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δ2H与δ18O关系探究

【摘要】:研究区大气降水线采用全球大气降水线,其公式:4.1.2δ2 H与δ18 O相关关系对地下水δ2 H与δ18 O的监测资料进行统计,分析得到δ2 H=6.30×δ18 O-6.60‰VSMOW,见图3,R 2为0.62,与LMWL线相比,分馏斜率差别不大,但分馏截距相差近1倍,根据动力分馏原理,说明发生了低湿度的动力(非平衡)分馏[8]。

δ2 H与δ18 O之间的回归方程因地而异,不仅可以示踪水体来源,还可以分析分馏规律,确定井点水体同位素本底值。

4.1.1 地方大气降雨线(LMWL)计算

井水补给源是大气降水和部分河水,河水也是大气降水产汇流得来,以大气降水线(LMWL)为基础,分析井点水体同位素分馏规律。研究区大气降水线采用全球大气降水线(GMWL),其公式:

4.1.2 δ2 H与δ18 O相关关系

对地下水δ2 H与δ18 O的监测资料进行统计,分析得到δ2 H=6.30×δ18 O-6.60‰VSMOW,见图3,R 2为0.62,与LMWL线相比,分馏斜率差别不大,但分馏截距相差近1倍,根据动力分馏原理,说明发生了低湿度的动力(非平衡)分馏[8]

前文所述δ2 H极值和δ18 O极值不统一,具有氯离子浓度大δ18 O就大,氯离子浓度小δ2 H就小的现象,根据海水入侵的氯离子判断标准,把井点分成两组,小于250mg/L组的δ2 H与δ18 O关系见图4,大于250mg/L组的δ2 H与δ18 O关系见图5。由图可见,氯离子小于250mg/L的未入侵组,斜率为4.84,说明发生温度影响的动力分馏;截距为16.70,说明发生以陆地蒸发为主的非平衡分馏,温度差异导致的不同分馏使井水同位素值发生变化,形成本底值差异。氯离子大于250mg/L的入侵组,斜率为6.67,接近LMWL线斜率,截距为3.13,接近海水的0截距,说明发生湿度接近80%的平衡分馏,且接近海水的δ2 H与δ18 O的关系(δ2 H=8×δ18 O)[9],受到海水入侵影响。

图3 井点δ2 H与δ18 O关系

图4 Cl<250mg/L的δ2 H与δ18 O关系