多源4He及其积累年龄揭示的深层地下水更新能力——以保定-沧州剖面为例

摘要：

地下水年龄是重要的水文地质参数,它直接揭示了地下水的循环时间和更新能力.由于不同同位素半衰期不同,导致的测年精度和范围各异,致使华北平原深层地下水年龄存在诸多争议.虽然地下水4He测年方法已经得到应用,但是对地下水中4He多种来源的认识依然不足.通过系统采集和分析华北平原保定-沧州深层地下水中惰性气体含量及其同位素组成,采用大气成因(AIR和ASW)、地壳成因(CRUST)和地幔成因(MORB)三端元混合模型进行初步判断和分离,确定深层地下水中4He是大气成因、地壳成因和地幔成因的混合,有明显的地幔来源的混入.任丘漏斗和沧州漏斗形成的汇流改变了深层地下水4He积累年龄的分布,大城东南部是它们之间的深层地下水分水岭.华北平原深层地下水的年龄可以达到127.6 ka.保定-任丘方向上深层地下水4He积累年龄不超过2 ka,黄骅-沧州方向上深层地下水4He积累年龄不超过20 ka,显示地下水有较强的更新能力;而在大城东南部形成4He积累年龄快速增大区,预示深层地下水几乎没有更新.随着任丘漏斗和沦州漏斗的持续下降,大城周围的深层地下水也将持续下降.

关键词：4He来源、4He积累年龄、地下水分水岭、更新能力、深层地下水

所属期刊栏目：26

分类号：P641.12(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金40602031;国家重点基础研究发展计划项目2010CB428802;中央高校基本科研业务费专项资金项目CUGL090213

在线出版日期：2011-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：417-425