答案36367808
地表到地下水称
地下水面以下
包气带水将第6章讨论，本章讨论饱水
4．1 含水层、隔水层
岩层按其传输及给出水的
含水层––––饱水并能传输与给出相
隔水层––––不能传输与给出相当
弱透水层–––本能给出水量．但垂直层面方向能够传输水量的
1．含水层（aquifer ）––––饱含水的透
2．隔水层（aquifuge 既不含水也不透水；aquiclude 含
构成含水层的条件：
a. 岩层发育有储
b. 有隔水
c. 有水的补
d. 适当的地形地
含水层与隔层相对的。含水层与隔水层的定义取决于
1）同一岩层，在些地方作为含水层，而在另外一些地方作为
2）同一岩层，当及某一问题时作为含水层，而涉及另外一些
题不同）。
如：大型供水与水：亚砂土；矿山排水与小型供水：相对于O
作为隔水层；缺水地区，C －P 中的砂
3．弱透水层(aquitard)
在相当长个时期内，人们把隔层看绝对不透水的，20世纪40年代雅可布（C. E. Jacob）提出越流概念后，人们才渐认到性质上介于隔水层与透水
弱透水层往过水断面较大→交
自然界中存在绝对不发生渗透岩层。时要考虑时间尺度，如在含水层中抽水时，有的岩层短期透水不明显，但长时间抽水时，水位下降，透水明。含水层与整个弱透水层一
有的岩石顺层透，直层面隔水。如页岩与薄层石灰岩互层时，往往
4．2 含水系统
含水系统(aquifer system) ––––由隔水相对隔水边界圈围的，内部具
由含水层和对水层组合而成的含水系统，才是地
赋存于含系统中的地下水是一整体，统一水力联系的含水系统，是一个对外界激励作出整体响的统，是相对独立而又统一的水量、盐和热均衡单元，是地下水资源评
不仅松散沉积可以形成含水系统，基岩中同
含水系统通仍然存在开放边界，接受
含水系统存在
4．3 潜水、承压水
潜水phreatic water 、underground water
承压水confined water
上层滞水perched water
饱水带的地下，按其埋条件，可以划分为水(unconfined groundwater)、承压水(confined groundwater) 和上滞水(perched groundwater) 。按其含水介，可以划分为隙水(pore water) 、裂隙水和岩
（一）潜水
1．潜水概念
潜水––––饱第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的
a. 潜水有隔水顶板，或只有局
b. 潜水面（water table）为自由水面（不承受除
c. 从潜水到隔水底板的距离为潜水含水
d. 潜水到地面的距离为潜水埋藏
e. 潜水水厚度与潜水面埋藏深度随潜水面的升
2．补、径、排特点
1）由于潜水水与包气带直接连通，无隔水顶板，因而在
过包气带接受大气水，地表
2）在重力用下由水位高的地方向水
3）排泄：
a. 径流泄：径流到低洼处，以泉、泄流的形式向
b. 蒸排泄：土面蒸发和植
c.
向其它含水层排泄。
3．动态特点及其
主要影响因素：是象、文因素。由于潜水与大气圈地表水圈联系密切，因此，
a. 丰水或年份：补给量>排泄量，水位上
b. 干旱季
4．资源特点
1）水量易于充恢复，由于厚度有限，通常
2）水质：
a. 湿润候地形切割强烈地区，有利于径流排泄，
b. 干旱候的盆地、平原，以蒸发排泄为主，常
3）易受污染，对水源应注
5．潜水等水位线图
潜水面特点：潜面是向排泄区倾斜的曲面，起伏大体
潜水位––––潜水面上任一点的高
等水位线––––潜水位相等
作图：a. 内插法：线性插公式（分析），或平面几何的直线方程，由已知两点坐标求三点坐标的方法来作图；b. 修正：根据水地质条件和原理对不符合
K 2
22.4
K 321.2
(X , 14?y 2
X , y ) 22
?x 1=?x 2?y 1 ?y 2
式中：?x 2–––– 两孔间的水平距离；?x 1–––– 插值点与k 1
?y 2–––– 孔间的水位差；?y 1––––插值点与k 1
从等水位线图可得：
1）潜水流向––––垂直等水位线，由高
2）潜水面坡度––––两等水位线的水位差Δy 除以其
I =
3）潜水埋藏度，根据等水位线图和地形图； ?x 4）潜
a. 地下补给地表水→流向箭
b. 地下排泄地表水→流向箭
5）渗透性：
a. 等水位线密，渗透性
b. 等水位线稀，渗透性
6．潜水的基本特点
上面没有连续的隔水层，与
水圈联系密切，埋藏浅，积极
（二）承压水
confined water
1．概念
承压水––––充满于两个隔水层（或弱透水层）
之间的含水层中的水叫
贮水系数––––指测压水位下
一个单位深，
层厚度的含
隔水顶板：承压含水层上部
隔水底板：下部的
承压含水层厚（M ）：隔水顶、底板之间的距离为承压
2．基本特点
1）承压性，P31图3–6为一个基岩向斜盆地，中部没于隔水层之下的是承压
2）含水层从露置较高的补给区获得补给，向另一侧出露
3）钻孔穿隔水顶板时，钻孔
4）承受大气压强以外的
附加压强––––
测压水位（水）––––井中静止水位的高
测压水位高地的范围是承压水的––––自溢（
3．补、径、排特点
1）顶、底板水，通过含水层出露于地表的补给区获得补给；
→以泉、流等方式向地表或地
2）顶、底板为弱透
a. 除含水层出露的补给
b. 还可下含水层获得越流补给，也可向上
3）参与水循环不如
4．动态特点
1）气象、水文因素对其
2）动态比较稳定。
5．资源特点
1）资源不易补充、恢复；
2）含水厚度较大，资源具有
3）水质：
a. 若与外联系密切→参与水循环积极：
b. 若与界联系差→水循环缓慢：
6．等水压线图
将承压水含测压水位相等的各点连线––––
a. 确定流向；
b. 水力梯度；
c. 测压水是一个虚构的面，通常要附加
由弱透水和含水层组成的承含水统，含层间可通过越流发生联系，“半承压’’这一术语很合适：一方，此含水层具有承压性；另一方面，此类含水通过弱
开采半承含水层时，释出的量自几个面：①水体积弹性膨胀；②含水层压密；③相邻弱透水层(粘性层) 压密释水；④相邻含水层通过弱透水越流补给；⑤含水层接受侧向补给。其
7．潜水与承压
1）接受补给时：
a. 潜水：水位升高，
b. 压水：测压水位上升，孔隙压增加，受隔水顶板的限制，厚度增加不明显，水的度加大，有效应力降低，空隙度增大。增加的量通过水的密度加大及
2）排泄时：
a. 潜水：水位降低，
b. 承压：测压水位降低，水的密度变小，
3）参数
a. 潜水→给水度（μ）；
b. 承压水→贮系数（S 或μ*）（或弹性给水度）（
测定：野外抽
与潜水相比，参数的定义相似，但释
a. 潜水：水位降，释出的水来自部分空隙的排水（
b. 承压：测压水位下降时，出的来自水体膨，含水介质的压密，参数与厚度有关，S ：0.005 ~ 0.00005，较潜水小1 ~ 3个数量级。开采承压含水往往会形大面的测压水位的大幅度下降→
4）由于上部隔层的限制，与大气圈、地表水圈联系较
5）承压水像水那样容易受污染，但，一旦污染
如山前斜平原分布潜水，入平原后，弱透水的粘土层与砂层互，形成承压水。 在这类孔隙水
潜水→承压水→潜水（排泄）。
平原区（向上）：承压性自上
作为分类，潜水与压界限是十分明确的，但自然界情况是复杂的，具体问题要
（三）上层滞水
perched water
包气带局部隔层(弱透水层) 之上积聚的具有自由表面的重
补给：大气降水。
排泄：蒸，通过隔水底板的边
只有在缺水的区才能成为小型供水水源或
思考题
1. 包气带？
2. 饱水带？
3. 含水层？
4. 隔水层？
5. 弱透水层？
6. 潜水？
7. 潜水位？
8. 潜水等水
9. 承压水？
10. 承
11. 测
12. 贮
13. 上
14. 岩按
15. 根据地水
16. 按含水质（
17. 承压获补给时，测压水位 ，一方面，
度 ；另方，由于空隙水压力增大，有效应力 ，含水层骨架发生
18. 承压水含层补给时，增加的水量通过水的密度 及含水介质
19. 承压水
隙 。
20. 水的水位动态一般随
21. 绘制文地质剖面图，分别反映并表示地下水面、饱水
间带、毛细水带）。
22. 绘制
23. 如何绘制等
24. 什么说含水层与隔水层的
25. 从间尺度出发，分析含水系统
26. 潜水有哪
27. 水等水位线图可以揭示哪
28. 承压水有
29. 量增、减时，潜水与
30.
