鄂爾多斯高原白堊系含水層地下水水化學(xué)演化特征

鄂爾多斯高原白堊系含水層地下水水化學(xué)演化特征

0地下水地球化學(xué)特征作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)中常用的統(tǒng)計(jì)方法，采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法可以更好地闡明大型原始數(shù)據(jù)群體中重要信息的集中，并有效、快速地分析系統(tǒng)的內(nèi)部規(guī)律。近幾十年以來,多元統(tǒng)計(jì)分析在水文地球化學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用,并取得了較好的效果。多元統(tǒng)計(jì)分析方法可以對(duì)眾多地下水水化學(xué)指標(biāo)(離子組分和非離子組分)進(jìn)行綜合分析,有效地揭示水化學(xué)樣品或者指標(biāo)之間復(fù)雜的內(nèi)在聯(lián)系,定量解釋水化學(xué)樣品的分類和水化學(xué)特征的形成規(guī)律,提取出影響水化學(xué)場的主要因素,更好地識(shí)別影響地下水化學(xué)演化的主要水文地球化學(xué)作用。鄂爾多斯白堊系盆地是嵌套在鄂爾多斯盆地內(nèi)部的次級(jí)中生界盆地,屬黃河中游地區(qū),蘊(yùn)藏著豐富的地下水資源。受區(qū)域地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖相古地理和含水層空間結(jié)構(gòu)等多種因素的影響,鄂爾多斯白堊系盆地地下水的水化學(xué)演化特征十分復(fù)雜。以盆地中部白于山分水嶺為界,可將盆地分為南部黃土高原和北部沙漠高原。相對(duì)于黃土高原,沙漠高原受孔隙發(fā)育的風(fēng)積沙覆蓋,大氣降水補(bǔ)給條件較好,且區(qū)內(nèi)白堊系各含水層地下水水力聯(lián)系密切,水質(zhì)較好,淡水資源豐富,為區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了良好的保障。自“鄂爾多斯盆地地下水勘查”項(xiàng)目啟動(dòng)以來,全面勘查了鄂爾多斯沙漠高原白堊系盆地水文地質(zhì)條件,對(duì)區(qū)內(nèi)地下水水文地球化學(xué)特征有了更多認(rèn)識(shí)[12,13,14,15,16,17,18,19]。其中,孫斌利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)沙漠高原白堊系盆地都思兔地下水系統(tǒng)水化學(xué)分布規(guī)律進(jìn)行了研究,認(rèn)為地下水中發(fā)生了溶濾作用、碳酸鹽礦物和硫酸鹽礦物溶解作用以及陽離子交換作用;竇妍利用聚類分析對(duì)沙漠高原白堊系盆地地下水進(jìn)行了分類,認(rèn)為地下水表現(xiàn)為按地下水流向進(jìn)行聚類。但是,已有的研究中多元統(tǒng)計(jì)分析利用的均為水化學(xué)組分?jǐn)?shù)據(jù),沒有加入同位素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析,影響了研究結(jié)果的可靠性,難以深入地揭示水化學(xué)演化特征。本文結(jié)合穩(wěn)定同位素(D、18O、13C),在分析鄂爾多斯沙漠高原白堊系盆地地下水水化學(xué)特征的基礎(chǔ)上,利用聚類分析和因子分析兩種多元統(tǒng)計(jì)分析方法,對(duì)白堊系含水層地下水水化學(xué)樣品進(jìn)行分類,并提取出影響水化學(xué)演化的主因子,分析地下水中發(fā)生的主要水文地球化學(xué)作用,從而深入認(rèn)識(shí)地下水化學(xué)演化規(guī)律和形成機(jī)制,為研究本區(qū)地下水循環(huán)規(guī)律和水質(zhì)分布狀況提供依據(jù)。1白堊系地下水系統(tǒng)鄂爾多斯沙漠高原位于鄂爾多斯盆地西北部,面積約8.1×104km2(圖1)。研究區(qū)地處干旱--半干旱區(qū),降水稀少,蒸發(fā)強(qiáng)烈,氣溫和降水量季節(jié)性變化大,河流稀少,地形起伏不大。白堊系地層由厚達(dá)千余米的白堊系下統(tǒng)保安群陸相碎屑巖組成,構(gòu)成區(qū)內(nèi)最主要的含水層。