本文以我国华北平原鲁北地区为例，依据岩相古地理和同位素地球化学等理论，研究深层地下水资源的形成机理,探讨深层地下水资源的可持续开发利用。　　第四系区域岩相古地理特征及其演化规律表明，深层地下水资源的形成与区域沉积环境密切相关。自早更新世以来，鲁北地区持续下降接受沉积，巨厚的松散沉积物为地下水的形成提供了物质基础。进入中更新世以后，沿海地区发生了四次较大规模的海侵，对该区地下水化学特征的形成产生重大影响，并形成了大范围分布的咸水含水层，而干热的气候加剧了大陆盐化，也成为本区咸水形成的另一个主要成因。晚更新世，黄河进入本区，河水的高含沙量和河床的频繁改道，塑造了现今华北平原独特的地貌景观。　　深层地下水具有其独特的补给、赋存、运移、循环特征。同位素研究发现，地下水中的氚总体趋势是西部高、东部低，浅部高、深部低，符合氚同位素的迁移衰变规律。浅层地下水的氚值平均为9.9TU，表明浅层地下水接受现代大气降水补给。深层地下水的氚值小于8TU，结合水文地质条件综合分析，深层水多为古水；但在深层地下水位漏斗区较高，说明人工开采流场变化后，促进了浅层地下水的向下补给，加快了深层地下水循环。　　深层地下水的年龄问题是本文研究的另外一个重点。放射性氚分析初步表明，华北平原中东部平原深层地下水基本不含氚（<3TU），是古水；从稳定氢氧同位素δD和δ18O值来看，推测为更新世冰期补给，大约是10kaB.P.前；从地下水溶解无机碳的14C含量定性来看，浅层地下水14C含量大于90pmc说明地下水很年轻，并且含有核爆的放射性碳，其年龄小于50年，据此本文得出华北平原山前深层地下水的年龄小于1万年，中东部1～2.5万年，年龄最大的分布在鲁北地区德州、沧州、天津等地，为1.8～2.5万年。　　深层地下水的流动具有相对独立性，区域上按地下水的14C年龄分布划分为三个流动系统，即来自太行山前的水流系统、来自燕山山前的水流系统和来自鲁中山区的水流系统，这三个区域水流系统集中流向中部平原，并且在渤海湾入海。　　由于深层地下水形成年代老，流动滞缓，因此一方面深层地下水具有一定程度的可更新性，在适合的条件下深层地下水头具有可恢复性；另一方面深层地下水水压又具有高度的敏感性，加上区域粘性土相对隔水层的压缩是塑性变形，即使深层地下水头无法回升至天然状态，粘性土压缩也是不可恢复的，因此深层地下水资源又具有不可完全恢复性。　　近50年来，由于大规模开采深层地下水，导致地下水的水动力条件和水化学条件均发生了很大变化，地下水流动系统的演变使地下水的水质也随之发生变化，主要表现为地下水化学类型改变、矿化度升高、氟离子含量增加及咸水面下移等。　　本文根据区内地下水资源环境的特征和经济社会及生态环境需要，在计算评价地下水资源量和开采潜力的基础上，进行地下水资源开发利用前景分析。