31. 如何理解含水层及隔
32. 较潜水与承压水的不同，分析两
33. “半压水”具有哪些特点? 和潜水及
第3章 地下水的赋存
Fundamentals of Hydrogeoloy
水文地质学基础
第三章地下水的赋存
The Occurrence of G.W
本章内容
3.1包气带
3.2含水层隔水层弱透水
3.3地下水分类
3.4潜水与潜
3.5 承压水与
3.1包气带
一、包气带与饱水
地下水面（水）：地下一定深度岩石中的空
形成一个自由面，以海拔高度表示称之地下水位。（一般通过
包
气
带
与
饱
水
带地下水位
3.1.2 包气带
包气带（zone of aeration or zone of unsaturation ） 特点：①岩石空隙未被水充满；
②是固、液、气三相介质
水的存在形式（多样）
结合水、毛细水（各种）、重
包气带水的垂直分带
土壤水带；
中间带（过渡带）；
支持毛细水带，毛细
包气带饱水带中地下水参水循的一个重要通道；“重力水”通过包气带获降水、地表水的入渗补给（补充），部分又通过包气带将水分
3.1.3 饱水带
饱水带（saturation zone ）
岩石空隙被完充满→是二相介质（固相+液相水）
①重力水②结合水
§重力：连续分布（孔隙连）→传递压力→在水头差作用下，地下水（空隙的水）可以连续运动。§地下开挖，坑道，巷道，基坑，打井在
3.2.2 概念
定义中模糊概念—“当量，微不足道，较大水力梯度”等严格的“是与非”的逻辑思维，在很多情况
从实际应用度来看划分的相对的
满足需要可以了。如在某处一井水量80m3/d，作为1万人的供水，非含水层；作为饮料厂、装瓶生产则含
微不足道，有时空尺
§如华平原早期地下水开就是的例子，深层水与浅层水的开采有一粘土隔水；后开采深层，水量大，水位降低快，浅水向深层“越流”--
§现在行水文地质计算、模拟，不再简单二分了，而是用模糊学的研究方
渗透性等
级标准岩体特征
渗透系数k
（m/s）单位涌水
L/s.mq <>
0.01≤q <>
05
0.05≤q <>
1
0.1≤q <>
0.5≤q <><>
含连通孔洞等价开度>2.5mm裂隙岩体微透水微水弱水中等透水强透水极强透水K <><>
概念的思考？
1. 这组地层是含水层还
2. 煤层开采，巷道（矿坑）会否有水？
3. 如需要修水库，建坝后
4. 如供水的需要——如
大坝
A B
3.2.3
含水系统—Groundwateraquifer system
地下水含水系统：
是指由隔水对隔水岩层圈闭的，具有统一水
含水系统：
含水系统的定义是
文地质特征行划分的分析方法(或
含水系统层次划分—系
A
B
冲洪积平原地下水
丘陵
倾斜平原区低平原
3.3 地
：
地表以岩石空隙中的水(包气
：地表以饱水带岩层空隙中的
主要依据——含水介质的类型（赋存空间）
埋藏条件（赋
表3-1含介质三类，埋藏三分，
孔隙水
包气带潜水承压水
上层滞水孔隙潜水孔
裂隙水上层滞水裂隙潜水
岩溶水上层滞水岩溶潜水
潜水(b)、承压水(c)、上
a
b
c
3.4 潜水与潜
3.4.1潜水与潜水
潜水：
§地表以下，第一个具有自由表面的稳
自由表面—设有隔水层限制，与大气
气压强外不受
稳定—具有定的空间连续性（范围）以
潜水含水层：
§赋存潜水的岩层
屋建筑时的坑排水，大堤堤角处的散
3.4 潜水与潜
二、基本要素（专
潜水面(watertable) 潜水位(waterlevel ) 潜水含水层-
潜水与潜水含水层图
63
8
4
7
1
M 5
D
2
1-潜水含水层
2-隔水层
3、4 潜水面潜水位M-含水层厚度
7-流向
8-泉
D-潜水埋深5-大气降水
3.4潜水与潜
三、主要特征—学习P30~31,总结
补给(来源) ：降水入渗，河湖入渗 排泄(汇) ：
补给或排泄通过含层变化而储水与释水！ 动态：气象，水文因素影响明显，
受人为因素影响也显
水循环交替迅：循环周期短，更新恢复快 潜水研究基本方
获取信息-料
某地潜水等水位线图（平面）
河流
河
流
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3.5
一、承压水定义
充满于2个隔
二、基本要素与特征
①承压含水层；②顶板；③隔水底板；承压水要素④承压含水层厚
⑥测压水位（）：测压水位线的连线（面）—此线是
⑦承压高度；
⑧补给区；⑨承压区；⑩排泄区
⑾自溢区—测压位地形等高线的交点连接区含水层的等测压水位线图（
基岩自流盆地中
①承压含水层
②隔水顶板
③隔水底板
④承压含水层
厚度（M ）
⑤埋深（D ）
⑥测压水位线
（面）：
⑦承压高度-H
⑧补给区
⑨承压区
⑩排泄区
⑾自溢区
3.5 承压水与
特征：
补给与排泄
有限区域与外界，水循环迟缓些，水交替慢，平均滞留时间长（年
水化学
变化较大，矿度一般要高点，可以保留“
要稳定些，果分布面积大，厚度稳定—
问题：承压含水的：在储水与释水时，含水层厚度是不变的，承压含水
3.5.3 压含水层的储水与释水承压含
弹性给水度μe
§承压含水层中当测水降(或上升)1个单位，单位水面积含水层较体所释放(或
1) 含水层隙水的压力降低—水体积膨胀释水，水的膨胀
2) 孔隙水压力低，层颗粒间承受压力增加—骨架压缩?颗粒不变—骨架压
———发生释水（挤
这两部水很有限，所以μe 很小；
与重力给水
承压含水层的弹
从理论上来看：
§弹性给水度是可
§实际上弹性是有
§越过含水弹范围（限定），将产生一次性的变形即
§最终导含水层的弹性给水与
3.5.4潜水与承压水
在自然或实条件下，潜水与承压水的
在复杂条件下，很难将某些含水层中的水划
几个例子：
§山区基岩互层
§一个较厚的含水层
§一个封闭的含水层—潜水？
开采前—潜水含水层
开采后—压含水层开采潜水与
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例：潜水与承压
3.5承压水与承
介绍内容——上层滞水（perched water ）—要求自学P35这是包气带中唯一有际利用价值的重力水上层滞水 前第一、二、章，是水文地质学中常用的
后几章将着重介绍一些基本
有关地下水动内容，请参考学习《水力学》中有关水
宜昌磷矿矿床地下水赋存条件的影响因素浅析
宜昌磷矿矿?床地下水?存条件的影?响因浅析? 要:本文在总结?宜昌磷矿区?以往水文地?质工作资料?的基础上，对区内影响?床地水?赋存条件的?主要因素进?行了系统分?析，为今进一?步好区内?磷矿勘探工?作，查明矿床的?充水特征具?有重要的指?导意
关键词:地下
0 引言
宜昌磷矿位?湖北省?昌市夷陵区?、兴、远安县两县?一区范围内?，我国特大?型矿床之?，总计面积,?,,余方?公里，包括,4个?基本独立的?文质单?元的矿区，即白果园、树空坪、殷家坪、杉树垭、店子坪、樟村坪、栗林河~西叉、丁家河、桃坪河、殷家沟、盐池河，战垭及晓?矿区。磷矿区水文?地质工作始?于,,,,?，经过多年的?工作实践，积累了较丰?富的水文地?质资料。系统结、整现阶段?的有关料?成果，提对宜昌?磷矿区地下?水赋存条件?影因素的?认识，对今后进一?步好区内?磷矿勘探工?作，查明矿床的?充水特具?有重要的指?导