根據(jù)沉積旋回和含水介質(zhì)性質(zhì),白堊系含水層自下而上可劃分為洛河含水巖組、環(huán)河含水巖組和羅漢洞含水巖組,其上覆為新生界含水巖組,基底為相對(duì)隔水的侏羅紀(jì)地層。白堊系碎屑巖主要由砂巖、粉砂巖、泥巖和少量礫巖組成,礦物組成主要為石英、鉀長石、斜長石、方解石、白云石、少量石膏和黏土礦物。以南部白于山分水嶺、中部呈北東—南西向展布的東勝—四十里梁分水嶺和西北部呈北西—南東向展布的新召蘇木分水嶺為界,白堊系地下水系統(tǒng)可劃分為東部的烏蘭木倫河—無定河、西部的都思兔河和北部的摩林河地下水亞系統(tǒng)。地下水接受大氣降水補(bǔ)給后,在區(qū)域地形控制下,向東部的無定河和烏蘭木倫河、西部的都思兔河和北部的摩林河徑流排泄。白堊系含水層介質(zhì)顆粒較粗,含水性和滲透性較好,其中羅漢洞含水巖組分布范圍有限,水質(zhì)較差,而環(huán)河含水巖組和洛河含水巖組分布面積廣、厚度大、空間展布穩(wěn)定、地下水資源豐富,是沙漠高原區(qū)主要含水層,故本次主要討論環(huán)河含水巖組(以下簡稱環(huán)河組)和洛河含水巖組(以下簡稱洛河組)。兩含水巖組砂巖發(fā)育,小斜層理中夾泥質(zhì)透鏡體,多為河流相沉積,巖性在垂向上變化不大,含水介質(zhì)顆粒磨圓度和分選性好,孔隙發(fā)育,含水性和滲透性較好。二者之間缺乏穩(wěn)定連續(xù)的隔水層,垂向水力聯(lián)系比較密切,地下水水化學(xué)特征相似,大部分地區(qū)水質(zhì)較好,TDS一般<1g/L,以HCO3型水為主。地下水分水嶺對(duì)環(huán)河組地下水循環(huán)規(guī)律和地下水水化學(xué)分布規(guī)律有明顯地控制作用。2研究方法和數(shù)據(jù)來源2.1表12表1聚類分析法是在綜合考慮多種因素的基礎(chǔ)上,根據(jù)研究對(duì)象(樣品或變量)自身的特性,進(jìn)行定量、客觀分類的一種多元統(tǒng)計(jì)方法。通過計(jì)算樣品(變量)之間的聚類統(tǒng)計(jì)量,用來定義樣品(變量)的相似程度,并按相似程度的大小將樣品(變量)逐一歸類,構(gòu)成一個(gè)表示親疏關(guān)系的譜系圖。根據(jù)聚類對(duì)象不同,可分為Q型聚類分析(對(duì)樣品分類)和R型聚類分析(對(duì)變量分類)兩種類型。聚類統(tǒng)計(jì)量通常采用距離系數(shù)和相似系數(shù)。利用聚類分析法對(duì)大量地下水樣品進(jìn)行分析,分析地下水樣品的相似性,能有效地將不同類別的樣品分離出來,有助于研究地下水水化學(xué)特征的分布規(guī)律。本次采用Q型聚類分析對(duì)研究區(qū)地下水樣品進(jìn)行分類,選用歐式平方距離計(jì)算樣品間的距離,最終用聚類譜系圖直觀地表現(xiàn)出來。2.2己經(jīng)觀測結(jié)果的相關(guān)性因子分析法是一種降維處理的多元統(tǒng)計(jì)分析方法,即用較少的幾個(gè)主因子來代替原來較多的樣品或變量,而且使這些主因子既能盡量多地反映原來較多樣品或變量所反映的信息,同時(shí)它們之間又是彼此獨(dú)立的。和聚類分析一樣,根據(jù)研究對(duì)象的不同,因子分析也分為Q型和R型。R型因子分析的基本思想是根據(jù)相關(guān)性大小把變量分組,使同組內(nèi)變量之間相關(guān)性較高,但不同組的變量相關(guān)性較低。每組變量代表一個(gè)基本結(jié)構(gòu),即因子,它們能夠反映己經(jīng)觀測到的相關(guān)性。在水文地球化學(xué)領(lǐng)域研究中,R型因子分析能夠剔除水化學(xué)組分中獨(dú)立和重復(fù)的成分,把許多彼此間具有錯(cuò)綜復(fù)雜聯(lián)系的變量歸納為少數(shù)幾個(gè)公共因子。每一個(gè)主因子意味著各水化學(xué)組分之間的一種基本結(jié)合方式,它往往指示水化學(xué)特征的某種成因,可以用來解釋存在于水化學(xué)組分之間的錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。設(shè)有n個(gè)樣品和m個(gè)變量,將這m個(gè)變量的線性組合表示成由公共因子F1,F2,…,Fp(p<m)以及各自的專一因子ε1,ε2,…,εm的線性組合:???????????x1=a11F1+a12F2+?