司家营铁矿是典型华北沉积变质型铁矿床,矿区开采活动改变了地下水赋存状态及地下水流场。矿区水文地质条件日趋复杂,突水灾害也是频繁发生。在此情况下,研究开采条件下地下水水化学特征演化规律及控制机制显得尤为重要。以司家营铁矿主要充水含水层为例,通过检测矿区各含水层地下水常规离子、微量元素含量,采用多元统计分析、离子比值系数、Gibbs图、piper三线图等方法,分析各含水层水化学特征及演化规律。同时结合浸泡实验、混合实验对司家营铁矿在开采过程中发生的水岩作用过程进行分析。通过常规水文地球化学研究得出,第四系上部水主要水化学类型有Ca·MgSO4、Ca·Mg-HCO3·SO4型和Ca·Mg-HCO3型;第四系下部水主要水化学类型有Ca-HCO3型、Ca·Mg-HCO3型;基岩裂隙水主要水化学类型有Na-HCO3型、NaHCO3·Cl型,影响因素主要为岩石风化溶解、氧化还原作用及离子交换作用。分析微量元素水文地球化学特征,选定Ni,Li,Al作为矿区地下水中特征微量元素。并得出控制研究区地下水中微量元素含量的主要机制是地下水的溶滤作用。通过室内水岩作用模拟实验得出,当第四系下部水补给基岩水时,主要发生的水岩作用包括硅酸盐溶解、黄铁矿的氧化、阳离子交换等。同时,第四系下部水越流补给基岩水时的混合主要为简单的物理机械混合作用同时伴有脱硫酸作用以及碳酸平衡引起的沉淀作用。图38幅;表16个;参84篇。