Ảnh Hưởng Của Trầm Tích Đệ Tứ Và Các Yếu Tố Tự Nhiên Khác Đến Thành Phần Hóa Học Của Nước Dưới Đất

4.6. Ảnh hưởng của trầm tích Đệ tứ và các yếu tố tự nhiên khác đến thành phần hóa học của nước dưới đất

Thành phần hóa học của nước dưới đất bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố tự nhiên và nhân tạo khác nhau. Các yếu tố tự nhiên chủ yếu chi phối thành phần hóa học của nước là thành phần vật chất của các trầm tích, sự ảnh hưởng của nước mặt (sông – biển), các quá trình hòa tan – rửa lũa – hấp phụ xảy ra trong thạch quyển, thủy quyển.

Như vậy, thành phần hóa học của nước dưới đất một phần bị chi phối bởi các quá trình xảy ra trong lịch sử hình thành, tích chứa và di chuyển trong trầm tích Đệ tứ, phần khác chịu tác động của các quá trình tự nhiên hiện tại (nước mưa, sông, biển). Qua phân tích thành phần hóa học của các mẫu nước dưới đất trong các loại trầm tích Đệ tứ khác nhau tại vùng Quảng Nam, NCS đã làm sáng tỏ được các yếu tố liên quan đến thành phần hóa học của nước dưới đất (Phụ lục 7).

Ngoài ra, để làm rõ hơn nguồn gốc của nước dưới đất liên quan đến nước rửa lũa hay nước biển, NCS đã sử dụng các tỷ số hóa học xác định nguồn gốc cơ bản của NDĐ (Phụ lục 8, 9) và các biểu đồ chuyên môn Piper, Gibbs, Marcado để đánh giá nguồn gốc các mẫu nước trong trầm tích mQ21no, mQ13(2)đn, amQ13(1), mlQ13(2)tb.

4.6.1. Xu thế biến đổi của thành phần hóa học nước dưới đất

Quá trình hình thành thành phần hóa học nước dưới đất chịu sự chi phối của những biến động về địa chất, khí hậu, dao động mực nước biển trong lịch sử. Từ 63 mẫu phân tích hóa học nước dưới đất ở các lỗ khoan, NCS đã đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên đến nước dưới đất. Dưới tác động của quá trình thay đổi mực nước biển làm cho thành phần các ion chủ yếu (Phụ lục 7) trong nước dưới đất có sự biến thiên theo chu kỳ rõ rệt, thể hiện trên các biểu đồ Hình 4.13 đến 4.17.

Trên biểu đồ Hình 4.13, hàm lượng ion Na+ lớn tập trung vào các mẫu nước lấy trong trầm tích amQ13(1), amQ13(2), mQ21no. Tại các lỗ khoan bị nhiễm mặn (ký hiệu hình vuông), hàm lượng ion Na+ lớn. Xu thế biến đổi chung của hàm lượng ion Na+ trong nước dưới đất là cao ở các trầm tích amQ13(2), mQ21no; thấp ở các trầm tích aQ13(2)đt, mQ13(2)đn, mlQ13(2)tb và cả trong trầm tích mQ21no. Điều này chứng tỏ NDĐ trong các trầm tích có nguồn gốc biển thường bị nhiễm mặn nhưng một phần đã bị rửa nhạt (thay thế bởi nước ngọt) do các yếu tố lục địa như sông, nước mưa.

Trên biểu đồ Hình 4.14, hàm lượng ion K+ lớn tập trung vào các mẫu nước lấy trong trầm tích amQ13(1), amQ13(2), mQ21no. Tại các lỗ khoan bị nhiễm mặn (ký hiệu hình vuông), hàm lượng ion K+ lớn. Xu thế biến đổi chung của hàm lượng ion K+ trong nước dưới đất là cao ở các trầm tích amQ13(1), amQ13(2), mlQ13(2)tb, mQ21no; thấp ở các trầm tích aQ13(2)đt, mQ13(2)đn và cả trong trầm tích mQ21no.

amQ1

3(1)

aQ1

3(2)

đt

amQ1

3(2)

mQ1

3(2)

đn

mlQ1 amQ2

3(2)

tb

1

mQ2 no

1

amQ2 np

2

mQ2

2

mlQ2 kl

2

Hình 4.13. Đồ thị thể hiện sự biến thiên theo chu kỳ của hàm lượng

amQ1

3(2)

3(2)

tb

ion Na+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất lấy tại các tầng trầm tích Đệ tứ.

3(1)

amQ1

3(2)đt

aQ1

mQ1

3(2)

đn

mlQ1 amQ2

1

1no

mQ2

amQ2

2np

2

mQ2

mlQ2

2kl

Hình 4.14. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion K+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ.

