摘要
研究地下水补给机制,须确定补给水来源、补给区位置、补给期、补给通道和补给速率等。应用环境同位素研究地下水补给,是以水中同位素组成随空间和时间的变化为基础。一方面,同位素组成在从热源向采样点运移途中不受物理化学过程影响,基本保持不变,因此,适于作标记或示踪剂;另一方面,它们对于温度变化、水-岩相互作用、蒸汽散发、不同来源水的混合稀释和表面蒸发十分敏感,因此,适于作这些过程的地质指示剂。在地热调查中用得最多的放射性同位素是氚和~(14)C,它们可用来测定地热水年龄,或查明近期大气降水所占份额。在循环型地热水中,在δD值和δ~(18)O值之间具有类似于现代大气降水的线性关系,其δ~(18)O值略高于当地大气降水,其δD值低于当地大气降水,δD和δ~(18)O值随纬度和高程变化。据20世纪80年代末检测,其氚比值一般少于1T.R.。由此可知,循环型地热水是老水(前核试爆水)。事实上,华北平原深层循环型地热水的~(14)C年龄逾20000a。因此,其贫氘特征则指示古大气降水的补给发生于逾20000a BP的冷湿期。在封存型热卤水中,Cl-Na型热卤水的~(40)Ar/~(36)Ar值为大陆型值域,δD值域接近于在硬石膏化过程中脱出的石膏结晶水的值域,说明在地层剖面中巨厚硬石膏形成时由石膏脱出的结晶水参与了热卤水的形成;而Cl-Ca型烃矿床卤水贫氘富钙,其氘和~(18)O接近初生水值域,~(40)Ar/~(36)Ar值接近海岭型值域,反映水和烃二者均来自上地幔。