天然水地球化学类型

天然水地球化学类型（geochemical type of natural water），按天然水的化学成分及其组成比例等所划分的类别。水体是地表物质循环过程中的重要介质，在与地表接触之后，可以溶解岩石、土壤和大气中的一些离子、生物有机质和气体物质。因此，天然水的化学组成及其时空分布与所处的地形、气候、水文、生物条件和人类活动等有密切的联系，是表生地球化学过程中的一个函数。

天然水的地球化学分类方法很多，主要有按水的矿化度分类；按溶解于水中的气体成分分类；按水中优势离子和离子间的比例关系分类。后一种分类是最为常用的。另外，有些分类还考虑了水中的有机物质、微量化学元素、水的氧化还原电位(Eh)和酸碱度(pH)，以及水的生成环境和地球化学过程而划分出类型。

①按照水的矿化度（离子总量）整数值可将天然水分为：淡水、微咸水、具有海水含盐度的水和盐水4种类型（见表）。这是最简单的分类方法，只反映天然水的一般特点，而不反映离子间的组成关系和气体含量。

天然水按矿化度（离子总量）的分类

②溶解于水中的O₂、CO₂、H₂S、CH₄等气体对元素迁移的后生地球化学过程影响很大，在许多情况下可以起决定作用。按溶解于水中的气体成分可将天然水划分为：氧化水、潜育水和硫化氢水3种基本类型。ⓐ氧化水。包括含有自由氧或其他强氧化剂的大部分地表水、土壤水和部分地下水。ⓑ潜育水。不含或几乎不含自由氧或H₂S，能还原Fe³⁺成Fe²⁺，同时含有CO2CH4或其他碳氢化合物。许多潜水、层间水，以及沼泽水都属于这一类型。ⓒ硫化氢水。含有H₂S与H₂S衍生物──HS^-、S^2-。这类水对于Fe和Cu等元素的迁移是不利的。这三种类型，都可以根据矿化度和阴离子组成作进一步划分。

③按水中优势阴离子可将天然水划分为：重碳酸盐水、硫酸盐水和氯化物水3类。每类按优势阳离子划分出钙质、镁质和钠质3组，每组又按离子毫克当量数之间的比例分出4个型。这种分类将天然水划分成27种类型，并用简略的符号表示（见图）。化学元素符号 C、S、Cl表示类，Ca、Mg、Na表示组，罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示型。例如，C吪表示重碳酸盐类钙组Ⅱ型水。

按优势离子和离子毫克当数量之间的比例的天然水分类

Ⅰ型水的特点是HCO₃^->Ca²⁺+Mg²⁺，主要为低矿化度水，是由含有大量Na⁺和K⁺的火成岩淋溶或离子交换作用形成的。

Ⅱ型水的特点是HCO₃^-＜Ca²⁺+Mg²⁺＜HCO3^-+SO4^2-，主要是由水与沉积岩和火成岩的风化产物作用后混杂在一起而形成的，大部分低矿化度和中矿化度的河水、湖水和地下水属此型。

Ⅲ型水的特点是HCO₃^-+SO₄^2-＜Ca²⁺+Mg²⁺，或Cl^-＞Na⁺，这种水的成因复杂，矿化度很高的海洋水、湖水或地下水多属这一型。

Ⅳ型水的特点是HCO₃^-=O，是一种酸性水，沼泽水和某些矿井水属此型。

按优势离子和离子毫克当量数之间的比例的分类方法虽然没有考虑水中的有机物质，但可以在不同层次上反映出天然状态下表生地球化学的发展阶段。随着天然水矿化度的增高，水质由硅酸盐-重碳酸盐水向硫酸盐-重碳酸盐水，再向氯化物-硫酸盐水和硫酸盐-氯化物水逐渐变化的趋势，从而能够比较充分地体现出天然水对地表物质的淋溶累积过程和地带性的地球化学特征。

划分天然水的地球化学类型，对于研究水文地球化学过程、水的工业利用、农业灌溉、水产养殖和人畜饮用都有重要意义。