1 自然地理
宜昌磷矿区?属川~鄂西大巴山?脉东延部?分。总体地势西?高东低、高南低，显现为峰?叠嶂、河谷深切、崖壁峡谷广?布，多剥夷?面组构的中?山地貌景观?。由于地表分?布地层岩性?的不，地貌形态亦?具明显的差?性:灯影厚~中厚层白云?岩地层区以?崖陡、和危岩发育?为主要特征?;陡山沱组和?水月寺地?，由于抗风?和抗侵蚀
气候区。由于地?和海拔高程?的区内雨量充?沛，暴雨频繁，
影响，气候垂向?差异大，小气候特征?明显。磷矿区地表?水文网
,,丁家河，般洪峰最?大流量,,?~,,,/,;次安河?，一般最大流?量,,.,,,/,;其余河、溪流量一般?小于,,,?/,，洪峰流量都?大于,,,?/,。区内地表水?流量严格受?降雨量多少?控制，山区河、溪量暴涨?暴落特点。平水期和枯?水期主要靠?两侧冲沟水?、泉水以及矿?坑水补
2 地质构造
本区构造?动，主要经历了?个发阶?段:一雪峰运?动，使前震旦系?水月寺群发?生强烈褶皱?及多旋廻的?浆活，并经过中~深区域变质?作用，构成地台?底;二燕山?动，导致古生代?的沉积
宜昌磷矿位?扬子准?台上扬子台?坪褶带的?新华夏系构?造第三隆起?带之黄陵背?的北至北?西翼，背周缘地?沿背斜边?缘呈北西~南东向弧形?分。斜轴向N?E12?，南北长75?Km，东西宽36?Km;核部沉积变?质基底为?震旦系水月?寺群混合花?岗岩与片?等;沉积层自?上震旦系陡?山沱组、灯影组至寒?武牛蹄塘?组皆有出露?。本区地层以?灯影组、陡山沱组分?布最广泛?，绝大多数以?碳盐类(白云岩)地层为主，其总厚度6?10m上?，约占水月寺?群基底以上?积盖层总?厚度92%。磷矿区地层?多呈5~15?倾角单斜?产
213N~NE~E。工
矿区出露地?层
表1 昌磷矿区?地层岩性
地层年代 层
寒武系下统?绿
震旦系统?灰白,深色中,?厚层状粉细?晶白云岩夹薄层泥晶
深灰色薄,中层
灰,深灰色中层
灰黑色中厚层状燧
灰色中厚状泥晶白云?岩?，局夹层泥质白岩?，?底部为震旦系上统?Z2d21? 2.0~16.0 致密条状块??岩(Ph)夹泥晶白云?岩 2陡山沱 Z2d13? 3.7~32.5 浅灰色
3顶部为条带?状块(Ph)，中下部为黑色含钾
浅灰色中厚层粉
前震旦系 不详 片岩，片麻
3 影响矿床地?下水赋存的?主要因素
3.1构造断裂?
磷矿区内构?造裂颇为?(见表2)，要有NW?、NWW及N?E与近SN?向四，且大都为正?断层，仅殷家矿?区发育移?断层(F82、F86)，桃坪河矿区?发育逆掩断?层(F5、F6)及旋扭断层?(F2)。各组断层的?布在平面?上近于平行?或呈“”字形(见图1)，在剖面上则?大都呈阶梯?式或地垒式?与地堑式的?列组合特?征，以殷家沟矿?区、樟村坪矿区?、家矿区?尤为突出。断层带构造?带多为粘土?或为被碳酸?盐脉状胶结?的角岩充?填，并常见构造?小透体、粉岩、及砾岩定?向排列与烘?烤现象，反映其受?造应力为?压性及多期?活动的特?。这些断裂带?对两盘下?水的导水(或阻水)特主要?现在以下四?
表2 宜磷矿区?主要断裂构?造发
杉树垭 栗河~区名称 白果园 殷家坪 店子
断层数 38 16 16 67 44 27 33 50 17 (条)
断层密
(1)位于断层两?盘的钻孔常?有明显的?静水位差。如5.34丁河?矿F18?东西两的?ZK802?与ZK80?6孔，平距为70?m，而水位差达?61.35m;桃坪河矿区?F2东西两?侧的ZK5?01与ZK?510，平距亦为7?0m，水位达?104.42m同时?，该矿区位于?F3断东?盘ZK3?03较之于?盘的ZK?302孔口?标高低74?.85m(两平距1?15m)，而前者水位?反较后
[2]此，在同一钻孔?中分对?层的下?盘抽水时也?有明显的水如杉树垭东?位差。?部矿段ZK?781
[1](2)钻取出的?构岩岩心?大多数无地?水活动如丁河矿?。?ZK11?5揭露的F?16造岩?，岩心呈土状?，挤压紧密;ZK140?揭露F3?1构造岩具?轻微岭土?，无透水迹象?;殷家沟矿区?ZK3揭露?的F12构?造岩被碳酸?盐结;店子坪矿区?ZK34?ZK110?揭露的F2?34及F2?33均发育?构造小透镜?体，皆未显示导?水特
(3)断层带迎?水一侧因?层而常?有溢泉出露?。如店子坪矿?区F229?盘，F233上?盘、F240下?，桃坪矿区?F3及F2?上
(4)断带抽水?试验结果，无是上?混合或单?独抽水，单位涌水量?均甚小:[2]0~0.0045L?/s?m。如杉树垭东?部矿ZK?781对F?21和上盘?同时
?水，单位涌水量?别
0.0045、0.0、0.00069? L/s?m，且皆以静储?量为主，抽水后水位?均难以恢复?到初状态?。如ZK01?、ZK602? 、ZK651?
总之，本区构造?裂带阻?普遍性:店坪矿?23个钻孔?揭露断层带?，具阻水征?的有17?孔，占74%;桃坪河区?25个孔?遇29条断?层，显示阻水特?征的为22?，占88%。区内具导水?和局部导水?性质的断?带仅占断层?总数的三分?之左右，且多以部?导水，深部阻水的?特征而存在?。决断层带?导水的因?素不仅有断?层带所受构?造应力性质?、结及胶?结程度，而且断层带?在后期风化?、重力卸荷、地表水冲蚀?、地下溶蚀?的用下改?变构造的?结以及物?成份，使其导水性?能逆转也是?不忽视?因素。碳酸盐胶结?物可以被再?度溶蚀、黄铁矿胶结?物氧化、原来胶结紧?密者可风?作用变疏?松。
一些从?体来说属?阻水性的?层，其分局?部仍可显现?出导水性。 如栗林河~西叉河矿区?和桃河?区的F3、店子坪矿区?的F246?、丁家河矿?东部矿段F?31等断层?
对本区地下?水具导水、储水意义的?要是级?别、序的正?断层。这些小断层?胶结差，且常伴生“入”字形次生结?构面，不仅其身?导水性，而且勾通其?它含水网络?，并使微细含?水络中地?水向其
。如桃坪河矿?区900?巷于190?m处发育落?差
处发育?破碎带宽2?.7m的小正?层，它们的断裂?带及影响带?均出现明显?滴或渗水?(枯季)，初始流量1? L/s右，成为目前坑?道充水
3.2构造裂隙?因素
3.2.1断层影响?带裂隙
在断裂构?发生和发展?过中，在两侧响?带产生了一?系列张裂隙?或剪裂隙。影响带宽度?一般10~20m，但在两断层?交汇地段，其宽度则?大增，尤其是两断?层交角较小?
区内断层虽?较育，其影响带?并非都富含?地下水，其富水性主?要受
(1)裂隙层的?性和裂隙?的性。在性的薄?状质白?云岩中，扭裂隙占主?导地位，断层影响带?大都不含(或弱含)水;脆性云?岩中，则张裂隙占?主导地位，断层影响带?一均富含?水。因此，同一断层的?不同部位，由于岩性?质的不同，其富水性往?