+a1pFp+a1ε1x2=a21F1+a22F2+?+a2pFp+a2ε2??xm=am1F1+am2F2+?+ampFp+aaεm(1){x1=a11F1+a12F2+?+a1pFp+a1ε1x2=a21F1+a22F2+?+a2pFp+a2ε2??xm=am1F1+am2F2+?+ampFp+aaεm(1)式中:εi稱為特殊因子,是向量xi所特有的因子,各特殊因子之間以及特殊因子與所有公共因子之間都是相關(guān)獨(dú)立的;aij稱為因子載荷,i為樣品數(shù)量,j為變量數(shù)量;p為因子數(shù)量。本次的分析結(jié)果均對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理,取特征值為1±、累計(jì)貢獻(xiàn)率>85%的公共因子為主因子,并利用方差最大正交旋轉(zhuǎn)法對(duì)主因子進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn),以明確每個(gè)主因子所代表的實(shí)際意義。2.3地下水水化學(xué)及同位素分析本次研究所采用的水化學(xué)和同位素樣品是基于國土資源大調(diào)查項(xiàng)目—《鄂爾多斯盆地地下水勘查》在2001—2008年期間完成的采集和測試任務(wù),大部分采用雙Packer分層取樣技術(shù)采集,取樣勘探孔的位置見圖1,共采集地下水樣品90件。樣品的水化學(xué)組分由西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所試驗(yàn)室測試完成。地下水的氫同位素和氧同位素均由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所采用MAT253穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀完成測試,分析精密度分別在2×10-3和0.2×10-3以內(nèi)。地下水溶解無機(jī)碳(DIC)中穩(wěn)定碳同位素樣品的測試由中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)所和中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所共同完成,采用MAT253質(zhì)譜儀測量13C/12C,結(jié)果用相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品PDB(PeeDeeBelemnite)的千分之偏差(δ13C值)來表示,分析精度±0.1‰。3地下水水化學(xué)類型的空間分布在沙漠高原區(qū),大致以東勝—四十里梁分水嶺為界,東側(cè)地區(qū)在上部巨厚砂層過濾作用和白堊系基巖裸露區(qū)大氣降水稀釋作用下,地下水以垂向交替循環(huán)為主,兩個(gè)含水巖組地下水TDS一般<1g/L,化學(xué)類型均以HCO3型水為主,地下水分帶性不典型;而分水嶺西側(cè),地下水垂向水力聯(lián)系較弱,兩個(gè)含水巖組地下水具有總體相似的分布規(guī)律。地下水分水嶺對(duì)環(huán)河組地下水化學(xué)的空間分布均具有明顯的區(qū)域控制作用(圖2a)。環(huán)河組地下水以淡水分布為主,TDS一般<1g/L或介于1～2g/L,尤其是東勝—四十里梁分水嶺及其東側(cè)地區(qū)由于地下水徑流條件較好,地下水的礦化度多<1g/L。除在烏審旗和烏蘭木倫河以南和無定河北部零星分布HCO3·SO4和HCO3·Cl型水外,東勝—四十里梁地表分水嶺兩側(cè)及東部大部分地區(qū)以HCO3型水為主。SO4·Cl型水占據(jù)盆地西側(cè)的絕大部分地區(qū),在鄂托克旗東部、高沙窩—先鋒、定邊和鹽池等地下水閉流區(qū)內(nèi)分布Cl型、SO4型和SO4·Cl型水。地下水化學(xué)特征存在著由東向西、西北方向的分布規(guī)律,地下水中的TDS值由<1g/L逐漸增大到>3g/L,水化學(xué)類型的總體變化規(guī)律為HCO3型水→HCO3·SO4型水(HCO3·Cl型水)→HCO3·SO4·Cl型水→SO4·Cl型水。盡管同環(huán)河組相似,地下水分水嶺對(duì)洛河組地下水化學(xué)的空間分布也具有區(qū)域控制作用(圖2b),但其控制程度有所減弱,地下水的TDS及各主要離子濃度的空間變化相對(duì)減小。