【摘 要】
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山西省阳泉市山底河煤矿“老窑水”循环系统多年水质监测数据计算结果显示，煤矿酸性“老窑水”的Ca/Mg值普遍偏低，且存在Ca/Mg值随酸化程度的增强(SO42-含量增加或pH值减小)而减小的规律。针对这一问题，本文结合研究区的地球化学物源条件，通过室内试验以及野外监测水样的石膏、方解石、白云石矿物饱和指数与pH值变化关系分析，来揭示煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg值的成因机制。研究结果表明：区内石炭-
【机 构】
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中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶动力学重点实验室
【基金项目】
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中国地质调查局地质调查项目（DD20190334、DD20221758）”； 国家自然科学基金项目（41902256）；
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山西省阳泉市山底河煤矿“老窑水”循环系统多年水质监测数据计算结果显示，煤矿酸性“老窑水”的Ca/Mg值普遍偏低，且存在Ca/Mg值随酸化程度的增强(SO42-含量增加或pH值减小)而减小的规律。针对这一问题，本文结合研究区的地球化学物源条件，通过室内试验以及野外监测水样的石膏、方解石、白云石矿物饱和指数与pH值变化关系分析，来揭示煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg值的成因机制。研究结果表明：区内石炭-二叠煤系地层中碳酸盐岩夹层，分散状态分布的菱镁矿、黄铁矿是“老窑水”中Ca2+、Mg2+、SO42-的物质来源；在黄铁矿氧化水解形成的以硫酸根为主导的酸性溶液中（pH值在2.0～4.5区段），代表硫酸对石膏、方解石、白云石可溶解性的饱和指数排序为石膏>方解石>白云石，受石膏在高浓度硫酸活性降低并发生沉淀、方解石溶解受Ca2+同离子效应抑制和饱和状态的平衡调节的综合影响，使Ca2+相对含量减少，而Mg2+含量由于MgSO4溶度积大于CaSO4，未受上述约束（或较低），脱白云岩化反应可因Ca2+含量随石膏沉淀而继续进行，加之区内有菱镁矿的溶解，使得Mg2+相对含量增加，最终出现了镁矿酸性“老窑水” Ca/Mg值低的结果。Ca/Mg值可作为煤矿酸性“老窑水”的污染特征指标，应用于环境影响评价。
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