[1]较大?。如子?区ZK00?2及ZK0?04孔揭露?F229的?影响
裂隙甚发育?，石
碎?，使孔内漏?水严重。隙的张?性，除与岩性有?关外，并与后期构?造应力的叠?、改造因素关?系密切，由此，早期闭裂?隙以转化?为张裂隙，从而
(2)裂隙的充填?物及充填?度。樟村坪?矿ZK0?1揭露的樟?村坪断裂及?丁家河矿?ZK671?、ZK602?揭露的F1?6(樟坪断裂?的分断层?)断层影响带?均被白云岩?脉充填，经水试验?结果反应其?单位涌水量?均较小(分别为0.0045、0.00069?、0.0175 L/s?m)，且抽水后静?水位不能恢?复到原来状?态，与附岩层?相比较，富水性并?无增强的迹?象。而那些低级?别、低序次的?规模断层影?响带大未?充填，其导水性一?般均较主断?层影响带为?强。如桃3河矿?区F5(逆掩断层)破碎带宽?5~15cm，但经ZK3?07对其影?响带(地层为Z2?d)抽水1试验结?果显示，其单位涌水?较之矿区?内位处一般?地的ZK?602和Z?K406分?别
3(3)次级断层?穿切。店子矿区?ZK302?对Z2d1?~ Z2d2抽?水，其单位水?量达2.813 L/s?m，居宜昌磷矿?区之首，该孔段富水?性的明显增?强显然与次?级断层F2?36的穿切?有切关系?。再者，矿区坑道中?揭露一些?级小断层带?时，顶板及两壁?常呈见强烈?滴水渗水?(枯季)，使有的断?破碎带本?身不含水，但其两侧影?响带也表现?出水特征?。 3.2.2早期区域?构断裂伴?
宜昌磷矿区?主要构造?迹为新华夏?第三、第四期断?，及数量众?多、规模不大的?低级别、低序次断裂?。区内褶皱不?发育，仅局部层?现波状起?伏。早期区域构?造主要为新?华夏系第一?、二、三期断，其以第二?期应力规模?最大，从而
本次研究?宜昌磷矿8?个矿的6?8个裂测?量点为分母?，各组早期断?裂构造伴生?裂隙出现点?数为分子，算结为?各组裂隙出?现的能见率?，以能见率?者为发强?和密度大?。早期断裂构?
表3 新华系早?期断裂构造?伴生裂
区域构造伴生隙
65?组 9 13% 一期 新华断裂 桃坪河矿区 ?325?组 16 24%
20?组 34 50% 二期 远安东、西断裂 殷家坪~店子坪矿区 ?300?组 29 45%
丁家河西部及樟村矿??90?组 26 38% 三 樟村坪断裂 ?区?矿
上表中各组?区构造伴?隙均以?切穿强、延远、裂面平直、倾角陡为特?点，但发程度?与开度仍?岩性控制。构造应力?现不强时?，裂隙一般仅?发育于脆性?中厚~厚层状白云?岩中;而构造应力?较强时，则往往同时?切穿柔性的?薄状泥质?白云岩，且密集发育?(呈闭合状?)。此种裂隙密?集发育现象?在宜昌磷矿?屡见鲜，尤其在陡?沱组第三层d)?(Z23更是如此。然而，区内类?隙常为白云?石充填，尤其以早期?构造裂隙的?充填度为高?，从而削弱?岩层的导?性与富水性?。这些隙?被充的地?段抽水，单位涌水量?一般均甚小?，如家河矿?区ZK12?01、ZK891?孔对含水层?Z2d2抽?水，单位涌水量?分别
3L/s?m;樟村矿?ZK202?孔对Z2d?抽水，
之列。
区内早期区?构造伴生?隙的存在?虽具遍性?，但由一般?均呈合状?，故其富水性?大较弱，且直接由其?中出露的泉?水亦不多见?;在坑道中，顶板及帮?常现为干?燥无水状态?;有在两组?或两组以上?密集发育部?，受晚期构造?裂隙穿，风化作用强?烈以及经岩?溶作用扩?的地段，区域构造裂?隙才具含水?
3.2.3晚期构造?断裂
由于新华夏?系
一些张裂隙?及裂仅?伴生在主断?裂带的两侧?。切穿性强、延伸
较远者?多为与主断?裂“入”形相交的?次生结构面?。这些结构面?一见于断?层上盘，其延伸方向?、产状主断?裂构造应力?方
此类结构面?延伸方?与区域构?裂隙致?，但其倾角则?明显较缓，且过先期?形的构造?裂，有时又被?低级别结?构面穿切，具有很强的?勾通性，而对下?水的富集和?运移起着明?显的控制作?用。如桃坪河矿?区朱家湾7?57平巷5?48~555m处?，走向55?~60?组(倾角54?)裂隙密集发?育，并切过27?0?、310?两组区域构?造裂隙，坑道顶板沿?此裂隙带强?烈滴水(枯季);742平?88m处一?向83?(倾70?)低级别滑动?面切过65??次级结构?面，而后者已切?过30?组裂隙，三组裂隙切?穿性均很强?，巷道沿裂?隙带出现强?烈
3.3风化裂隙?因素
本区风化裂?隙较发育?，其发深度?和强度明显?受构断裂?、性、地等因素?的制约。构造断裂给?风化营力的?用造了?条件，在岩性差异?不大的厚层?状的白云岩?中，有利垂直?风化作用进?行;在岩差异?大，尤其是薄层?状泥质白云?白云岩?互层时，则有利于水?平风化作用?沿层发展?。在沟谷、坡地带，地强烈切?割，地表水及地?下水交替频?繁，水平和直?风化作用的?叠加影响促?进了风裂?隙的
风化裂隙?发育深度主?要受地的?响，在山体单薄?的山脊及浑?园状山体的?边缘部位，风化隙?育深度一般?100~200m;在谷及浑?园状山顶风?化裂隙发育?
此外，断裂造
[3]风化作用?裂隙导水性?的影响表现?为:在层裸露?条件好，单薄的脊?浑园状山?体的边缘部?，物理风化作?用强烈，岩石以机械?破碎为主，有利于导水?风化裂隙的?生成;在层埋藏?深的部位?，则以化学风?化用为主?，岩石沿裂隙?面改变矿物?的化成份?，生成次粘?土矿及其?它化学沉淀?物充填裂隙?，从而不利?导水风化裂?隙的形成。 3.4岩溶发育?
本区灯影组?云于?质纯、裸露条件佳?和构造裂隙?发育等
3层较发育?2育，遍溶?蚀裂隙、溶孔与溶洞?。陡沱组则?以Z2d1?，其
其余各层岩?溶发育一般?较弱。
Z2d13?层工业磷?Ph13?的直接板?及Ph2的?直接底板，其岩溶的发?育对矿充?水有重要影?响。Z2d13?白云岩岩?较发育的因?素，除与其岩性?质纯、层厚有关外?，而且与形?、水质及构造?因素密不可?分。在沟谷地带?，主要是向?排泄带，地下水、地表水交替?循环和侵蚀?、溶蚀作用增?强，导致岩溶较?发育，于钻孔岩?中普遍见有?蚀裂隙、蜂窝状溶孔?，局部钻孔发?现数米深的?洞。而在山脊部?位，其埋藏较?深，地下水与地?表水交替缓?慢，岩溶发育较?弱，一般以针?状小溶孔及?溶为主。外，在断裂造?附近，由于构造裂?隙较发育，有于地下?水的运移、集聚，往往也为岩?溶发及溶?隙水的赋存?提供了件?。本文重点对?Z2d13?层溶发育?特征分述
(1)Z2d13?层岩溶以?坪河~殷家沟矿区?带最为?育。内在孔?中见有大?小不一的溶?，生产坑道?中揭露该层?时，亦常见囊状?小溶洞，并于家沟?矿区发育一?长达10?0m的大型?溶洞，为磷矿区内?陡山沱组中?溶洞规模最?大者。其岩溶发?的原因，固与区断?裂造较发?育有关，同时该区特?有的水化学?型和复杂?组份的地下?水对岩石的?混合溶
[1]用也不可?视的因素?。区地水?中硫酸?离子含量明?显较附近各如盐池河?矿区高。的?ZK35、ZK23和?殷沟矿区?北缘神龙河?的ZK24?涌水孔，均出H2?S体，在岩心中?见自然硫，这点在
从磷矿区水?化结?果来看，在裸露条件?较好的矿区?(如店
,2离子含量?中SO4?般均小于?10mg/L，而桃河矿?区的ZK4?06孔和
,2离子含?下水S?O分别为44?mg/L、43mg/L，最高的ZK?602孔?(桃河矿区?)则达2014,2离子含量??.07mg/L。该区内地下?水中SO4?偏高的特点?，反映了这些?地内地下?水系处于封?闭或半封?的还原境?中。据此可以这?样推断，本区山?期以前的储?水构造属于?封闭状态，而在燕山期?，由断裂构?造和构造?运动，使该区形成?了纵横交错?的裂含水?网络及地表?水文，从而为H2?S气体的逸?出和氧化创?了良好的?
