淮北巖溶裂隙地下水的富集規(guī)律

摘要根據(jù)多年地質(zhì)勘探和水源井的成井資料分析了淮北巖溶溶蝕的垂直分布規(guī)律，并指出了淮北地質(zhì)可溶性灰?guī)r含水巖系的三個(gè)地下水淡水富集帶，分析淮北巖溶裂隙地下水的富集規(guī)律。

關(guān)鍵詞 巖溶裂隙 石灰?guī)r 石炭系

中圖分類號(hào)：P641 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Enrichment of Huaibei Underground Karst Fissures

CUI Liru， LI Xiaoqiang

(Anhui Third Exploration Team of Coalfield Geology Bureau， Suzhou， Anhui 234000)

AbstractThis paper analyzes Huaibei vertical distribution of karst dissolution based on years of geological exploration and water wells as well datas， and points out that the Huaibei soluble limestone geology of the three water-bearing rocks enriched with fresh groundwater， and analyzes analysis Huaibei enrichment of groundwater karst fissures.

Key wordskarst fissures; limestone; carboniferous

1 概述

淮北地質(zhì)可溶性灰?guī)r含水巖系有三個(gè)地下水淡水富集帶：可作為大型工礦企、事業(yè)單位供水水源基地，敘述如下：（1）夾溝向斜集水構(gòu)造（城孜集南富集帶）；（2）皇藏峪-老龍背背斜集水構(gòu)造（宋疃-符離集富集帶）；（3）閘河向斜-肖縣相山背斜集水構(gòu)造（相山-徐樓富集帶）。

含水巖系均為寒武系、奧陶系和石炭系石灰?guī)r，成井深度100m，井徑￠=300mm，單井水量Q = 100~200m3/h。

淮北位于魯西隆起區(qū)的中南部，山脈走向與區(qū)域構(gòu)造線相一致，呈北北東向，曾經(jīng)過(guò)多次地殼運(yùn)動(dòng)，其中以印支-燕山早期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈，褶皺和斷裂形態(tài)類型亦較復(fù)雜。褶皺和斷裂構(gòu)造對(duì)巖溶發(fā)育和地下水富集均起控制作用，溶洞和巖溶裂隙的發(fā)育無(wú)不與構(gòu)造相關(guān)，其垂直分布規(guī)律，一般溶洞發(fā)育在-130m以上，巖溶裂隙大多數(shù)分布在-200m以上，溶孔發(fā)育深度較大，一般可達(dá)-200~-250m。巖溶段率自淺而深逐漸降低，溶穴高度由淺而深呈遞減趨勢(shì)，鉆孔巖溶見(jiàn)率自淺而深降低，表明巖溶發(fā)育程度，自淺而深由強(qiáng)減弱。

由于溶蝕作用所形成的空間是地下水儲(chǔ)存運(yùn)移的主要場(chǎng)所，凡處于飽和帶內(nèi)都構(gòu)成含水體，然而由于三種溶蝕空間的發(fā)育程度，聯(lián)通性和充填狀況的差異，使富水程度有明顯的區(qū)別。

根據(jù)隱伏區(qū)鉆孔巖芯觀察，發(fā)育溶孔的層段自然厚度較大，但由于溶孔之間的聯(lián)通性較差，因此富水性不強(qiáng)，溶洞和溶隙是裂隙巖溶水主要儲(chǔ)存和運(yùn)移空間，是導(dǎo)致地下水富集的因素之一。

可溶性含水巖系的分布及賦存狀況，受區(qū)域體系所控制，通觀區(qū)內(nèi)構(gòu)造，可概括劃分為東西構(gòu)造帶，北北東構(gòu)造帶，南北向構(gòu)造帶和弧形構(gòu)造帶。其中東西向構(gòu)造帶和南北構(gòu)造帶隨著區(qū)域內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的沉降，而淹沒(méi)于平原之內(nèi)，被巨厚的松散層所覆蓋，而北北東向構(gòu)造帶和弧形構(gòu)造帶的一部分形跡，則于宿州符離集鎮(zhèn)及淮北市的山區(qū)出露可見(jiàn)，由于受整個(gè)淮河盆地區(qū)域水文地質(zhì)條件所控制，沉淀于平原區(qū)內(nèi)的可溶性含水巖系其水質(zhì)多為硫酸、鈣、鎂型及硫酸鹽，氯化物鈉、鈣型，向南則變?yōu)槁然镱愋停V化度1~3克/升，無(wú)飲用及工業(yè)供水之價(jià)值。

