钡是岩石圈上部最丰富的微量元素之一，与锶、钙、镁位于同一主族。它们具有相同的最外层电子排布，但其地球化学行为并不一致。镁和钙是主要造岩元素，锶和钡则是微量元素，其原子量、原子半径、电负性等地球化学参数上差异也较大，使得这几种元素表现出既相似而又有差别的水文地球化学特性。Ba由于离子半径太大很难替代矿物中的Ca，所以钡元素不易进入含钙矿物中，因此在分布上受到一定的限制。加之地下水Ba2+含量极低，受测试技术的限制，目前人们对钡在水文地球化学中的应用研究相对而言是比较少的。国外水文地质学者对钡的研究多在确定河水来源、判别沉积物来源、确定海水中Ba的来源和迁移、古沉积环境研究等领域。国内学者大多运用锶钡比值判定沉积环境，并研究钡元素的分布及地球化学特征。 已有研究资料表明，我国西南岩溶山区巨厚层灰岩普遍发育表层岩溶带，具有很好的调蓄功能。大气降水首先补给表层岩溶带，其一部分通过裂隙渗流补给深层饱水带，然后再径流补给地下河系统；一部分在适当位置以泉的形式溢出地表，流入落水洞补给地下河；只有降雨超过表层岩溶带调蓄能力时，才形成地表坡流汇入落水洞，直接补给地下河。因此我国西南岩溶山区地下河水主要由地表坡流水，表层岩溶带水和饱水带裂隙水三部分组成。存在于海相碳酸盐岩中的钡，随着地下水与所流经岩层的水—岩作用的进行进入岩溶水中。 本文通过对桂林地区浪石和毛村地下河系统各种类型水中Ba、Sr、Ca、Mg元素浓度的分布特征和变化规律，对比Ba2+与Sr2+、Ca2+、Mg2+浓度关系，总结钡在西南地区岩溶地下河系统中具有以下水文地球化学特征：(1)地下河系统各类型岩溶水中的Ba2+浓度普遍不高。岩溶水中Ba2+离子含量很低，原因主要是钡元素本身在岩石圈上部碳酸岩中就是微量元素，钡元素在灰岩中的含量较低。 (2)流经不同岩层的地下水的Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+浓度不同。流经灰岩地层的地下水Ca2+、Sr2+浓度较高，Ba2+、Mg2+浓度较低，而流经白云岩地层的地下水的Ca2+、Sr2+浓度较低，Ba2+、Mg2+浓度却较高。由此可以看出岩溶水的Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+浓度可以反映它所流经地层的岩性信息。 (3)同一地下河系统中各类型岩溶水的Ba2+浓度不同。通过对浪石和毛村地下河系统Ba2+离子浓度排序可以发现，地下河水的Ba2+浓度始终介于其它各种类型水之间，从而证实地下河水是由上述几种类型水混合而成的结论。因此Ba元素可以作为地下河水组成比例研究的示踪剂。 (4)岩溶水中Ba2+与Ca2+浓度呈线性负相关。这主要是由于含钙高的矿物有利于锶而不利于钡替代引起的。锶主要与钙产生类质同象，而Ba2+由于离子半径太大很难替代矿物中的Ca2+，所以钡的分布在钙矿物中受到一定的限制。当含CO2的水与岩石接触，产生溶蚀形成的岩溶水，其Ba2+浓度不随着Ca2+浓度增大而增大，从而形成负相关关系。 (5)岩溶水中Ba2+与Mg2+浓度呈线性正相关。这主要是由于钡不易进入含钙矿物中，当岩层中含较多的白云石时，相应地岩层中方解石减少，Mg含量增加，从而Ba含量也增加，从而使岩溶水中Ba2+浓度随着Mg2+浓度增大而增大。 在总结了钡在桂林地区地下河系统中的水文地球化学特点之后，进行了碳酸盐岩溶蚀实验。试验共取3块岩样，分别为灰岩、白云岩和泥质白云岩。试验表明，不同岩性在溶蚀实验的不同阶段，钡、锶、钙、镁离子呈现不同的变化规律，进一步验证了岩溶水Ba2+的形成过程，以及Ba2+与Mg2+、Ca2+、Sr2+的关系。