利用华北浅层地下水样,设计持续蒸发和补给蒸发两种实验方案,探讨不同蒸发过程中水化学和同位素的演化差异.结果表明,持续蒸发过程中水体盐分浓缩速率明显大于补给蒸发;Ca2+和HCO3-在两种蒸发实验下出现分离,主要受方解石沉淀影响,Mg2+、Na+、K+、Cl-和SO2-4含量随着盐度的升高而增加,在两种蒸发实验中无差异.蒸发过程中,氢氧同位素逐渐富集,与剩余水比例呈指数关系,与阴阳离子呈两段式线性关系.持续蒸发过程中氢氧同位素随着盐分(电导率)的升高逐渐富集,δ18O最大值达20.81‰,蒸发线方程为δD=4.11δ18O-25.23;而补给蒸发过程中,随着盐分(电导率)的增加氢氧同位素富集缓慢,后期相对稳定,δ18O最大值为2.9‰,蒸发线方程为δD=3.41δ18O-28.2.两种实验方案结果说明氢氧同位素在水相的富集不成比例,氢同位素在蒸发过程中富集速率大于氧同位素.