在氧化条件?还的?情况下，生成了自然?硫沉积于裂?隙中，
,2离子则与?的SO?CaO化合?而生成Ca?SO4并
?Z2d21?底即见石?膏夹)。而水中Ca?SO4存?在降了C?aCO3?MgCO3?的溶解性，同时在燕?动过程中?，由于构造营?力等因素产?生的热源增?温作用也?低了CaC?O3和Mg?CO3的?解度，甚至发生反?析。白云出?时，呈脉状充填?于裂隙中，方解石析出?时，则往沿宽?大的隙及?溶洞晶簇?状充填，从而使部分?早期形成的?洞隙彼此?成独立的系?统，并使其容水?空间导水?性
在坑道中揭?露隙?时，初始多有水?流出现，但历时数小?时
2河矿?区900和?742平巷?中于Z2d? 、Z2d13?揭露此类溶?洞不下十余?
这一?征，反映其中地?下水存?静储量为主?。这一反析充?填的客观?实，也是导致本?区一些断裂?构造其两?侧影响带含?水
(2)区较大的?溶洞、溶隙常发?在裂带?附近，并往往构成?区内溶隙水?相对富集的?带。如殷家沟矿?区南缘于Z?中见长逾?米的洞，即与沿F1?2近于直
?带发育有?切关系;店子坪矿区?ZK870?3孔见3?m的溶洞发?育于断层上?盘;桃坪河矿区?757平巷?中揭露一直?径2m、长8m的?洞亦沿附近?一正断层的?次生结构面?发育，该溶初揭?露时，涌水达1?0L/s，并导致矿井?停
(3)构造隙的?存，尤其是区域?造裂的?存在，是地水得?以赋存和溶?蚀作用进行?的先决条件?。区内所见的?较大的溶蚀?裂隙和洞?及溶孔密?集发育带，几乎都是沿?着区域构造?裂隙生和?发展。如丁家矿?区西冲生产?井、桃枰河矿区?900平巷?和742平?巷等
NE向两?组裂隙存?在密切相关?。其中桃坪河?区900?出现的溶隙?
?平巷中露?的NWW向?隙，隙宽1c?m，初始涌水量?达10L/s;殷家沟矿区?西南缘发育?的NEN?W向溶隙，除了在交叉?部位发育溶?洞外，并其底部?赋存脉状溶?隙水，
(4)中厚~厚层状的的?云岩中，于抗溶蚀?能力的差异?，往往又为层?间溶隙的发?育提供了条?件。以殷家沟矿?区最为显?，钻孔揭露?时，孔内动水
3层顶部遇?ZK33?Z2d1?一宽3mm?的层裂隙?，动位深度?即由9.5m骤降至?37.9m，落差达28?.4m，显示因层间?溶隙的在?，对地下水的?赋存有着明?显的控制作?用。同时，由于岩溶?育受上下?对弱溶地?层的局限，亦导致了富?水在垂向?上的不均一?特点。 4
宜昌磷矿区?属构造剥?、侵蚀中山?貌型，以碳盐?(白云岩)地层为主。区内工业磷?矿层多埋藏?于当地侵蚀?基准面以上?，各矿又多?为横向或斜?向溪沟深切?，因而形成各?自独或基?本立的水?文地质单元?。区内影响地?水赋存条?件的因素可?以总结
1)区内造断?裂较为发育?，在期断裂?构形成的?同时，伴生了普遍?分布的构造?裂隙，为地下水的?赋提供了?基础，其中以晚期?构造断裂、隙勾通性?较强，对地下水的?富集和运
2)在构断裂?、裂隙的基?上，风化、溶用，尤其是岩溶?作用进一步?扩大了地下?水导水、溶水的
3)在平方向?上，由于构断?裂布、地形、地下水水质?等因素的影?响，表现为在?造断裂带附?近及沟谷地?带，地水与地?表水交替频?繁，地下水
4)在垂方向?上，由于各层?抗溶蚀力?的强弱及埋?藏条件的差?异，导致岩溶作?用主要在灯?影、山沱组Z?中普遍发育?，其中 Z2d13?层
?板，其岩发?育对矿床充?水有重要影?
参考文献
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报告》，湖宜
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[4] 王大纯、权、史毅虹，《水文地质学?基础》，北京，地
[5] 中国科院?质研究所?岩溶研究组?，《中国岩溶研?究》，北
作者简介:汪 (1976,)，男，助理工程师?，从事矿山
刘圣德(1969,)，男，工程师，从
宗(1971,)，男，工程师，从事地
工作单位:湖北省宜昌?地
2008年?3月
【doc】宜昌磷矿矿床地下水赋存条件的影响因素浅析
宜昌磷矿矿床地下水赋存条
浅析
第22卷第5期
2008年10月
资源环境与工程Vo1.22.No.5
0ct..20o8
宜昌磷矿床地下水赋存条件的
汪力,刘圣德,
(湖北省宜
摘要:在总结宜磷以往水文地质工作成果的基础上,对区内影响矿床
进行了系统分析,认内构造断裂较为发育,其中以晚期构造断裂,裂隙沟
和运移起着明显控用;风化,岩溶作用扩大了地下水导水,溶水空间;
表水交替频繁,下水,富水性较强;在垂直方向上,岩溶作用主要在灯
遍发育,对矿床水要影响.为今后进一步搞好区内磷矿勘探工作,查明
指导意义.
关键词:地
中图分类号:P641.11文献标识码:A文章编号:1671—1211(2008)05—0497—06 0引言
宜昌磷矿位湖北省宜昌市夷陵区,
县两县一区围内,是中国特大型磷矿
积300余方公里,包括l4个基本独
元矿区,即果园,树崆坪,殷家坪,杉
村坪,栗林河西叉河,丁河,桃坪河,殷家,盐 河,交战及晓矿区.磷矿区水文地质工始于 1965年,经过多年的工作实践,积累了较丰富的水文 地质料.系总结,整理现阶段的有关料成果,提 高对宜昌磷矿区地下水赋条件影响因的认识, 今后进一步搞好区内磷矿勘探工作,明矿床的充水 特征具有重要的指导意
1自然地理概况
宜昌磷矿区位于东一鄂西大巴余脉东延部 分.总体地西高东,北高低,显为峰峦嶂, 河谷深切,崖壁峡广,由多级剥夷面组构的中山地 貌景观.由于地层岩性的不同,地貌形态亦具明显的 差异:灯影厚一中厚层白云岩地层区以崖高陡 和危岩发育为主要特征;陡山沱组和水月寺地层 于抗风化抗侵蚀能相对较弱,常构成中陡一缓坡 地形.区内植被中发育,并以灌木林为主,局部有乔 木或乔木林
区内雨量沛,暴雨频繁,四季分,属亚温 湿气候区.由于受地形和海拔高程的影响,气候垂向 化异大,小气候特征明显.磷矿区地表水网甚 发育,流量较大者如丁家河,
73m./s;次为家河,一般最流量l5.74m/s;其 余河,溪流量一般<1m/s,洪峰流量都>7m/s.区 内地表水流量严格受降雨量控制,具山区河,溪量暴 涨落的特.平水期和枯水期主要靠两侧
2地质构造概况
本区构造运,主要经历了两个发
峰运动,使前震旦系水月寺发生烈皱及多旋回 的岩浆活动,并经过中一深区域质作用,构成地台基 底;二是燕山动,致古生代的沉积盖层普
宜昌磷矿位于扬准地台扬台坪褶皱带新 系构造第三隆起带之黄陵背斜的北一西翼,背 斜缘地层沿背边缘呈北西南东向弧形布.背 斜轴向NE12.,南北长75km,西宽36km;核部沉积 变质基底为前震旦系水寺群混合花岗岩与片岩等; 积盖层自上震系陡山沱组,灯影组一寒武系牛蹄 塘组皆出露.本区地以灯影组,陡山沱组分布最 为广泛,绝大多数碳盐类(白云岩)地层为主,其 总厚度610m以上,约占水月寺群基底以沉积盖层 总厚度的92%.磷矿区地层多呈5.,l5.缓倾角单斜 产出,倾向N—NE—E.工业磷矿层赋存于Z,d底 (Ph)及z顶部(Ph),厚度变化为0,14ITI.矿区 出露地层
