萍乡北部非可溶岩区地下水富集规律研究及开发利用建议_赵毅斌.pdf

收稿日期:2022 09 20;修订日期:2022 10 25作者简介:赵毅斌(1984)，男，高级工程师，主要从事水文地质、环境地质方面的工作。基金项目:中国地质调查局地质调查项目(DD20190269)。第 41 卷第 1 期2023 年 2 月江西科学JIANGXISCIENCEVol 41 No 1Feb 2023doi:1013990/j issn1001 3679 202301013萍乡北部非可溶岩区地下水富集规律研究及开发利用建议赵毅斌，曹员兵，汪明有(江西省地质调查勘查院基础地质所，330030，南昌)摘要:通过 1 5 万水文地质和环境地质调查，对研究区内非可溶岩区地下水进行分析和研究，地下水的赋存和富集与岩性、构造、接触关系以及补给条件有密切关系，结合当地地下水水开发利用现状，总结地下水赋存及富集规律，为当地利用开发地下水资源提供科学建议。关键词:萍乡北部;非可溶岩;水文地质条件;富集规律;开发利用中图分类号:P641文献标识码:A文章编号:1001 3679(2023)01 067 06Study on Groundwater Enrichment Law in Non Soluble ock Area ofNorthern Pingxiang and its Application Developmentand Utilization SuggestionsZHAO Yibin，CAO Yuanbing，WANG Mingyou(Jiangxi Institute of Geological Survey，330030，Nanchang，PC)Abstract:Through the 150 000 hydrogeological and environmental geological survey，the ground-water in the non soluble rock area is studied The occurrence and enrichment of groundwater areclosely related to lithology，structure，contact relationship and recharge conditions Combined withthe current situation of local groundwater development and utilization，the occurrence and enrich-ment rules of groundwater are summarized to provide scientific suggestions for the local utilizationand development of groundwater resourcesKey words:Northern Pingxiang;non soluble rock;hydrogeological conditions;enrichment law;de-velopment and utilization0引言通过对研究区进行调查，对区内地下水富集规律进行研究，总结区内地下水富集规律，为区内地下水资源下一步开发利用提供技术依据1。研究区位于江西省西部，萍乡市北部。工作区内以低山丘陵为主，地表水资源较为丰富，但分布不均匀，以利用地表水为主，地下水在供水中处于次要、补充的地位。地表水的季节分配不均，易于被污染，存在有季节性缺水或水质性缺水的可能，尤其是出现突发性水污染事件时，地下水就是城乡供水的一种有力补充或有效应急资源。因此，地下水作为战略储备水源、临时救急水源及常备水源，是不可或缺的补充供水水源。合理配置地表水和地下水资源，加强水资源的综合利用，在保护地下水的前提下，合理有效地利用好地下水资源显得尤为重要。1研究区背景1 1气象水文研究区地处亚热带季风气候区，夏热冬温，四季分明。