涞源北盆地地下水氢氧同位素特征及北海泉形成模式

王忠亮, 郭春艳, 张彦鹏. 涞源北盆地地下水氢氧同位素特征及北海泉形成模式[J]. 水文地质工程地质, 2021, 48(1): 27-35. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202002004
引用本文: 王忠亮, 郭春艳, 张彦鹏. 涞源北盆地地下水氢氧同位素特征及北海泉形成模式[J]. 水文地质工程地质, 2021, 48(1): 27-35. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202002004
WANG Zhongliang, GUO Chunyan, ZHANG Yanpeng. Characteristics of hydrogen and oxygen isotopes in the groundwater and formation mode of the Beihai springs in the northern Laiyuan Basin[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2021, 48(1): 27-35. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202002004
Citation: WANG Zhongliang, GUO Chunyan, ZHANG Yanpeng. Characteristics of hydrogen and oxygen isotopes in the groundwater and formation mode of the Beihai springs in the northern Laiyuan Basin[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2021, 48(1): 27-35. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202002004

涞源北盆地地下水氢氧同位素特征及北海泉形成模式

  • 基金项目: 中国地质调查局地质调查项目(12120114010801)
详细信息
    作者简介: 王忠亮(1986-),男,硕士研究生,主要从事水工环地质研究。E-mail: 591002923@qq.com
  • 中图分类号: P641.7

Characteristics of hydrogen and oxygen isotopes in the groundwater and formation mode of the Beihai springs in the northern Laiyuan Basin

  • 拒马源泉群作为拒马河的源头,受到了较多专家和学者的关注。但这些研究多集中在地下水的水化学、水位动态、泉流量等特征上,对地下水氢氧同位素特征的分析几乎没有,且对北海泉的成因解释多为粗略的定性概述。为了说明涞源北盆地地下水的氢氧同位素特征,详细揭示北海泉的形成模式,首次系统地采集了不同含水岩组的地下水样品,测定了水样的氢氧同位素组分。结果表明:样品点δD和δ18O值均落在区域大气降水线上或附近,大气降水是研究区地下水的主要补给来源;白云岩、灰岩含水岩组高程效应较明显,径流途径长,松散含水层径流途径短,受蒸发作用较强;白云岩、灰岩含水岩组和松散含水层氘盈余d值分别为6.0‰~11.6‰、4.2‰~11.2‰、3.8‰~8.0‰,较大气降水大部分偏小,表明岩溶水和松散孔隙水经历了不同的流动过程;白云岩、灰岩含水岩组从补给区向排泄区各自流动过程中,在小西庄、香炉屯村附近断裂带发生沟通混合,然后在向盆地中心径流过程中受断层阻水上升,上升过程中又接受了松散孔隙水的补给,最后在松散岩层中出露成泉,形成北海泉。在孔隙水混入前,两者的平均补给比例大约为48.4%~57.6%和42.4%~51.6%。

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  • 图 1  涞源北盆地氢氧同位素采样点分布图

    Figure 1. 

    图 2  涞源北盆地地下水δD-δ18O关系图

    Figure 2. 

    图 3  北海泉成因模式示意图

    Figure 3. 

    表 1  涞源北盆地样品氢氧同位素特征

    Table 1.  Analytical results of hydrogen and oxygen isotopes of the groundwater samples