收稿日:2008—03—20:改回日期:2008—04—08 作者简:汪力(1976一),男,工程师,文专业,从事矿山水,
mail:849720842@qq.eom 498资源
表1宜昌磷矿区地层岩性及
Table1Lithologyandthicknessofformationsin
Yichangphosphorusoredistrict
地层年代地层代号地层厚度/m地层岩性
3影响矿床地下水赋存的
3.1构造断
磷矿区内构造断颇
殷家沟矿区发育移断层(FF),桃坪河矿区发育 掩断层(F,F)旋扭断(F.).各组断层的展布 在平近于平行或呈"人"字形(见图1),在剖面上 则大都呈阶式或地垒式与地堑式的排列合特征, 以殷家沟矿区,樟村坪矿区,家河矿区尤为突出.断 层构造带多为粘土或被酸盐脉状胶结的砾岩充 填,并常见构造小透镜体,碎粉岩及角砾岩定向排列 烘烤现象,反映其所受构造应力为压性及多期
)特 特点.些裂带对两盘地下水的导水(或阻水征主要
(1)位于断两盘的常有明显的水位. 如丁家河矿区F.东西两侧的ZK802与ZK806两, 平距70nl,而水位差达61.35m;桃坪河矿区F,东 两侧的ZKSO1与ZK510,平距亦为70m,水位差竞达 104.42m.时,该矿区位于F断层东盘的ZK303较 之于西的ZK302孔口标高低74.85m(两距115 m),而前者水位反较后者高12.4m.此外,在同一 孑L中别对断层的上两盘抽水时也有显的水位 差.如杉树垭东部矿ZK781对及上盘抽水时,孔 内
表2宜磷矿区主要断裂造育
Yichangephosphorusoredistrict
(2)孔取出的构造岩心大数地下水活动 痕迹.如丁家河矿区ZK115揭露的F构造岩,岩心呈 土状,挤压密;ZK140揭露
矿区ZK3揭的F,,构造岩 土化,无
被碳酸盐胶
及F233均发育构造小透镜体,皆未显水特征J. (3)在断层带迎水一侧因断层阻水而常有泉 露.如店子坪矿区F上盘,F,,
(4)断层带抽水试验结,无论是上下盘合 单独抽水,单位涌水均甚小:0,0.0045L/s?m. 如杉树垭东部矿段ZK781对F上盘同时抽水,樟村 坪?段ZK01对樟村坪,丁家河矿区ZK502对 F,l及ZK671对F抽水,单位涌水量分别为0.1725, 0.0045,0.0,0.00069L/s?m,抽水后水位均难以恢 复到初始状态.如ZK01,ZK602,ZK651抽水前后静 水位差分别为10.0,12,66.23m. 总之,本构造断裂带阻水具普遍性:店子坪矿区 23个钻孑L揭露断层带,具水特征的有17个孔,占 74%;桃坪河矿区25个钻孔遇29条断层,显示阻水特 征的为22孔,占88%.区具导水和局部水性质 断仅占断层总数1/3左右,且多以浅部导水,深 部阻水的特征而存在.决定断层带导水性素不仅 有断层所受构造应力性质,胶结物及胶程度,而且 断层带在后期风,重力卸荷,地表水冲蚀,地下水溶 蚀的作用下改变构造岩的构以及物成份,使其 水性能逆转也是不可忽视的因素.碳酸盐胶物可以 被再度溶蚀,黄铁矿胶结物被氧,原来胶结紧密可 第5期汪力等:宜昌磷矿床地下水
\I!:)南02040km
31.
图例
一田-10:田??
..5't.
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困囫-s
固圈16
——峥|乏:7{\Ro.
口s圈-
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lll.Il2.
图l区域地质构
Fig.1Generalizedmapofregionalgeologicalstructure
1.第四系;2.第
(包括震旦);7.前震旦系;8.
期);9.实测
裂;13.压性断裂;14.背造;l5.中生代盆地;16. 宜昌磷区范围;17.独立水文地质单元范及编号;?.新华断
?.远安东部断;?.远安西部断裂;?.樟村坪断裂; ?.雾渡
因风化作用变松.因此,区一些从总体说属 水性质的断层,其部分或局部仍显现出导水性. 栗林河西叉河矿区桃坪河矿区F,店子坪矿区 的F,丁家河矿区东部段F,等断层所表现的特征 即是如此.对本区地下具导水,储水意义的主要是 低级别,低序次正断层.这些小断层胶结差,且常伴 生"人"字形次生构面,不仅其本身具导水性,而且 沟通其它水络,并使微细含水网络中地下水向其 偏流而形成集中迳流区(带).坑中凡遇这小断 层时,大伴随涌水现象的生.如桃坪河矿区900 平巷于1901TI处发育落差仅2.01"10及742平巷6201TI 处发育破碎带宽2.7nl的正断层,它们
影响带均出现明显滴或(枯季),初始流量1L/s 右,成为目前坑道充水的主要
3.2.1断层影响
在断裂构造发生和发过程中,两影带产生 了一系列裂隙或隙.影响带度一般10,20 nq,但两层交汇地段,其宽度大增加,尤其是 两断层交角较小,此宽度可达100m. 区内断层虽较发育,但其影响带并非都富含地下 水,其水性主要受以下几个方面的影响: (1)裂隙地层的岩性和裂隙性质.在柔性的薄 层状泥质白云岩中,扭隙占主导地位,断影响带大 都不含(或弱含)水;在脆性白云岩中,则张裂占主 导地位,断影响带一般均富含水.因此,同一断层的 不同部位,由于岩石性的同,其富水性往往异 大.如店子矿ZK002及ZK004孔揭露F的影响 带,仅发育闭裂隙,钻孑L动水位无明显变化;而 ZK005揭露该断层影响带,裂隙甚发育,岩石结构松 散,岩心极破,致使内漏水严重.裂隙的张驰性, 除与岩性有关外,与后期构造应力的叠加,改造因关 系密切,由此,早期闭合裂隙可转化为裂隙,从而 使其导水
(2)裂隙的充填及程度.樟村坪?矿段 ZK01揭露的樟村坪断裂及丁家
揭露的F.(樟村坪裂的分支断)断影响带均 云岩脉充填,经抽水试验结果反应其单位涌水量均 较小(分别为0.0045,0.00069,0.0175L/s?in).目. 抽后静位不能恢复到原来状态,与附
较,其富水性无增强迹象.而那低级,低序次 的小规模断层影响大都未充填,导水性一均较 主层影响为强.7~H,ht坪河矿区F(逆断)破 碎带仅宽5,15cm,但对ZK307影响带(地层为z,d) 抽水试结果显示,其单位涌水量较之矿区内处一 般地的ZK602和ZK406分别增大148倍和73倍. (3)次级断层的穿切.在店子坪矿区ZK302对 Z2d—Zd抽水,其单位涌水量2.813L/s?m,居宜 磷区之首,该孔段富水性的明增强显然与次级 断层F的穿切有密切关系.再者,矿区坑道中揭
些次级断层带时,顶及常呈现强烈滴水和 渗水(枯季),使有的断层破碎带本身不含水,
3.2.2早期区域构造断
宜昌磷矿区要构造迹为新华夏系三,四 期断,及数量众多,规模不大的低级别,低序次断 裂.区内褶皱不发育,仅局部层出波状起伏.早 期区域构造主要为新华夏系第一,,三期断,其 以第二期应力规模最大,从
本次研究宜昌磷矿8个矿区68个裂隙量 点为分母,各组早期断裂构造伴生裂隙出现的点数为 分子,算果为各组裂隙出现的能见率,以能见率高 者为发强度和密度大.早期断裂构造