多年年平均降水量 1 629 4 mm，最大年降水量 2 172 4 mm，最小年降水量 1 086 4 mm;多年年平均蒸发量 1 069 0 mm，最大年蒸发量1 191 0 mm，最小年蒸发量 846 8 mm。区内水系地域分属长江流域的湘江水系和赣江水系。主要河流 3 条，即湘江水系的萍水河、栗水河及赣江水系袁水河，它们的次级支流，伸入至各山间谷地，形成密集的树枝状水文网。1 2地形地貌研究区属江南丘陵地区，以丘陵、低山为主，低山主要分布在中东部，丘陵分布在南、北、西部，岗地分布于南部，河谷平原则呈带状穿插其间，主要位于栗水、萍水河及其支流两岸，形成东部、北部、西部地势高，南部、中部地势低的地貌特征。地形标高 500 947 6 m，根据地面标高及成因类型可划分为构造侵蚀中起伏低山、构造侵蚀小起伏低山、构造剥蚀丘陵、构造剥蚀溶蚀丘陵、构造剥蚀岗地及河流侵蚀堆积平原 6 个地貌区(图1)。1 构造侵蚀中起伏低山区;2 构造侵蚀小起伏低山区;3 构造剥蚀丘陵区;4 构造剥蚀侵蚀溶蚀丘陵区;5 构造剥蚀岗地区;6 河流侵蚀堆积平原区;7 地貌类型界线;8 地名图 1工作区地貌图1 3地层岩性工作区地层出露较齐全，自中元古代到第四纪地层均有出露，据其组成基底地层的时代、沉积环境、构造属性等特征，以及沉积物的不同分为 2个地层区。大致以慈化罗城为界，其北为九岭地层区，其南为萍 乐地层区。九岭地层区出露基底地层仅为蓟县纪双桥山群宜丰(岩)组;萍 乐地层区出露晚古生代 中生代地层发育较齐全，沉积以陆源碎屑岩为主，自下而上发育有泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪地层。中 新生代上叠盆地地层自下而上有中生代晚白垩世和新生代第四纪 2 个时期不同类型的沉积地层，它们与下伏地层之间均为角度不整合接触(图 2)。1 第四系;2 白垩系;3 三叠系;4 二叠系;5 石炭系;6 泥盆系;7 震旦系;8 青白口系;9 岩浆岩;10 实测/推测地质界线;11 角度不整合/平行不整合界线;12 实测、推测正断层;13 实测、推测逆断层;14 推覆断层;15 实测、推测性质不明断层;16 活动断层;17 构造破碎带;18 背斜构造;19 向斜构造图 2工作区地质及构造纲要图1 4构造工作区大地构造横跨钦杭结合带与华夏板块的拼接地带，分属钦杭结合带北带和华夏板块东南造山带，北接扬子板块。区内经历了长期多旋回的构造运动，形成了本区复杂的构造形迹。根据沉积建造和变形变质特征的差异性，可划分为3 个构造层，即加里东褶皱基底层和印支褶皱盖层及燕山 喜马拉雅大陆边缘型盆地沉积层。区内褶皱构造、断裂构造、推(滑)覆构造极为发育。其中变质地层区发育有基底区褶皱系统和脆性断裂，萍乐坳陷带内发育有盖层褶皱、脆性断裂和推(滑)覆构造等(图 2)。1 5水文地质条件区内地下水的形成和分布规律严格受自然条件、地层岩性及构造等因素控制，工作区内地下水主要赋于松散岩类、碳酸盐岩类地层之中，地下水的赋存与运移受地层岩性、地质构造、地形地貌及水文气象等诸因素的影响和控制。按地下水赋存条件、运移地层岩性、水力性质及水力特征可分为4 种类型:松散岩类孔隙水、碎屑岩孔隙裂隙水、86江西科学2023 年第 41 卷碳酸盐岩裂隙溶洞水、岩浆岩变质岩裂隙水。2地下水富集规律研究2 1围岩接触带围岩接触带由于岩体的侵入活动，岩体本身的热胀冷缩作用，受后期构造及风化作用影响，岩石较破碎，结构松散，透水性较好，沿接触带产生较多的纵张、横张裂隙，形成较好的储水空间，利于地下水富集。围岩接触关系不同，地下水富集的程度不一样，一般断层接触含水性能最好，侵入接触次之，沉积接触最差，如 Q679 点上升泉(图3、图 4)。图 3Q679 泉平面图图 4Q679 泉成因剖面示意图2 2可溶岩与非可溶岩接触带在可溶岩与非可溶岩接触带处，地下水容易在交界带滞留，往往溶蚀作用加强，容易形成较大的储水空间，地下水易富集。