高氟地下水的形成机制
地质环境作为一个系统具有层次性，在不同的空间尺度上，其控制条件和主导限制因素是不同的。空间尺度(区域尺度)越大，与区域的影响因素密切相关；尺度(局部尺度)越小，局部因素之间的关系越密切。高氟地下水的形成机制是指微水化学环境中的一系列物理化学过程。因此，在研究井点尺度的高氟地下水成因时，要特别注意该点的水化学微环境。
20世纪60-70年代，国内外专家学者关注氟对人体的危害机制，发现氟与钙、磷关系密切，可影响人体正常的钙磷代谢。之后，高氟的形成机理开始成为研究的重点。
Kundu等人(2001)通过对Nayagarh地区地下水质量的分析，做出了Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、pH值与F-之间的散点图，观察到pH值、Na+、Cl-与F-之间有很好的正相关性，与Ca2+、Mg2+同时存在。蒙达尔(2009)通过相关分析研究了AndhraPradesh中F-与其他离子的关系，认为TDS、Ca2+和F-呈负相关，而与Na+无明显相关性，表明研究区HCO3-Na型水体不适合富集高氟。Subba(2009)认为F-与Cl-关系密切，呈正相关。拉菲克塔尔。(2009)认为地下水中F-的形成与许多水化学因素有关，如pH值和Na+。Jacks等人(2005)证明了氟含量与非饱和土壤的pH值有很好的相关性。Levy等人(1999)研究了加州F-与其他离子组分的相关性，认为碱性低钙环境有利于F-的富集。Rukah等人(2004)用地球化学方法研究了约旦北部高氟地下水的形成，认为F-与、和有明显的相关性。财神。(2007)认为高氟地下水主要集中在碳酸氢钠型水中，而碳酸氢钠型水中的氟含量较低。
自20世纪60年代以来，我国从地质环境、地球化学、水文地球化学等角度对影响高氟地下水迁移富集的水文地球化学特征做了大量研究，取得了大量成果。20世纪90年代以来，关于高氟地下水形成机理的研究越来越多，取得了许多有价值的成果。国内学者常关注地下水中氟离子含量与各种离子组分的相关性，以及水化学类型与高氟含量的关系，常采用统计分析方法进行研究。近年来，这方面的研究主要包括以下几个方面。
1.地下水中氟离子与其他单个离子的相关性
首先，通过对水化学数据的分析，发现地下水中的氟离子含量与某些离子(Ca2+、Na+等)有一定的关系。)进行了研究。一般来说，Na+、Cl-、pH值与F-含量呈正相关，与Ca2+含量呈负相关。
田继生(1984)指出，氟离子浓度受地下水中各种离子比例的制约，高钠低钙的碱性地下水化学类型有利于氟的富集。孙占学(1992)通过对广东省温泉水的水化学分析发现氟离子含量与(K++Na+)呈正相关，高盐度、高水温的水有利于氟的积累。陈履安等(1992)对比了贵州和中国北方高氟地下水的形成机制，探讨了氟与钙相关(负相关、不相关、正相关)的本质原因。他们认为氟与钙的正相关是由于碳酸盐地下水富含钙，萤石的溶解往往不饱和，Ca2+和含量的增加在一定范围内会促进萤石的溶解。指出碳酸盐岩地区地下水中氟含量与Ca2+、Ca2+呈正相关，与Ca2+呈负相关。硅质陆源碎屑岩地下水氟含量与Na+、含量、盐度呈正相关，与Ca2+呈负相关。李香泉等(2007)发现太原盆地浅层地下水中高氟地下水的形成有两种机制。首先是氟离子浓度随着Mg2+和Ca2+的增加而增加，这主要是由含氟矿物的溶解引起的。第二种是氟离子浓度随着Na+和Cl-的增加而增加，这是由蒸发和浓缩引起的(宋保平等，2000)。高(2009)用统计软件SP SS分析了F-与Ca2+的相关性，相关系数分别为0.907和-0.659，说明氟离子与碳酸氢根呈显著正相关，而氟离子与钙离子呈负相关。
