稀土元素(REE)以其独特的稳定性和相似性存在于自然界之中,但由于整体的收缩效应(镧系收缩)和个别元素特定的化学性质,在自然界中又反映出不同的个体行为,利用REE在不同岩石中的含量和配分模型,可以演绎出不同的地质过程和物质来源.所以近些年来,REE具有地球化学示踪剂的功能一直是地球化学研究领域的活跃点,相比之下,REE在地下水中的研究相对较为薄弱,但已有的研究表明,REE在地下水的演化中记录着一些水文地质信息,应用现代测试技术和一些REE的水化学知识识别它,可为研究地下水及其环境介质之间的关系提供重要信息.山西娘子关泉是我国北方最大的岩溶泉,是阳泉市工农业生产和人民生活用水的重要供水水源,对于地方经济和人民生活具有至关重要的资源—环境意义.因此,在过去的几十年中,与娘子关泉域地下水资源开发利用和环境保护有关的水文地质工作一直未曾中断.尤其是80年代以来,取得了相当多的研究成果,积累了大量的研究资料.论文在已有的研究基础上,对娘子关岩溶水中REE进行专项研究,在系统的阐述了该区水动力条件和水化学环境后,对岩溶水含水层岩石REE分布模式及相关的地球化学参数进行了定性描述,同时还对含水层岩石REE与其他主元素之间的关系进行分析,得出岩石REE在含铝高的岩石富集,在Eu异常上,含水层岩石在岩石类型上呈现出比较明显的区别,其中奥陶系岩石存在一定程度上的正异常,而石炭—二叠系岩石则普遍存在负异常.Ce异常上,含水层岩石普遍负异常.论文对地下水中REE的北美页岩以及含水层岩石分布模式进行了定性的描述,得出各种类型的地下水中,REE数值呈现出从矿坑水→地表水→石炭系→第四系→奥陶系上,地下水REE数值逐渐减少.同时结合地下水常量组分对溶解态REE的存在形式进行了分析,认为在娘子关泉域,在石炭二叠矿坑水中,由于水环境呈弱酸性,同时SO<,4><2->在溶液中含量较高,因此,其可溶态的REE主要存在形式为REE(SO<,4>)<+>和REE<3+>,而在奥陶系岩溶地下水中,其REE(CO<,3>)<,2><->和REE CO<,3><+>为主.在对照国外学者研究的基础上,对娘子关岩溶水系统中REE的分布模式的成因进行了探讨,最后在已有的研究结论上,试探性地利用地下水中REE探讨了五龙泉和水帘洞泉的补给来源,并利用REE重新圈定了水动力分区的界限.