1

1

2

2

Trên biểu đồ Hình 4.15, hàm lượng ion Ca2+ lớn tập trung vào các mẫu nước lấy trong trầm tích amQ 3(1), amQ 3(2), amQ 1, mQ 1no. Tại các lỗ khoan bị nhiễm mặn (ký

1

1

2

2

hiệu hình vuông), hàm lượng ion Ca2+ lớn. Xu thế biến đổi chung của hàm lượng ion Ca2+ trong nước dưới đất là cao ở các trầm tích amQ 3(1), amQ 3(2), amQ 1, mQ 1no.

Trên biểu đồ Hình 4.16, hàm lượng ion Mg2+ lớn tập trung vào các mẫu nước lấy trong trầm tích amQ13(1), amQ13(2), amQ21, mQ21no. Tại các lỗ khoan bị nhiễm mặn (ký hiệu hình vuông), hàm lượng ion Mg2+ có thể lớn hoặc nhỏ do ion này không đặc trưng cho sự nhiễm mặn của nước. Xu thế biến đổi chung của hàm lượng ion

3(1)

amQ1

3(2)đt

amQ1

3(2)

3(2)

đn

1

amQ2

amQ2 np

2

Mg2+ trong nước dưới đất là cao ở các trầm tích amQ13(1), amQ13(2), amQ21, mQ21no, amQ22np, mlQ22kl.

aQ1

amQ1

3(2)

mQ1

mlQ1

3(

2)tb

1

mQ2 no

mQ2

2

mlQ2 kl

2

Hình 4.15. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion Ca2+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ.

3(1)

amQ1

aQ1

3(2)

đt

3(2)

mQ1

đn

3(2)

mlQ1

tb

amQ2

1

mQ2 no

1

amQ2 np

2

mQ2

2

mlQ2 kl

2

Hình 4.16. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion Mg2+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ.

Trên biểu đồ Hình 4.17, hàm lượng ion Cl- lớn tập trung vào các mẫu nước lấy trong trầm tích amQ13(1), amQ13(2), mQ21no. Tại các lỗ khoan bị nhiễm mặn (ký hiệu hình vuông), hàm lượng ion Cl- lớn. Xu thế biến đổi chung của hàm lượng ion Cl- trong nước dưới đất là cao ở các trầm tích amQ13(1), amQ13(2), mQ21no; thấp ở các trầm tích aQ13(2)đt, mQ13(2)đn, mlQ13(2)tb, amQ21 và cả trong trầm tích mQ21no. Quy luật biến đổi của hàm lượng ion Cl- có sự tương quan rất chặt chẽ với hàm lượng ion Na+ do đây là cặp ion đều có nguồn gốc từ trầm tích biển (tỷ lệ 1:1). Tuy nhiên ion

3(2)

amQ1

tb

Na+ có thể tham gia các phản ứng hấp phụ với đất đá xung quanh nên có thể sử dụng tỷ số rNa+/rCl- để xem xét nguồn gốc của nước dưới đất.

amQ13(1)

3(2)

aQ1

đt

mQ1

3(2)

đn

mlQ1

3(2)

1

amQ2

1

mQ2 no

amQ2 np

2

2

mQ2

mlQ2 kl

2

Hình 4.17. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion Cl- (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ.

4.6.2. Xác định nguồn gốc cơ bản của NDĐ bằng các tỷ số hóa học

Nguồn gốc của nước dưới đất thường liên quan đến nước rửa lũa hay nước biển, nước mưa, xâm nhập mặn… NCS đã sử dụng các tỷ số để đánh giá sơ bộ nguồn gốc các mẫu nước trong trầm tích mQ21no, mQ13(2)đn, mlQ13(2)tb, amQ13(1) (Phụ lục 8, 9)

Bảng 4.4. Các tỷ số hóa học xác định nguồn gốc cơ bản của NDĐ [17, 30, 32].

Tỷ số hóa học các ion chủ yếu

(tính theo đương lượng)

Nguồn gốc của nước dưới đất
Nước rửa lũa (biển thoái)	Nước biển (biển tiến)
rNa+/rCl-	>1	≤ 1
rNa+/rHCO3-	< 2	≥ 2
rCa2+/rMg2+	> 1	≤ 0,5
rSO42-/ rCl-	> 0,2	≤ 0,2

Có thể bạn quan tâm!

