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我国碳酸盐岩的分布非常广泛，占整个国土面积的1／3。由于特殊的岩溶作用过程和发育特征，使得我国南北方岩溶存在着一系列的特殊问题。1999年以来，陕西省地质调查院在新一轮国土资源大调查项目—《鄂尔多斯盆地地下水勘查》项目中取得不少新发现和新成果。鄂尔多斯盆地周边岩溶具有西北干旱地区的特殊性，与其它地区的岩溶具有较大的不同，本人参加了该项目的水文地球化学研究工作。选题《鄂尔多斯盆地南缘岩溶水文地球化学及同位素特征研究》旨在从水文地球化学和同位素的角度分析研究区水文地质背景条件，探讨渭北地区地表水与岩溶大泉之间的水力联系，探索西北干旱地区岩溶水研究方法，同时为进一步盆地地下水资源评价和区内下一步地下水的开发与管理提供依据。
研究区属黄河流域的渭河盆地北部，西起岐山，东到陕西省界；北起铜川—合阳，南至鲁桥一双泉断裂一线，呈NEE向条带状贯穿陕西中部，面积约8062km<2>。地势北高南低，地貌类型以黄土台塬为主，在北部分布有黄土残塬和基岩中低山，在黄河及其支流分布有河谷阶地。区内为温带大陆性半干旱气候，四季分明，具有温度变化较大，年降水量小而集中，气候较干燥，蒸发强烈，湿度较小等特点，多年平均降水量为549.6mm。区内地表水水系较发育，呈树枝状分布，其走向大致为由北向南或由北西向南东，均属黄河水系。
研究区跨鄂尔多斯台向斜南缘渭北褶断带及渭河断陷两个构造单元。构造形迹主要以断裂为主，有NE、NW及EW向三组，多为张性、张扭性，规模较大，褶皱大多被断裂切割得支离破碎，裂隙发育。区内地层主要有元古界硅质白云岩，寒武系、奥陶系碳酸盐岩，石炭、二叠系碎屑岩以及第三系和第四系松散岩类。
研究区在前寒武纪时期已上升为陆地，经长期风化剥蚀，已形成准平原。早寒武世中期开始下沉海侵，海水自东南方向侵入本区，并沉积了碎屑岩，以后逐渐过渡为碳酸盐岩。
研究区内地下水按含水介质可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水及本项目重点勘查对象——碳酸盐岩类岩溶水三种类型。松散岩类孔隙水主要分布于研究区南部，碎屑岩类裂隙水分布于研究区北部，碳酸盐岩类岩溶水主要隐伏于前两者之下，各类地下水的分布、赋存、补、径、排各具特征，由于其毗邻或迭置关系，相互间又有不同程度的联系。
根据区内岩性组合特征(碳酸盐岩与非碳酸盐岩所占比例)、岩溶发育程度及富水性特征，划分出两大含水岩组：即碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组和碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组。
区内岩溶地下水可分为岐山～泾阳岩溶水系统和铜、蒲、合岩溶水系统。其中岐山一泾阳岩溶地下水系统包括周公庙、龙岩寺、筛珠洞三个子系统。
周公庙子系统主要补给源为沟谷渗漏和降水入渗补给，通过开采及潜流排泄；龙岩寺子系统主要补给为外源水渗漏，其次为降水入渗补给，大部分转化为裂谷隐伏岩溶水：筛珠洞子系统主要补给源为河水渗漏补给，其次为降水入渗，以泉(非全排型)的形式排泄：铜蒲合系统以河流及沟谷渗漏补给为主，泉水排泄，非全排型。
研究区岩溶地下水水化学特征和同位素特征：
(1)研究区内岩溶地下水水化学类型共19种，阴离子以HCO<,3>、HCO<,3>·SO<,4>和HCO<,3>·SO<,4>·CI为主，其中以HCO<,3>型场占优势；阳离子以Na·Ca·Mg、Na·Ca和Na为主，其中以Na·Ca·Mg占优势。
(2)从PH值来看，区内岩溶地下水以中性、弱碱性水为主，无弱酸性、酸性和碱性水。