TDS<1g/L的淡水分布范圍減小,主要分布在東勝—四十里梁分水嶺南段的東西兩側(cè)以及北段的東南地區(qū)。在該地表分水嶺的西側(cè)地下水TDS大部分>1g/L,在西南部的定邊、鹽池一帶的地下水局部滯流區(qū)分布有TDS>3g/L的咸水。在東勝—四十里梁分水嶺東側(cè),洛河組地下水水化學(xué)類型仍以HCO3型水為主,但分布范圍明顯小于環(huán)河組,且局部水質(zhì)較差。HCO3·SO4型水占據(jù)盆地西側(cè)的絕大部分地區(qū),HCO3·SO4型水和SO4型水分布范圍變大。地下水化學(xué)特征整體上存在著由東向西南、西、西北方向的分布規(guī)律,地下水中的TDS值由<1g/L逐漸增大到>3g/L(最大達(dá)9g/L),水化學(xué)類型的總體變化規(guī)律為HCO3型水→HCO3·SO4·Cl型水→SO4型水(SO4·Cl型水)。4天然氣水化學(xué)特征本次研究采取TDS、pH值、K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2?442-、HCO?33-、可溶性SiO2、δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC等12個(gè)指標(biāo)作為多元統(tǒng)計(jì)分析的初始變量,其中δ13CDIC表示地下水溶解無機(jī)碳(dissolvedinorganiccarbon)的δ13C值,借助SPSS軟件的聚類分析和因子分析等功能對(duì)鄂爾多斯沙漠高原白堊系盆地地下水水化學(xué)演化特征進(jìn)行全面分析。4.1地下水聚類分析分別對(duì)研究區(qū)環(huán)河組和洛河組地下水樣品的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行Q型聚類分析顯示,環(huán)河組和洛河組地下水均可分為3大類,且大致在地下水補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)和排泄區(qū)分別聚類。4.1.1地下水主要離子分布通過對(duì)環(huán)河組53個(gè)地下水化學(xué)樣品進(jìn)行Q型聚類分析,使具有相似特征的水化學(xué)樣品聚在一起,得到了聚類分析的譜系圖(圖3a)。由圖3a可知,類間距離<15時(shí),分類效果較好,可劃分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3大類。由聚類分析結(jié)果可以看出,環(huán)河組地下水水化學(xué)具有明顯的空間分布規(guī)律。第Ⅰ大類主要分布在東勝—四十里梁分水嶺和新召蘇木分水嶺的地下水補(bǔ)給區(qū)、西部和東北部的排泄區(qū)以及東部、西部的地下水徑流區(qū),按照類間聚類的差異可進(jìn)一步劃分為Ⅰ--1、Ⅰ--2和Ⅰ--3三類。Ⅰ--1類主要分布在分水嶺附近及其兩側(cè),為地下水的補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū),其中東側(cè)徑流區(qū)由于補(bǔ)給條件較好,大氣降水的稀釋作用較為明顯,該類地下水主要離子濃度較低,TDS較低,<1.0g/L,多為HCO3型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC較低,分別介于-81×10-3～-58×10-3、-11.2×10-3～-7.5×10-3和-18.4×10-3～-5.5×10-3;Ⅰ--2類分布在研究區(qū)東北部蘇貝淖和西部都思兔河附近的地下水排泄區(qū),地下水主要離子濃度相對(duì)Ⅰ--1類較高,TDS較高,介于0.4～1.8g/L,為SO4型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC相對(duì)較高;Ⅰ--3類分布在分水嶺兩側(cè)的地下水補(bǔ)給區(qū),地下水主要離子濃度相對(duì)較低,TDS較低,<0.5g/L,為HCO3型水,δDH2O和δ18OH2O相對(duì)較高,而δ13CDIC相對(duì)較低。