Roes等人(2001)做了一个F-浓度与盐度的散点图，发现河西走廊F-浓度与盐度存在近似的正相关关系。梁秀娟(2008)研究了杨沙泡水库高氟沉积物氟释放的影响因素，认为沉积物氟释放与盐度密切相关，氟离子与盐度的相关系数为0.9902，呈线性关系。刘瑞平(2009)对大理地区239个水化学数据进行了散点图分析，认为地下水中氟含量与盐度的关系复杂，基本呈偏态分布。
任等(1996)注意到F-与Mg2+的关系，指出F-与Mg2+的相关性与其反应机理没有直接关系。低氟地下水中的高Mg2+点是由于含镁碳酸盐和硫酸盐的溶解。而高氟地下水中的高Mg2+点是在强烈蒸发的影响下，水中的氟和镁同时浓缩富集，非饱和土壤中吸附的氟和氧化镁含量增加，通过沉淀淋溶富集在地下水中。
2.氟离子与离子结合的关系
某些地下水中的氟离子与地下水中其他单一离子的相关性不明显。影响水中氟离子稳定状态的化学因素很多，所以很多学者用离子组分的各种组合来分析氟离子之间的相关性，也关注地下水水化学类型与氟离子的关系。
曾溅(1994)以河北邢台山前平原浅层地下水为研究对象，选取(Na++Mg2+)/Ca2+和()/Ca2+比值研究它们与F-的关系。从散点图可以看出，它们与F-有很好的正相关关系。张巍 等人(2004)对F-和(Na++K+)/Ca2+进行了回归分析，得到相关系数为0.91，表明两者之间存在线性关系。冯等(2005)对鲁西南平原地下水水化学资料进行了统计分析，认为F-含量与Na+和Ca2+含量并不呈明显的线性关系，而与γNa+/γCa2+比值呈明显的正相关关系。从F-与()-(γCa2++γMg2+)之间的散点图可以看出，两者之间存在明显的正相关关系，从F-与(γCl-)-(γK++γNa+)之间的散点图可以看出，两者之间存在明显的负相关关系。赵锁志等(2007)根据河套地区浅层地下水水质检测结果，得出F-与(Na++Mg2+)/Ca2+、()/Ca2+和F-之间有很好的正相关关系，HCO3-Na型水多为高氟地下水。李等(2008)对河北平原深层高氟地下水的研究发现，F-浓度与(Na++K+)和总碱度()无明显关系，而与总硬度(Ca2++Mg2+)呈负相关。此外，还发现87Sr/86Sr值与氟浓度呈正相关。但丁等(2009)以淮北平原浅层地下水为研究对象，用统计学方法计算了氟离子与地下水中其他组分的相关系数。结果表明，高氟地下水与(K++Na+)、Ca2+、Mg2+浓度无明显相关性，与ρ(K++Na+)/ρ(Ca2+)比值呈正相关，高氟地下水主要分布在HCO 3-4区。郭天辉(2009)分析了宁夏棉花山前地区地下水水化学类型与氟含量的关系，发现二者相关性不明显。通过相关分析研究了F-与各因素的相关性，得出回归方程，得出F-与Na+/Ca2+呈正相关的结论。
李志刚等(1999)发现，在淮北平原，随着氟含量的增加，水化学类型依次由HCO3-Ca和HCO3-Ca Mg (Na)向HCO3-Na(Mg) Ca (Mg)和HCO3-Na(Mg)变化。王德耀(2004)根据陕西秦岭北麓高氟区的分布规律，发现高氟地下水的水化学类型主要为SO4-Na和HCO 3-Na。碱性条件有利于氟的富集，而在酸性溶液中，容易形成HF，并形成溶解的硅酸盐，不利于氟的富集。申会(2005)绘制了盐池地区地下水中F-与Mg2+/Ca2+，Na+/Ca2+的散点图，发现有很好的相关性。SO4-Na和SO4-Cl-Na水中氟络合物含量高。在碱性条件下，络合离子被破坏，以离子状态存在，有利于氟的富集。何进等(2008)对张掖市甘州区高氟地下水的水化学类型做了Piper图，认为氟在SO4 Cl-Na Mg型水中容易富集。
综上所述，目前大多数学者在研究水化学微环境条件下高氟地下水富集机理的过程中，采用统计分析的方法，研究地下水中氟离子与单个离子或两个离子的比值或差值之间的简单线性相关关系，计算它们之间的相关系数来判断它们的相关性。而水氟系统是一个多因素复合系统，诸多变量共同制约着氟离子浓度场的演化，变量之间的关系非常复杂，单纯的单因素分析很难解决更细致的问题。