• Tổng Quát Về Các Tầng Chứa Nước Trầm Tích Đệ Tứ Tại Đồng Bằng Ven Biển Tỉnh Quảng Nam
• Vai Trò Của Các Đứt Gãy Kiến Tạo Hiện Đại Đến Khả Năng Chứa Nước Của Trầm
• Sơ Đồ Phân Bố Các Vùng Giàu Nước Trong Tầng Chứa Nước Pleistocen Liên Quan Đến Của Hệ Thống Đứt Gãy Kiến Tạo Hiện Đại.
• Nguồn Gốc Và Xu Thế Biến Đổi Cơ Bản Của Ndđ Trong Tầng Chứa Nước Pleistocen, Trầm Tích Mq 1 3(2) Đn Hệ Tầng Đà Nẵng
• Đặc Điểm Thủy Địa Hóa Nước Dưới Đất Khu Vực Đồng Bằng Ven Biển Tỉnh Quảng Nam Và Mối Quan Hệ Với Trầm Tích Đệ Tứ
• Các Ô Lưới Hoạt Động Của Mô Hình Khu Vực Nghiên Cứu.

Xem toàn bộ 193 trang tài liệu này.

* Từ bảng kết quả tính toán ở Phụ lục 8, cho thấy như sau:

- Trong 23 mẫu NDĐ lấy trong thành tạo trầm tích hệ tầng Nam Ô (mQ12no) có 3 mẫu nước rửa lũa, 4 mẫu nước biển và 16 mẫu không xác định rõ nguồn gốc.

- Trong 8 mẫu NDĐ lấy trong thành tạo trầm tích hệ tầng Thăng Bình (mlQ13(2)tb) có 5 mẫu nước rửa lũa và 3 mẫu không xác định rõ nguồn gốc.

- Trong 9 mẫu NDĐ lấy trong thành tạo trầm tích hệ tầng Đà Nẵng (mQ13(2)đn) có 5 mẫu nước rửa lũa và 4 mẫu không xác định rõ nguồn gốc.

- Trong 8 mẫu NDĐ lấy trong thành tạo trầm tích sông biển tuổi Pleistocen sớm, phần sớm (amQ13(1)) có 3 mẫu nước rửa lũa, 3 mẫu nước biển và 2 mẫu không xác định rõ nguồn gốc.

Như vậy, khi xác định nguồn gốc cơ bản của NDĐ bằng các tỷ số hóa học có một số mẫu không xác định rõ nguồn gốc, do đó cần phải sử dụng thêm các biểu đồ chuyên môn (biểu đồ Piper, Gibbs, Marcado) để làm sáng tỏ nguồn gốc của các mẫu nước dưới đất, xác định được xu thế biến đổi cơ bản của NDĐ tại vùng nghiên cứu.

4.6.3. Xác định nguồn gốc và xu thế biến đổi cơ bản của NDĐ bằng các biểu đồ Piper, Gibbs, Marcado

Để xác định rõ hơn nguồn gốc và xu thế biển đổi của nước dưới đất, NCS đã sử dụng các biểu đồ Piper, Gibbs, Marcado để đánh giá nguồn gốc các mẫu nước trong trầm tích mQ21no, mQ13(2)đn, amQ13(1), mlQ13(2)tb.

4.6.3.1. Nguồn gốc và xu thế biến đổi cơ bản của NDĐ trong tầng chứa nước Holocen, trầm tích mQ21no hệ tầng Nam Ô

Trên cơ sở kết quả phân tích hóa học 22 mẫu nước dưới đất lấy trong tầng chứa nước Holocen - hệ tầng Nam Ô, NCS đã lập các biểu đồ đánh giá thành phần hóa học của các mẫu nước bằng đồ thị Piper (Hình 4.18).

NƯỚC RỬA LŨA

NGUỒN GỐC BIỂN

Hình 4.18. Đồ thị Piper thể hiện các thành phần hóa học chủ yếu của mẫu nước trong trầm tích biển, hệ tầng Nam Ô (mQ21no)

Trên đồ thị Piper, các mẫu nước nằm trong vùng tác động hỗn hợp là lớn nhất. Chỉ có 5 mẫu nước tại lỗ khoan BS29, BS31, LK807, LK2dqvt, TK17 chịu tác động từ nguồn gốc biển, đặc tính hóa học của nước chủ yếu là Clorua – Natri liên quan đến

quá trình hình thành trầm tích hệ tầng Nam Ô trong giai đoạn biển tiến Flanđrian (Hình 4.18). Bên cạnh đó các mẫu nước chịu tác động của yếu tố lục địa (nước rửa lũa) chỉ gồm 4 mẫu lấy tại các lỗ khoan LK707, LK729, TK10, TK18.