第Ⅱ大類主要分布在北區(qū)東南部、白于山分水嶺北側(cè),此處靠近鄂爾多斯盆地黃土高原區(qū),含水層中泥質(zhì)透鏡體發(fā)育,地下水垂向水力聯(lián)系不密切,地下水主要離子濃度較高,TDS為1.8～2.8g/L,為SO4-Cl型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC均較低,分別為-90.6×10-3～-75×10-3、-12.07×10-3～-10.16×10-3和-12.54×10-3～-11.4×10-3。第Ⅲ大類主要分布在東勝—四十里梁分水嶺東西兩側(cè)的徑流區(qū),但埋藏較深,分別>400m和700m,地下水為TDS較高的SO4型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC分別為-85.6×10-3～-66×10-3、-10.75×10-3～-8.2×10-3和-9.2×10-3～-3.3×10-3。4.1.2地下水主要離子分布通過對(duì)洛河組37個(gè)地下水化學(xué)樣品進(jìn)行Q型聚類分析,使具有相似特征的水化學(xué)樣品聚在一起,得到了聚類分析的譜系圖(圖3b)。由圖3b可知,類間距離<15時(shí),分類效果較好,可劃分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3大類。由聚類分析結(jié)果可以看出,洛河組地下水水化學(xué)也具有明顯的空間分布規(guī)律。第Ⅰ大類主要分布在東勝—四十里梁分水嶺附近的地下水補(bǔ)給區(qū)及其東側(cè)地下水徑流區(qū)、新召蘇木分水嶺南側(cè)和白于山分水嶺北側(cè)徑流區(qū),按照類間聚類的差異可進(jìn)一步劃分為Ⅰ--1、Ⅰ--2、Ⅰ--3和Ⅰ--4四類。Ⅰ--1類主要分布在東勝--四十里梁分水嶺附近及其東側(cè)、新召蘇木分水嶺南側(cè),為地下水的補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū),地下水主要離子濃度均較低,TDS較低,大部分<1.0g/L,多為HCO3型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC較高,分別為-82×10-3～-64.8×10-3、-11.3×10-3～-9.2×10-3和-15.4×10-3～-7.84×10-3;Ⅰ--2類分布在東勝—四十里梁分水嶺附近的地下水補(bǔ)給區(qū),但埋藏較深,>800m,形成了地下水滯留區(qū),地下水主要離子濃度相對(duì)Ⅰ--1類較高,TDS較高,為HCO3-SO4型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC相對(duì)較低;Ⅰ--3類分布在東北部閉流區(qū),地下水主要離子濃度較高,TDS較高,介于0.9～2.1g/L,為SO4型水,δDH2O和δ18OH2O相對(duì)Ⅰ--1類較低,而δ13CDIC相對(duì)較高,-6.71×10-3～-3.1×10-3;Ⅰ--4類分布在北區(qū)東南部、白于山分水嶺北側(cè),含水層中泥質(zhì)透鏡體發(fā)育,地下水垂向水力聯(lián)系不密切,地下水主要離子濃度較高,TDS為2.1～2.7g/L,為SO4-Cl型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC均較低。第Ⅱ大類主要分布在東勝—四十里梁分水嶺東兩側(cè)的徑流區(qū),地下水主要離子濃度均較低,但可溶性SiO2濃度相對(duì)其他大類較高,45.5～62.4mg/L,TDS較低,<0.5g/L,為HCO3型水,δDH2O和δ18OH2O較高,而δ13CDIC較低。第Ⅲ大類主要分布在北部鹽海子附近,為地下水排泄區(qū),地下水主要離子濃度較高,TDS為3.1～8.9g/L,為SO4型水,δDH2O、δ18OH2O、δ13CDIC均較低,分別為-91×10-3～-85×10-3、-11.6×10-3～-11.3×10-3和-13.6×10-3～-11.1×10-3。4.2水文地球化學(xué)作用分別對(duì)研究區(qū)環(huán)河組和洛河組地下水各指標(biāo)進(jìn)行因子分析,結(jié)果顯示,兩個(gè)含水層地下水水化學(xué)演化特征存在一定的差異,但均受到了硫酸鹽礦物溶解、碳酸鹽礦物溶解、巖鹽溶濾、硅酸鹽礦物溶解和陽離子交換等水文地球化學(xué)作用的影響。