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【期刊】李静等:海州湾弱透水层孔隙水的化学特征与盐分演变

蔻享学术  · 公众号  ·  · 2024-04-30 00:00

正文




为查明海岸带弱透水层孔隙水的盐分来源与演变机制,在连云港海州湾钻探采集了4个钻孔的粘性土柱,采用压榨法采集孔隙水,测定了孔隙水化学‒同位素组分,建立了二维剖面孔隙水全新世以来的溶质运移数值模型。由陆向海孔隙水的总溶解固体由0.9增加到41.4 g/L,垂向上浅层高、深层低.孔隙水Cl/Br比为170~533(均值267),87Sr/86Sr比值为0.709 3~0.711 6,Cl‒与δ18O呈正相关关系,表明孔隙咸水为海相成因,同时还受到硅酸盐矿物风化和阳离子交换作用影响.全新世弱透水层孔隙水为10~5 ka BP海侵时期的古海水,向下入渗造成更新世孔隙水咸化。4 ka BP海退后,孔隙水接受淡水补给,但古海水并未被完全驱替.近海岸处孔隙水受持续蒸发影响而形成盐水.数值模拟表明海侵‒海退事件是控制弱透水层孔隙水盐分演变的主要因素,海侵时海水以“指状”模式向下入侵,造成了咸淡水的不均匀分布。

在连云港海州湾沿典型剖面钻探采集了4个钻孔的粘性土土柱,利用孔隙水化学‒同位素信息,结合数值模拟探讨了孔隙水的化学特征、盐分来源及演变过程.主要结论如下:

海州湾由陆向海分布淡水‒微咸水‒咸水‒盐水,水平方向咸淡水分界线约距离海岸10 km,垂向总体为浅层高、深层低.孔隙水中水岩作用以硅酸盐矿物风化和阳离子交换为主,碳酸盐岩矿物溶解弱.

孔隙水Cl/Br比值、87Sr/86Sr及Cl-δ18O混合模型表明孔隙水盐分为海相成因,全新世粘性土中保留了部分海侵时期的古海水,受蒸发影响表层存在盐度超海水的孔隙水。更新世粘性土中咸水由海侵时古海水下渗造成.

弱透水层中孔隙水溶质运移模拟得出孔隙水盐分变化受到海侵‒海退地质事件影响。海侵时海水以“指状”形态垂向侵入下伏的更新世地层,造成了咸淡水的不均匀分布。由于海退时间较短,陆侧孔隙水已淡化,海侧仍以咸水为主。

图1 研究区钻孔分布
图2 全新世以来海州湾典型剖面模拟与实测的Cl浓度(mg/L)


文章刊登在《地球科学》第49卷第3期

李静, 朱佳俊, 梁杏, 刘彦, 江欣悦, 杜永昌, 2024. 海州湾弱透水层孔隙水的化学特征与盐分演变. 地球科学, 49(3): 939-951. doi: 10.3799/dqkx.2022.232
Li Jing, Zhu Jiajun, Liang Xing, Liu Yan, Jiang Xinyue, Du Yongchang, 2024. Chemical Signatures and Salinity Evolution of Aquitard Porewater in the Haizhou Bay. Earth Science, 49(3): 939-951. doi: 10.3799/dqkx.2022.232


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