盆地邊緣屬新華夏構(gòu)造帶及弧形構(gòu)造部分的可溶性石灰?guī)r含水巖系裸露組成低山、丘陵地帶，直接接受大氣降水補(bǔ)給，水質(zhì)為重碳酸鹽鈣、鎂型淡水，適用于飲用和工業(yè)供水標(biāo)準(zhǔn)。

2 北部山區(qū)巖溶洞穴裂隙淡水

北部低山丘陵分布范圍，北起肖縣，南至宿州埇橋區(qū)符離集鎮(zhèn)，東至泗縣、靈璧境內(nèi)，由震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系石灰?guī)r出露，山脈延展方向與地層褶曲軸向的走向完全一致，在構(gòu)造體系上，屬新華夏系，在產(chǎn)生北北東向構(gòu)造的同時(shí)，由肖縣、濉溪、宿州的符離集一帶受扭動(dòng)而形成弧形構(gòu)造體系，并奠定了該區(qū)水文地質(zhì)集水構(gòu)造體的基礎(chǔ)，此弧形構(gòu)造帶，主導(dǎo)構(gòu)造線呈弧形延展，由北往南向西凸起，向北撒開(kāi)，向南收斂，其旋扭運(yùn)動(dòng)為順扭，屬壓扭性旋扭構(gòu)造，隨著主導(dǎo)構(gòu)造線的延展，分布著一系列的長(zhǎng)軸狀、較緊密的不對(duì)稱的褶曲，不但控制了含水巖系的分布延展，而且決定了地下水的逕流方向及匯集條件，其地下水隨著含水巖系的分布，順著主導(dǎo)構(gòu)造線的延展，自北向南逕流。該弧形構(gòu)造帶在灰古鎮(zhèn)、符離集鎮(zhèn)至西五鋪一線，為東西向的宿北大斷裂切割，宿北大斷裂構(gòu)成了南北地下水的分界線，造成南北地下水的水質(zhì)差異。弧形構(gòu)造宿北大斷裂以北按其地下水的分布及匯集條件，大體可以劃分為四個(gè)集水構(gòu)造（或匯集分布區(qū)）。

（1）第一匯集分布區(qū)（泗縣、靈璧縣震旦系石灰?guī)r弱含水區(qū)）。宿州市欄桿鎮(zhèn)以東，宿州、靈璧、泗縣公路以北地區(qū)，主要為震旦系白云質(zhì)石灰?guī)r分布區(qū)，地層總厚度300多米，但石灰?guī)r可溶性差，含水性弱，巖溶裂隙主要沿風(fēng)化露頭帶、潛伏露頭帶及構(gòu)造破碎帶分布，發(fā)育程度差，且極不均勻，成井率低，我隊(duì)曾在泗縣成井二次，靈璧縣北鳳皇山（下轉(zhuǎn)第151頁(yè)）（上接第134頁(yè)）成井一次，單井水量Q = 20~30 m3/h，未能滿足用戶要求而失敗，不具備形成地下水富集帶的條件，無(wú)作大型工礦企、事業(yè)供水水源基地的遠(yuǎn)景。

（2）第二集水構(gòu)造及富集帶（夾溝向斜集水構(gòu)造、城孜集南富集帶）。津浦線以東，支河夾溝向斜，該區(qū)為較寬闊的向斜構(gòu)造，軸部為奧陶系石灰?guī)r分布，隱伏于平原之下，兩翼為寒武系石灰?guī)r分布，出露組成低山，軸向近乎南北，向南至灰古鎮(zhèn)，該向斜被宿北斷裂切割，阻塞了該集水構(gòu)造的地下水繼續(xù)向南逕流的通道，我隊(duì)曾在夾溝農(nóng)場(chǎng)打井二口，成井一口，后來(lái)又在夾溝稅務(wù)所成井一口，兩井水量Q = 100~200 m3/h，夾溝鎮(zhèn)供水水廠，也是奧陶系灰?guī)r水供水，宿州華電公司第二發(fā)電廠建于三山孜距符離集鎮(zhèn)3公里206國(guó)道西側(cè)，也屬夾溝向斜集水構(gòu)造，單井水量Q = 200~300 m3/h，該集水構(gòu)造地下水水量較為豐富。