    样品编号 采样地点 含水岩组 构造或地貌部位 井深/m 水温/℃ δD/‰ δ18O/‰ 氘盈余值d/‰ d平均值/‰
    含水岩组 构造部位
    T5-68 四角台村 白云岩含水岩组 团圆向斜两侧 泉点 8 −78 −11.2 11.6 8.5 9.8
    T4-15 陈家庄村 12 9 −76 −10.8 10.4
    T4-41 十八盘村西 180 9 −76 −10.9 11.2
    T1-54 泉峪村 120 8 −73 −10.1 7.8
    TZ10 石棉三矿 160 8 −69 −9.6 7.8
    T2-40 白绸村北 向斜侵没端东侧 240 8 −69 −9.5 7.0 7.0
    T3-38 北坡底村 斜山峪河谷发育带 200 10 −66 −9.1 6.8 6.8
    T3-36 土巷口村北 184 8 −70 −9.6 6.8
    T1-48 中庄村 上庄乡河谷发育带 160 9 −71 −10.0 9.0 8.9
    T1-46 狮子峪 85 10 −73 −10.4 10.2
    T3-31 上老芳村南 305 9 −71 −9.8 7.4
    T4-28 坡水村东 留家庄乡河谷发育带 195 8 −66 −9.4 9.2 9.2
    T4-27 留家庄村 216 10 −69 −9.8 9.4
    T3-37 张家铺村 220 9 −71 −10.0 9.0
    T3-32 岳家庄村 金家井乡河谷发育带 150 9 −71 −9.7 6.6 6.8
    T3-34 王家井村 150 10 −69 −9.6 7.8
    T1-53 梁家庄村 160 10 −66 −9.0 6.0
    T4-20 分水岭村 灰岩含水岩组 分水岭边界附近 泉点 6 −76 −10.9 11.2 8.8 9.8
    T4-25 嗅水盆村中 17.4 8 −73 −10.3 9.4
    T3-74 谷家庄北 泉点 6 −72 −10.1 8.8
    T4-40 东沟村西南 团圆向斜两翼 6.6 11 −66 −9.3 8.4 9.1
    T4-14 马圈沟村 30 10 −69 −9.9 10.2
    T3-1 沙岭村北 160 10 −72 −10.1 8.8
    T4-1 南庄村西 165 9 −68 −9.7 9.6
    T3-30 东泉头村 220 10 −69 −9.7 8.6
    T4-10 石片村东北 团圆向斜核部 60 8 −71 −10.1 9.8 9.8
    T4-9 团圆村西南 85 7 −70 −10.1 10.8
    T4-32 任家沟村 105 9 −68 −9.6 8.8
    T4-16 水石塘村西 195 8 −70 −9.9 9.2
    T4-4 窑子沟村西 泉点 9 −68 −9.8 10.4
    T4-33 南坡底村西北 斜山峪河谷发育带 180 7 −70 −9.9 9.2 9.7
    T4-36 斜山村南 90 9 −71 −10.1 9.8
    T4-38 黄土岭村西 180 8 −73 −10.4 10.2
    T2-42 艾河村西北 向斜侵没端 140 8 −68 −9.6 8.8 8.5
    T2-44 红泉村东 180 7 −67 −9.4 8.2
    T2-49 龙虎寺村西北 山麓地带 155 8 −69 −9.6 7.8 6.4
    T2-68 北上屯村东北 190 9 −66 −9.1 6.8
    T2-52 香炉屯村南 200 11 −69 −9.3 5.4
    T2-51 水泉村东 220 9 −67 −8.9 4.2
    T2-48 赵家井村中 180 8 −68 −9.5 8.0
    T2-93 沿村 松散含水层 盆地内 40 9 −73 −9.8 5.4 6.4 7.0
    T2-81 西关加油站 20 11 −72 −10.0 8.0
    T2-78 冀家会村 120 12 −72 −10.0 8.0
    T2-36 南石佛村 150 9 −73 −9.9 6.2
    T2-38 北石佛村 134 10 −72 −9.9 7.2
    T3-41 顾家营村 108 12 −69 −9.4 6.2 5.9
    T3-40 北韩村 200 13 −70 −9.5 6.0
    T1-61 小北关村 100 11 −70 −9.5 6.0
    T2-94 西环沿村 32 10 −69 −9.1 3.8
    T2-89 西关村 10 9 −70 −9.7 7.6
    T2-400 拒马源公园 断裂带附近 泉点 12 −72 −9.8 6.4 6.4 6.4
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出版历程
收稿日期:  2020-02-04
修回日期:  2020-05-12
刊出日期:  2021-01-15

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