4.2.1土壤水化學(xué)成分環(huán)河組地下12個(gè)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)見表1,由原始數(shù)據(jù)計(jì)算得到相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值、貢獻(xiàn)率、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣見表2。根據(jù)累計(jì)方差的貢獻(xiàn)率選取了5個(gè)主因子,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)91.034%,可反映總體樣品91.034%的水化學(xué)基本信息。第一主因子F1的貢獻(xiàn)率為39.889%,其中SO2?442-、TDS、Ca2+和K++Na+的因子載荷均較大,與F1呈正相關(guān)性,且彼此間的相關(guān)性較好,說明石膏等硫酸鹽礦物的溶解和陽離子交換作用影響了地下水水化學(xué)成分的組成。第二因子F2的貢獻(xiàn)率為20.210%,其中HCO-3、Mg2+和Cl-的因子載荷均較大,與F2呈正相關(guān)性,三者之間的相關(guān)性也較好,同時(shí)Cl-和K++Na+的相關(guān)性較好,為0.55,說明發(fā)生了碳酸鹽礦物的溶解和巖鹽的溶濾作用。第三主因子F3的貢獻(xiàn)率為14.467%,其中δDH2O和δ18OH2O的因子載荷均較大,與F3呈正相關(guān)性,且彼此間的相關(guān)性較好,二者分別為-90.6×10-3～-58×10-3和-12.07×10-3～-7.5×10-3,平均值分別為-74.8×10-3和-9.7×10-3,位于研究區(qū)大氣降水的δD值、δ18O值范圍內(nèi)(-153.4×10-3～-5.1×10-3和-13.6×10-3～-4.8×10-3),反映了大氣降水入滲補(bǔ)給影響了環(huán)河組地下水水化學(xué)組成,即地下水水化學(xué)演化受到大氣降水稀釋作用的影響。第四主因子F4的貢獻(xiàn)率為8.848%,其中可溶性SiO2和δ13CDIC的因子載荷均較大,但是可溶性SiO2與F4呈正相關(guān)性,δ13CDIC與F4表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)性,二者也表現(xiàn)為負(fù)相關(guān),說明發(fā)生了硅酸鹽礦物的溶解,同時(shí)發(fā)生了使DIC的δ13C值減小的碳酸鹽演化,如石膏溶解導(dǎo)致方解石沉淀。第五主因子F5的貢獻(xiàn)率為7.620%,其中pH值的因子載荷均較大,與F5呈正相關(guān)性,說明酸堿演化影響了環(huán)河組地下水水化學(xué)組成。4.2.2地下水水化學(xué)組成與化學(xué)成分的相關(guān)性分析洛河組地下水12個(gè)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)見表3,由原始數(shù)據(jù)計(jì)算得到相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值、貢獻(xiàn)率、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣(表4)。根據(jù)累計(jì)方差的貢獻(xiàn)率選取了4個(gè)主因子,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)89.668%,即可反映總體樣品89.668%的水化學(xué)基本信息。第一主因子F1的貢獻(xiàn)率為46.220%,其中TDS、SO2?442-、K++Na+、Ca2+、δDH2O、δ18OH2O和Cl-的因子載荷均較大,各化學(xué)組分均與F1呈正相關(guān)性,而δDH2O和δ18OH2O與F1呈負(fù)相關(guān)性。δDH2O和δ18OH2O分別為-91×10-3～-52×10-3和-11.6×10-3～-7.4×10-3,平均值分別為-76.8×10-3和-10.2×10-3,由于洛河組含水層在東部邊界一帶出露,可接受大氣降水的補(bǔ)給,而其他地區(qū)埋藏均較深,受大氣降水的稀釋作用影響較小。與環(huán)河組地下水的δD值、δ18O值較為接近,體現(xiàn)了二者垂向水力聯(lián)系較為密切。TDS、SO2?442-和K++Na+三者之間相關(guān)性很好,而