地下水环境演化是国际水文地质、环境科学研究的前沿和热点领域,主要通过研究地下水化学特性的时空分布规律,刻画地下水化学分区和各种水文地球化学过程,重建和预测地下水系统的地球化学演化过程。鄂尔多斯盆地白垩系地下水水质变化复杂,利用水化学资料,运用水文地球化学模拟理论,开展白垩系地下水水化学场的研究,对于查明鄂尔多斯盆地白垩系地下水的赋存特征、地下水的富集规律、以及地下水的补给、径流、排泄条件,评价区域地下水远景资源及其开发潜力,促进该地区社会经济发展和生态环境保护、治理,均具有重要的理论意义与实际意义。 本文首先概略介绍了本论文选题的来源及研究意义,阐述了这一研究领域的研究现状,并简要地提出了本论文的主要研究内容和研究方法;然后详细阐述了水文地球化学模拟的基本知识,包括组分分布计算、质量平衡模拟、反应路径模拟以及水文地球化学模拟的数学模型及其求解的数值方法、模拟实施的方法步骤;在深入研究鄂尔多斯盆地白于山以南地区白垩系地质、地貌、水文地质条件的基础上,以中国地质调查局“鄂尔多斯盆地地下水勘查”项目为依托,应用水文地球化学模拟技术通过对本区洛河组地下水水化学场演化问题的研究,取得以下研究成果: （1）本次研究中分别使用了质量平衡模拟、反应路径模拟,结果表明这两种模拟体现较好的一致性,说明将二者结合研究是可行的,也有助于使用反应路径模拟对质量平衡模拟结果进行验证,根据模拟反应的趋势对地下水环境演化进行预测。 （2）本次研究证明鄂尔多斯盆地南区马莲河谷既是地表水汇水区,又是深层地下水的排泄区,这里应当是盆地地下水的排泄基准。 （3）尽管本区水化学分析资料多为简分析,即使是全分析水质资料,其分析项目也不甚完备,但仍可以用典型地层矿物系统研究基本水-岩相互作用。故本次模拟基于这样的水质分析资料在相应的水流路径采用的典型矿物组合系统为方解石、白云石、石膏、岩盐、钾岩、Ca²⁺(Mg²⁺)/Na⁺交换和Ca²⁺/Mg²⁺交换。结合优选的水文地球化学特性参数分析,认为天然条件下控制盆地南区子午岭以西洛河组地下水演化的主要水文地球化学作用是:石膏、岩盐溶解,方解石沉淀,有的地段发生方解石、白云石不全等溶解。Ca²⁺(Mg²⁺)/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺(Mg²⁺)交换是本区不容忽视的阳离子交换过程。 （4）对水化学资料分析项目较多（即具备Si、Al数据）的水流路径Q3-N3、HK1-B12采用硅铝酸盐体系矿物进行了模拟计算,结果表明控制这两条水流路径地下水演化的矿物主要为方解石、石膏、岩盐、长石、云母、萤石、玉髓、伊利石、高岭石以及Ca²⁺、