地下水是北京市供水的重要组成部分,地下水中铁锰超标会对人类健康带来威胁。本研究以北京市平原区典型区域浅层地下水为研究对象,在研究区内采集并测试了125组地下水样品和1组钻孔沉积物样品,用于分析地下水水化学特征、高铁锰地下水成因及演化规律。结果表明:研究区地下水中铁锰平均浓度分别为0.99 mg·L^-1和0.29 mg·L^-1,从空间分布上看,研究区铁锰浓度整体呈现上游高下游低的趋势,高铁锰地下水集中分布在研究区的下游。地下水舒卡列夫分类以HCO₃-Ca·Mg和HCO₃-Na·Mg型为主。研究区高铁锰地下水主要为自然地质成因,包括充分的物源、适宜的氧化还原和酸碱度等水文地球化学条件:XRD、Raman和SEM-EDS测试观察到水钠锰矿、赤铁矿、磁黄铁矿和菱锰矿等矿物,为地下水中铁锰的可能物源;相关性分析结果和Eh-pH图显示,研究区的氧化还原和酸碱度条件,有利于地下水中铁锰富集;铁锰和HCO₃^-、耗氧量正相关关系证明了有机质还原促进了含水层沉积物中铁锰氧化物发生还原性溶解。经PHREEQC软件模拟:易迁移态的Fe(II)和Mn(II)在研究区地下水铁锰存在形态中分别占63.6%和100%;研究区地下水中铁锰主要是由原生地层中的铁锰氢氧化物、菱铁矿和菱锰矿等经过风化和水岩相互作用溶解进入地下水中的;上游溶解量较大的矿物为针铁矿和片水锰矿,中下游溶解量较大的矿物为赤铁矿和片水锰矿。