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3）氧化作用天然水中的氧化作用，包括使圍巖的礦物氧化和使水中有機物氧化。黃鐵礦是巖石中常見的硫化物，含氧的水滲入地下，使黃鐵礦氧化。
2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe(SO4)3+2FeO3·3H2O
游離的硫酸進而侵入圍巖中的CaCO3。
CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+2H2O
硫化礦物的氧化是地下水中富集硫酸鹽的重要途徑。在硫化礦床附近和富含黃鐵礦的煤田地區(qū)，在礦坑和風化殼中往往形成含大量硫酸鹽（10—15克/升）的酸性水。而在深層承壓水中，因含氧不足，就不會出現(xiàn)這種情況。
4）還原作用 在還原環(huán)境里，天然水若與含有機物的圍巖（油泥、石油等）接觸，或受到過量的有機物污染，碳氫化合物可以使水中的硫酸鹽還原。如：
CH4+CaSO4=CaS+CO2↑+2H2O
硫化物與CO2、H2O進一步作用生成CaCO3沉淀，而水中失去了硫酸鹽，富集了H2S。
CaS+CO2+H2O=CaCO3↓+H2S
在油田地下水、河湖底泥中及封閉的海盆底部，水中的有機質(zhì)受脫硫細菌作用，也會產(chǎn)生同樣結(jié)果。這些厭氧細菌就是依靠奪取硫酸根中的氧而生存的。
5）蒸發(fā)濃縮作用 在干旱地區(qū)，內(nèi)陸湖和地下水正在經(jīng)歷鹽化作用。在蒸發(fā)濃縮過程中，各種鹽類的沉淀順序為：Al、Fe、Mn的氫氧化物，Ca、Mg的碳酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽，Na的硫酸鹽，Na、K的氯化物，Ca、Mg的氯化物，最后為硝酸鹽。
在青藏高原有眾多的鹽湖，富集了大量的KCl、NaCl，有的富集了Br、I、B、Li、Sr等，形成可供開采的鹽湖資源。
6）混合作用。雨水滲入補給地下水，地下水補給河水，河水注入湖泊或大海，河口段的潮水上溯，濱海含水層的海水入侵等，都是天然水的混合。兩種或幾種礦化度不同，成分各異的天然水相遇，混合以后的礦化度和化學組成都要發(fā)生變化。如果混合過程中沒有發(fā)生沉淀和吸附陽離子交換作用，那么混合前后水的礦化度之間呈線性關(guān)系，對任一組分來說都是如此。
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