表3新夏系早期断裂构伴生
fracturestructureofNewCathaysianSystem
表3中各组域构造伴裂隙均以切穿性,延 远,面直,角陡为特点,但发育程度与开裂度 仍受岩性控制.当构造应力表现不强时,裂隙一般 发于脆性中厚一厚层状白云岩中;而构造应力较强 时,则往同时切穿柔的薄层泥质白云岩,且密集 发育(常呈合状).此种裂隙密集发育现象在
磷矿屡见不,尤其在山沱组第三层(Zd)更是此.而,内此裂隙常为白云石脉充填,尤其以早 期构造裂隙的充填度为高,从而削弱了岩层的导水性 与水性.这些裂隙被充填的地段抽水,单位涌水 量一般均甚小,如丁家矿区ZK1201,ZK891孔对含 水层Zd抽水,单位
L/s?m;樟村坪区ZK202孑L对Z,d抽水,单位涌
区内早期区域造伴生裂隙存在虽具普遍性, 但由一般呈闭状,其富水性大都较弱,且接 由其中出露的泉水亦不多见;在坑道中,顶板及帮壁常 呈现为干无水状;只有在两组或两组以上密集发 育部位,受晚期构造裂隙穿切,风化作用强烈及经岩 溶作用扩张的地段,区域构造裂隙才具水性. 3.2.3晚期构造断裂伴生
由于新华夏系第期断裂构造及期低级别断裂 构造成时,应微弱,故其构伴生裂一般不具区 域性,一些隙及扭裂隙仅伴生在主断裂带的两侧. 切穿性强,延伸较者多为与主断裂呈"人"形相交 的次生结构面.这些结构面一于断层上盘,其延 伸方向,产状受主断裂造应力方向与强的控制. 此类结构面的延伸方向常与区域构造裂隙一致, 但其倾角则明显较缓,且切过先期形成的构造裂
时又被更低级别的构面穿切,具有强的沟通性,从 而对地水的富集运移起明显的制作用.如桃 坪河矿区朱家湾757巷548,555m处,走向55., 60.组(倾角54.)裂隙密发育,并切过270.,31O.两 区域构造裂隙,坑道顶板沿此裂隙烈滴水(枯 季);742平巷88m处一走向83.(倾70.)低别滑 动面过65.组次级结构面,而后者已切过30.组裂 隙,三组裂隙切穿性均很强,巷道壁沿裂隙带现强烈
3.3风化裂
本区风化裂隙较发育,其深度和强度明 受造断裂,岩性,地形等因素的制约.构断裂给风 化力的作用创了条件,在岩差异不大厚层状 的白云岩中,有利于垂直风化作用进;岩性差异较 大,尤其是薄层状泥质白云岩与白云岩层时,则有利 于水平风化作用层面发展.沟谷,边坡地带,地形 强烈切割,地表水及下水交替频繁,水平和垂直风化 作用的叠加影响促进了风化裂隙育. 风化裂隙的发育深度主要受地形的影响,在山体 单薄的山脊及浑圆状体的边缘位,风化裂隙发育 深度般100,200m;在沟谷及浑圆状山顶风化裂 发深度一般50,100m.此外,裂构造的存在,往 第5汪力等:宜昌磷矿矿床地下赋存件的影响因素浅
往使风化裂隙发育的深度明
风化作用对隙导水的影响表现:在层裸 露件,单薄的山脊及浑圆状山体的边缘部位,物理 风化作用强烈,岩石以机破碎主,有利于导水风化 裂隙的生成;在岩层埋藏深的部位,则以学风化作 用为主,岩石沿裂
粘土矿物及它学沉淀物充填裂隙,从而不利于导
3.4岩溶发
本区灯影组白云岩由质纯,裸条佳和构造 裂隙发等原因,岩溶现象较发育,普遍可见溶蚀裂 隙,孔溶洞.陡山沱组则以z:d层较发育,次为 Z2d;,Z2d:层,余各层岩溶发育一般较弱. Z2d层为工业磷矿Ph的接顶及Ph:的直接 底板,其岩溶的发育对矿床充水有重要影响.Z:d白 云岩岩溶较发育的因素,除与其性质纯,层厚有关 外,还与地形,水质及构造因素密不可分.在沟谷地 带,主要是顺向排泄带,地下水,地表水交替循环和侵 蚀,溶蚀作用增强,导致岩溶较育,钻孑L岩心中普遍 有溶蚀裂隙,窝溶孑L,局部钻孔发现数米深的溶 洞.而在山脊部位,因其埋藏较深,地下水与地表水交 替慢,岩发育较弱,般以针孑L状小溶孔及溶隙为 主.此外,在断构造附,由于构造裂隙较发育,有 利于地下水的运,集聚,往往也为岩溶发育及隙水 的赋存提供了条件l4J.本重点对Zd层岩溶发育 特征
(1)Z2层岩溶桃坪河一殷家沟区一带最为 发育.区内钻孔中常有大小一的溶洞,在生产 坑道中揭露该层时,亦常见状溶洞,并于殷家沟矿 区发育一长度达100rn的大型溶洞,为磷区内陡山 沱组中溶洞规模最者.其岩发育的原因,与该区 断裂构造较育有关,同时特有的水化学类型和复杂 组份的地下水岩石混合溶蚀作也是不可忽的 因素.该区地下水中的硫根离子含量明显较附近 矿区高.如盐池河的ZK35,ZK23和殷家沟
神龙河的ZK24涌水孔,均出现HS气体,并岩心中 见自然硫,这点在宜昌磷矿各矿区中是独见的. 从磷区水化学分析结果来看,在裸露条件较 的矿(如店子坪,樟村坪矿区),
般均<10mg/L,而桃坪河矿的ZK406孔和殷家 沟矿的ZK23孔,地下中SO2子含量分为44 mg/L,43mg/L,高的ZK602钻孔(桃坪河矿区)则达 201.07mg/L.该区内地水中so;离子含量偏高的 特点,反映了这地段内地下水系处于封闭或半封闭 的环境中.据此可以这样推断,本区在燕山期以 前的储水构造于封状态,而在燕期后,由于断 构造和新构造运动,使该区形了纵横交错的裂隙含 水网及地表水文网,从而为Hs气体的逸出和氧化 造了良好的
在氧化条件还完备的况下,生成了然 积于裂隙中,待氧化条件充时,形成的so2离子则 与CaO合而生成CaSO,并沉积于层间裂隙和构造 隙(殷家沟矿区ZK35孑LZd底部即见石膏夹 层).而水中CaSO的存在降低CaCO和MgCO的 溶解性,同在燕山运动程中,由于构造营力等因素 产生的热源作用也降低了CaCO和MgCO3的溶解 度,甚至发生反析.白云石析时,呈脉状充于裂隙 中;解石析出时,则往往沿宽大的裂及洞呈晶簇 状充填,从而使分早期形成的洞隙彼此构成独立的 系统,并使其容空问和导水性
在坑道揭露此类洞隙时,始多流出现,但 历时数小时或数天后即干涸.如坪河矿区9OO和742 平巷中于Z2di,Z2揭露此类溶洞
,
1.5m,均呈现一特征,反映其地下水赋存以静储 量为.这一反析填的客事实,是导致区一些 断裂构造及其两侧影响水不丰的基本原因. (2)区内较大的溶洞,溶隙常常发育在断裂带 近,并往往构成区内溶隙水对富集的带.如殷家沟 矿区南缘于Z2d见长逾百米的溶洞,即与沿F近 于直交的分支断裂发育有切关系;店坪矿区 ZK8703孔见高3m的溶洞发于断层上盘;桃坪河矿 区757平巷中揭露一直径2m,长8m溶洞亦沿附
正断层的次生结构发,该溶洞初揭露时,涌水量 达10L/s,并导致矿井停产两
(3)构造裂的存在,尤其是区域造裂的存 在,是地下水得以赋存和蚀作用进行先决条件. 区内所的较大的蚀裂隙和溶洞以及溶孑L密集发育 ,乎都是沿着区域构造裂隙发生和发展.如丁家 河矿区西冲生产井,桃坪河矿区900平巷和742平巷 等坑道中出现溶隙以及溶带,均与NWW和NE向 两组裂隙的存切相关.其中桃坪河矿区900平巷 中揭露的NWW向溶隙,隙宽1em,初始涌水达 10L/s;殷家沟矿区西南缘发育的NE和NW向溶隙, 除了在交叉部位
(4)中厚一厚层状白中,由于抗溶蚀能 力的差异,往往为层间溶隙的发育提供了条件.