区内调查发现泉点Q626 出露于二叠纪七宝山组灰岩与乐平组关山 老山段泥岩、细砂岩地层接触部位(图 5、图6)2 3。该点区域上位于源头向斜盆地的东侧，向斜核部为三叠纪青龙+殷坑组粉砂岩、灰岩、细晶灰岩，两翼为乐平组泥岩、细砂岩相对隔水，大气降水通过基岩裸露区沿可溶岩层面和裂隙入渗过程中不断发生溶蚀形成较大的储水空间，下伏乐平组关山+老山段泥岩限制地下水向深部径流，地下水在向南东径流过程中受阻而溢出地表所形成的溢出泉。图 5Q626 泉成因平面图图 6Q626 泉成因剖面示意图2 3红层盆地边缘萍乡盆地边缘与二叠系、石炭系地层接触带附近出露 14 个泉点(图 7，图 7 为部分点)，泉成因剖面示意图(图 8)4。泉水受大气降水影响明显，水质矿化度较低，茅店组中灰质砾岩含水性好，在水力侵蚀作用下，经过侵蚀、溶蚀作用形成地下暗河，地形侵蚀暗河顶面溢出地表形成表层岩溶泉。图 7萍乡盆地边缘出露泉点分布2 4不同方向断裂的导水、控水规律特征构造裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，地下水的分布、埋藏主要受构造裂隙的发育方向、发育程度、裂隙力学性质所制约，出露极不均匀。构造裂隙地下水主要储存在构造裂隙中。裂隙受区域构96第 1 期赵毅斌等:萍乡北部非可溶岩区地下水富集规律研究及开发利用建议图 8泉点 Q745 成因剖面图造应力所控制。通过对研究区内 31 处断层泉分析:泉水多以股流或散流沿裂隙或岩层面流出，区内主要为北东 北北东向、次为东西向、北西向断裂。另工作区内推滑覆构造极为发育，在运动的期间，与相对下盘发生挤压，多形成一系列压性、压扭性裂隙，并伴有构造角砾岩及硅化，共同构成硅化破碎带，该带常利于地下水的富集。2 4 1北北东 北东向断裂控水区内北北东向 北东向断裂带极为发育，为区内重要控水断裂，如 Q251 点位于白源北北东向断裂带上(图 9、图 10)，区内延伸约 6 km，宽 200 m 左右，周边为构造侵蚀丘陵地貌，周边地势起伏较一般，自然坡度 10 25，泉的流向为南东向 30，下伏地层为白垩纪茅店组紫红 暗紫红色粉砂岩、细砂岩夹图 9Q251 泉成因剖面平面图图 10Q251 泉成因剖面示意图含砾砂岩、砂砾岩，测其地层产状:30020。砾石成分以灰质砾石和变质岩砾石为主，砾径大小不一分选差。通过分析泉水成因模式为:大气降水入渗至地下，储存于含砾砂岩、砂砾岩孔隙 裂隙含水层中，含水层受断层切割，地下水沿断层带涌出地表而形成的泉。2 4 2北西向断裂导水该泉(Q154)位于横水村北西断裂带上，处于侵蚀剥蚀丘陵地貌和河流堆积地貌交界处，周围地形平坦，泉水流向自南西向北东，泉水出露的地表岩性为第四系联圩组亚粘土。该泉周边有一条断层和一条构造破碎带，断层相对导水，破碎带为含水断裂，且断层切到了破碎带，地下水沿断层带上涌而形成的泉(图11)。图 11Q154 泉成因剖面示意图24 3构造破碎带导水区内断层破碎带较为发育，呈北西向及北东向，调查发现区内破碎带均导水，如 Q544 点位于剥蚀岗地地貌与山间沟谷平原地貌的交界处，周边岩性为白垩纪茅店组紫红 暗紫红色粉砂岩、含砾砂岩及砂砾岩。该泉位于白源断裂带上(张性断裂)，呈北东向展布，走向长超过 6 km，倾向北西(图 12、图 13)。图 12Q544 泉点照片特征25 4推滑覆体有利于地下水富集推滑覆构造在运动的期间，与相对下盘发生挤压，多形成一系列压性、压扭性裂隙，并伴有构造角砾岩及硅07江西科学2023 年第 41 卷图 13Q544 泉成因剖面示意图化，共同构成硅化破碎带，该带常利于地下水的富集。如上升泉(Q161)，出露于二叠系茅口组灰岩与白垩系周田组砂岩、含砂砾岩接触带之中，茅口组推覆至白垩系周田组之上(图 14、图 15)，后经长期风化剥蚀掉茅口灰岩形成一构造窗。图 14Q161 平面示意图图 15Q161 泉成因剖面示意图3地下水水质评价通过样品采集测试后得出结论，根据地下水水质标准(DZ/T 02902015)及 地下水质量标准(GB/T 148482017)评