Đồ thị Gibbs (Hình 4.19) thể hiện tác động của phong hóa ảnh hưởng lớn nhất đến thành phần hóa học của nước dưới đất, mẫu nước dưới đất liên quan được lấy trong các lỗ khoan BS32, LK707, LK715, LK725, LK727, LK729, LK807, LK4dqvt, LKqt15, TK10, TK18.

Các quá trình kết tủa hợp chất Canxi và bốc hơi các muối Bicacbonat cũng diễn ra khá mạnh tại các lỗ khoan BS29, LK3dqvt, LK5dqvt, LKqt09, LKqt11B, TK17. Tác động của nước mưa (lỗ khoan TK14, TK15, TK16), nước biển (lỗ khoan BS31, Lk2dqvt) đến nước dưới đất trong tầng chứa nước Holocen, hệ tầng Nam Ô biểu hiện yếu hơn (Hình 4.19).

Để đánh giá quá trình rửa nhạt, xâm nhập mặn và trung gian giữa 2 quá trình trên, NCS đã sử dụng đồ thị Mercado (Hình 4.20), biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ số NaCl với hàm lượng Cl. Khu vực có mẫu nước với tỷ số NaCl lớn và hàm lượng Cl nhỏ thì quá trình rửa nhạt mạnh, khu vực mẫu nước có tỷ số NaCl nhỏ và hàm lượng Cl lớn chứng tỏ quá trình xâm nhập mặn chiếm ưu thế.

Độ mặn (mg/l)

Tác động của biển

Kết tủa các hợp chất

Canxi

Bốc hơi các muối

Bicacbonat

Tác động của nước mưa

Tác động của quá trình phong hóa

Cl(Cl+HCO3) mg/l

Hình 4.19. Đồ thị Gibbs thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của nước dưới đất trong trầm tích biển, hệ tầng Nam Ô (mQ21no)

Thông thường tỷ số NaCl của nước biển là 0,55; các mẫu có tỷ số cao hơn liên quan đến quá trình nhạt hóa nước biển và phong hóa các hợp chất silicate (Bùi Trần Vượng, 2008). Đồ thị Mercado cho thấy nước dưới đất trong hệ tầng Nam Ô chủ yếu là quá trình hỗn hợp, quá trình rửa nhạt diễn ra tại lỗ khoan LK4dqvt và xâm nhập mặn tại lỗ khoan BS29, BS31, LK2dqvt, LKqt9 không phải là xu thế chính.

Tại những vùng này xu thế nước có nguồn gốc biển bị rửa nhạt đang diễn ra khá mạnh. Các lỗ khoan bị rửa nhạt là LK715, LK725, LK727, LK807, LK3dqvt, LK5dqvt, LKqt11B, TK10, TK18 (Hình 4.20).

4.6.3.2. Nguồn gốc và xu thế biến đổi cơ bản của NDĐ trong tầng chứa nước Pleistocen, trầm tích mlQ13(2)tb hệ tầng Thăng Bình

Trên cơ sở kết quả phân tích hóa học 9 mẫu nước dưới đất lấy trong tầng chứa nước Pleistocen - hệ tầng Thăng Bình, NCS đã lập các biểu đồ đánh giá thành phần hóa học của các mẫu nước như sau:

NaCl

Vùng rửa nhạt

Vùng xâm nhập mặn

Vùng hỗn hợp

rửa nhạt và xâm nhập mặn

Hình 4.20. Đồ thị Mercado đánh giá quá trình rửa nhạt và xâm nhập mặn của nước dưới đất trong trầm tích biển, hệ tầng Nam Ô (mQ21no)

Trên đồ thị Piper, các mẫu nước nằm trong vùng tác động hỗn hợp là lớn nhất. Chỉ có 1 mẫu nước tại lỗ khoan LK806 chịu tác động từ nguồn gốc biển (Hình 4.21). Bên cạnh đó các mẫu nước chịu tác động của yếu tố lục địa (nước rửa lũa) chỉ gồm 3 mẫu lấy tại các lỗ khoan LKqt13A, LKqt14, LKqt17.

NGUỒN GỐC BIỂN

NƯỚC RỬA LŨA

Hình 4.21. Đồ thị Piper thể hiện các thành phần hóa học chủ yếu của mẫu nước

trong trầm tích biển – vũng vịnh, hệ tầng Thăng Bình mlQ13(2)tb

Độ mặn (mg/l)

Tác động của biển

Kết tủa các hợp chất

Canxi

Tác động của

nước mưa

Tác động của quá trình phong hóa

Cl(Cl+HCO3) mg/l

Hình 4.22. Đồ thị Gibbs thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của

nước dưới đất trong trầm tích biển – vũng vịnh, hệ tầng Thăng Bình (mlQ13(2)tb)