(3)从各岩溶水系统水化学场的变化规律来看：周公庙子系统岩溶水中易溶盐组分 (钾、钠、氯离子)含量最低，TDS为0.42g／L，水化学类型为HCO<,3>—Ca、HCO<,3>—Ca·Mg型；龙岩寺子系统易溶盐组分较高，TDS为0.62g／L，水化学类型为HCO<,3>—Na、HCO<,3>—Na·Ca、HCO<,3>—Na·Ca·Mg型；筛珠洞子系统易溶盐组分介于上述两者之间，TDS为0.45g／L，水化学类型HCO<,3>—Na·Ca·Mg型，岐山泾阳系统岩溶水TDS平均值为0.42g／L，铜蒲合岩溶水系统TDS为0.93g／L，水化学类型为HCO<,3>—Na·Ca·Mg、HCO<,3>·S04·Cl—Na·Ca型。
(4)、区内岩溶地下水的TDS与水化学类型具有对应关系，HC<,3>型、HCO<,3>·Cl型水均为淡水，微咸水和半咸水的水化学类型以SO<,4>型、SO<,4>·Cl和HCO<,3>·S0<,4>·CI型为主。
(5)根据同位素分析结果，地表水的氚含量一般为5～31.78TU，裸露区岩溶地下水和碎屑岩裂隙水氚值为6～38TU，残塬丘陵隐伏岩溶区为<2～5TU。岐山～泾阳系统三个子系统岩溶水的<14>C年龄皆为现代水，但其间也颇有变化：其中以龙岩寺子系统岩溶水年龄较老(410±150a)，其次为筛珠洞子系统，泉水的平均年龄小于50a，以周公庙泉水年龄最小。铜蒲合系统中，将军山、金粟山一带灰岩露头区<14>C年龄小于500年，东南部<14>C年龄为12000-19200年。
岩溶水体中的氚含量变化对岩溶地下水的补给、运移循环转化具有较为明显的反映，并显示一定的规律。区内的周公庙子系统在补给区氚值为38TU，至泉口附近为llTU，<14>C测年为现代水，显示该子系统大气降水为其主要补给源，岩溶地下水补给、径流途径短，水交替循环速度快；龙岩寺子系统补给区氚值为3TU，残塬丘陵隐伏区氚值为3～4TU，<14>C测年结果水年龄100年以上，反映该子系统补给、径流途径长，水交替循环较为缓慢；筛珠洞主泉氚值为5TU，明显低于同样位于裸露区附近的周公庙泉，表明了筛珠洞泉主要补给源为泾河水，泾河水氚值为8TU。
研究区内岩溶地下水的dD、d<18>O关系点分布均处于大气降水线附近，表明岩溶水的补给源主要来自大气降水。
研究区岩溶水中SO<,4><2->主要来源于寒武奥陶纪地层中石膏的溶解。
水文地球化学场反映了区内岩溶地下水的补给、径流、排泄和赋存特征。岩溶水的补给区，一般多为灰岩裸露区或浅覆盖区，这一带多为低矿化水，水化学类型以HCO<,3>、HCO<,3>·SO<,4>型为主，阳离子主要以Ca、Mg为主，反映了水运移距离短，水循环交替快特征，水化学为典型降水淋滤型。在径流区和排泄区，一般多为灰岩埋藏区，TDS增高，水化学类型多为HCO<,3>·SO<,4>、SO<,4>·CL型，一方面反映了随着水循环深度的加深，水循环交替减弱和水运移距离的增长，水温增高，在运移中对含水岩层中溶解度大的石膏层溶滤作用时间加长，从而水中SO<,4>及其它离子含量增高；另一方面反映了岩溶水运移过程中，由于受水质差的地表水、上覆松散岩层孔隙水及碎屑岩裂隙水的下渗补给，水中离子含量增加。在滞流区，水化学类型多变为SO<,4>CL、SO<,4>型，反映了岩溶水处于封闭的滞流状态，长期停滞盐份浓缩集聚。
不同区段<14>C年龄差异显著，表明渭北东部岩溶水径流相当缓慢，岩溶水系统具有很强的调蓄功能；根据<14>C年龄计算岩溶水渗透速度，近东西向渗透速度相对较大，南北向渗透速度相对较小，反映了岩溶水在西部接受补给、向东部径流排泄，东西向径流相对通畅的特征。
将军山一带碳酸盐岩露头区及浅覆盖区为铜蒲合岩溶水子系统的补给区，东南部岩溶中—深埋区为本岩溶水系统的径流排泄区。东南部岩溶水是在比现代气候寒冷的较早时期形成的地下水。
渭北东部北侧和洛河以西的南侧，形成南北滞流带，构成铜蒲合岩溶水系统南北隔水边界或弱透水边界。
自将军山一带碳酸盐岩露头区经蒲城罕井、合阳露井至黄河与临猗断裂交汇部位存在—岩溶水强径流带，并在黄河地段存在岩溶水向区外潜流、排泄的“出口”。
泾河水是筛珠洞泉水的主要补给源，泾河渗漏量为1.91m<3>/s，占筛珠洞子系统地下水资源量的73.43％。