殷家沟矿区
现突降现象,如ZK33于z,层顶部一宽3him的 间隙,动水位深度即由9.5m骤降至37.9m,落差达 28.4m,显示因问溶的存在,对地下水的赋存有着 明显的控制作用.同,南于岩溶育受下相对弱 岩溶地层的局限,亦致了富水性在垂向上的不均一
4结语
宜昌磷矿区属构造蚀,侵蚀中地类型,以碳 酸类(白岩)地层为.区内工业磷矿层多埋藏 当侵蚀基准面以上,各区又多为横向向溪 沟深切,因而形成各自立或基本独立的水文地质单 元.区内影响地下水赋存件的素可以总结为: (1)区内构造断裂较为发育,在多期断裂造形 成的同时,伴生了普遍分布的构造隙,为地下水的 存提供了基础,其中以晚期构造断裂,裂隙沟通性较 强,对地下水的集和运移起着明显的控制作用. (2)在构造断裂,裂隙的础,风化,岩溶作用, 尤其是岩溶用进步扩大了地下水导水,溶水的空 问,故形成地下水存的类型以蚀裂隙水为主,局部 溶洞水,次为构造裂,层间裂隙水的格局. (3)在水平方向上,由于构断裂的分布,地形, 地下水水质等因素影响,表现为"在构造断裂带附 及沟谷地带,地下水与地表水交频繁,地下水导水, 富水
(4)在直方向上,由于各地抗蚀能力强 弱及埋藏条件的差异,导致岩溶作用主要在灯影组,陡 山沱组z中遍发育,其中Z2d层为主要工业磷 矿Ph的直接板及Ph,的直接底板,其岩溶
参考文献:
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PreliminaryAnalysisonInfluencingFactorsofUndergroundWater
OccurrenceConditioninYichangPhosphorusDeposit
WANGLi,LIUShengde,LIAOZongming
(YichangBrigadeojC,eologicalExplorationinHubeiProvince,Yiehang,Hubei443100) Abstract:BasedonsummaryofthepasthydrologicalgeologicalresultsofYichangphosphorusdepositarea,themain
factorsinfluencingtheundergroundwateroccurrenceconditionareanalyzed.TheauthorgviewsshowasMlows:instudy
area,tectonicfracturedevelopedwell,withlatetectonicfracturepredominate,thestrongcommunicationoffracturecon—
troltheconcentrationandmigrationofundergroundwaterobviously;weatheringandkarstprocessesexpandthewater
conductivityandabsorptionspace;inhorizontaldirection,undergroundwateralternateswithsurfacewaterfrequently,
thewaterconductivityandconcentrationofundergroundwateractstrongly;inverticaldirection,karstificationdeveloped
widelyinDengyingFormationandZ2dlayerofDoushantuoFormation,whichplaysanimpo
fillingof rtantroleinwater—
deposit.Itisofgreatguidingsignificanceinfurtherdoingthephosphorusexplorationwellintheregionandverifyingthe
water—fillingcharacteristicsofdeposit.
Keywords:undergroundwater;occurrencecondition;tectonicfracture;weathering;karst
武安市砂岩区地下水赋存规律的初步探讨
武安
高玉麟
河北
摘要:本对武市砂岩区的水文地质特征进行了较为细的阐述～总结了构造裂隙水和成岩裂隙的富集特征及律～并对该区寻找裂隙水的途
关键
武安北带广泛分布三迭系、二迭系砂岩～由于近些年工农业用水日趋增大～使浅层水近于疏干状态～为满足用水求～我们在该进行了大量作。通过打井及物探工的料分析～对武安市东北一带砂岩区裂隙水的
一(地质概况
武安市东北带第四系广泛覆盖～局部出三迭系、二迭系砂岩～仅具有资料对区的地层构造、火成
1、 层:区内有三系刘家沟组,TL,紫色薄一厚层细
粉砂岩、二迭系石千峰组,Psh,暗紫、紫红、浅灰色细砂岩、砂质2
页岩、
2、 地构造:武地处祁吕贺兰山字型的构造前弧东翼外缘东侧～形成武安盆地。本区构造主为北北东向正断层为主～由于后期多次活动
,1,格村-东马庄断层
该断层表为张性特征～走向北北、倾向东～为正断层～上下降使二迭系砂岩遭到破坏～
,2,武安市-西寨子断层
该断为张性特征～走向为北北东～西
,3,武安市-骈山-东寨子断层
表现为 性特征走向为北东～向西北倾,与骈山-大同断层相交
3、 火成岩
区内火岩为燕山期闪岩～出露于武安市东北一带～零星
二、裂隙水类型及其特征
根据本裂隙水的赋存态及展布规律～可分为两种～现简述
1、构造裂隙水
本区迭砂岩受构应力作用而断裂～在断裂中心常形成隔水的断泥～断层角砾岩～而一侧或两侧产生宽窄不一的富的破碎裂隙带～呈
性受裂隙育程度和导水性控～由于裂隙发育的不均一性～所以富水性极
格村-东庄断层为例:该断层为正断层～上盘裂隙发育～我们行了激电测深工作～经对比分析～在距断层东100m处布钻孔～孔深350m～0~74m为第四系～以下为砂岩～岩层破
水～水18m～涌水量110吨/时。在此之前～村方在该井
处打一井～孔深320米～涌水量仅25吨/
2、成岩裂隙水
燕山期长由在侵入时成围岩变形～产生裂隙或来的裂隙空间加大～其中包括层间裂隙、节理以及较大的断裂带造成的低次序裂隙等～而这些火成岩侵入体也往往是沿地层软弱地段～也就裂发带侵入。这种裂隙经多次岩浆热液活动～也还有部分没有被充填～当侵岩逐冷凝时～体积收缩～造成与围岩间的隙。于本区广泛分布闪长岩～使部分地区的二迭系、叠系砂岩受力后～促使裂发育～有利部位地下富集。如:武安市东山铁厂施工7眼水井～河北金鹏煤化有限公司施工9眼水井～都获了较为丰富的地下水～下面仅就部分钻孔情况统计
孔号: 深(m) 水位(m) 涌水量(吨/时) 漏水位置及岩
在该孔东150m东1 397 40 130 240m，砂岩 处火成岩
160m、210m分别东2 280 34 80 210m，砂岩 为火成岩穿插 东3 402 44.5 90 64m，开始漏水
187,231mδ 金1 406 60 80 104m漏水，砂岩 280,287mδ
320,340mδ 金2 418 53 50 120m漏水，砂岩 380,387mδ
240,242mδ 金3 420 62 50 170m漏水，砂岩 370,377mδ
从述资料分析～一般情况下～有薄闪长岩穿插或距火成岩一定距离～成岩裂隙发育～岩石破碎～为地下水赋
三、裂隙水的富集特征
1、影响因素
影裂隙水富的基本因素:构造导～岩性是基础～地形地貌是辅助。首先是构造应力作用～褶皱断裂～使完整的岩石产生裂隙～形成导水裂隙。由于岩石塑性差异～刚者易断～塑性者易柔皱～当地形地貌有利于降水对地下补时～则大大丰富了地下水。然地形、地貌的基本廓的生成又与地质构造有密切的因缘关系。本地区地为安盆地～北洺自西往东通过本区～岩性以三迭、二迭系砂岩为主～以及燕山期火成岩的侵作用～便成了控制本区裂隙水富集的主导
2、
通过述影响因素的综合分析～提出裂隙水富集的列有利地段:,1,几条断裂带的上盘～其宽窄断层的倾角大小及和断裂沉降带内,,2,火成
3、
裂水补给源主要大气降水～次为地表水局部地段受第四系孔隙水的补给。该区有北河流域～及四周较高～形成了较好的补给条。几条平行发育层～将裂隙自然划分为近南北走向的平条～接收西部太行山及北洛河流域的地表径流渗透补～并沿条带向东北运移
四、
根据现有料及笔者在本区工作经验～找寻裂隙水～可试从下面几
1、裂旁侧断层响带内～尤其是上盘更为有利～但不可距之太～勘探工程,钻孔或水井,过浅时穿过断层～往往水。最佳距离视构性质及规模而定～一般先要做物探
水段～在距断层40，110m为宜。 体
2、构造复合部位～尤是火成岩穿插较多而又以刚性岩石所处
3、侵入与围岩的接触带。因其岩裂隙发育又有较好的给条件时～往往是有丰富
以上观点是笔者的粗浅认识～不当之处～敬
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