（3）第三集水構(gòu)造富集帶（皇藏峪-老龍背背斜集水構(gòu)造，宋疃-符離集富集帶）。閘河向斜以東至津浦線曹村、夾溝一帶，主要為皇藏峪-老龍背復(fù)背斜構(gòu)造，由寒武系奧陶系石灰?guī)r出露，組成的低山、丘陵向北延伸至徐州，往南至符離集而被宿北斷裂切割，阻塞了地下水繼續(xù)往南逕流的條件，成為一個(gè)阻水邊界，地下水沿弧形構(gòu)造帶向南逕流，該集水構(gòu)造屬于弧形構(gòu)造帶的迴旋的中部地帶，主要由一系列較緊密的不對(duì)稱長(zhǎng)軸的復(fù)背斜組成，與褶曲軸平行的一系列較大的逆斷層極為發(fā)育，地下水基本上是沿褶曲走向順各含水層自北向南逕流。

中、下寒武系及奧陶系中上部白云質(zhì)石灰?guī)r為此地帶的主要含水層。本區(qū)可溶性石灰?guī)r裸露直接接受大氣降水補(bǔ)給，較典型的表層風(fēng)化殼型的巖溶、溶槽、溶洞較為發(fā)育，我隊(duì)于2002年在弧形構(gòu)造帶的符離中學(xué)和在符離集西3公里的橫口（市水泥廠成井各一口水源井），單井水量都在100 m3/h以上，滿足了用戶的要求，也證明此帶含水豐富。

（4）第四集水構(gòu)造及富集帶（閘河向斜-相山肖縣背斜集水構(gòu)造，相山至徐樓富集帶）。由肖縣-淮北相山與閘河向斜共同組成此一含水構(gòu)造，這一帶為下、中寒武系、奧陶系石灰?guī)r出露組成低山，含水巖系直接接受大氣降水補(bǔ)給，山脈延展方向與背斜的軸向完全一致。

中、下寒武系的鮞狀灰?guī)r、奧陶系鈣質(zhì)白云巖及石炭系第三層灰?guī)r（層厚13m），第四層灰?guī)r（層厚17m），第十二層灰?guī)r（層厚17m），中厚狀石灰?guī)r不但厚度大，而且可溶性強(qiáng)，組成區(qū)內(nèi)巨厚含水巖系，構(gòu)成極大的地下水的儲(chǔ)水體。淮北市烈山鎮(zhèn)馬場(chǎng)鄉(xiāng)東南2公里蔡里是一個(gè)極大的匯水區(qū)，淮北市第二發(fā)電廠廠址建于此地，水源井單井出水量Q = 200~300 m3/h以上，建廠多年供水正常，同時(shí)也證明此地是地下水的富集帶。

3 結(jié)束語(yǔ)

本地區(qū)巖溶主要發(fā)育在震旦系、奧陶系、寒武系和石炭系的碳酸鹽巖中，一般白云質(zhì)石灰?guī)r，微孔裂隙最為發(fā)育，主要大的溶洞、巖溶裂隙均發(fā)育在石灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r中，區(qū)內(nèi)張性、張扭性斷裂和背斜核部、褶曲傾狀轉(zhuǎn)折部位產(chǎn)生的巖溶裂隙、溶洞較大，在巖漿巖與碳酸鹽巖接觸的破碎裂隙帶中地下水豐富。區(qū)內(nèi)，地表巖溶與地下巖溶的形態(tài)差別較大，往往地表巖溶發(fā)育程度難以反映地下巖溶的發(fā)育程度，從現(xiàn)有資料分析，隨著深度的增加，而巖溶發(fā)育程度逐漸減弱。

可溶性石灰?guī)r都含水，但不是什么地方可溶性石灰?guī)r都含水豐富，含水巖系只有在上述三個(gè)集水構(gòu)造內(nèi)含水豐富，成井深度100m，井徑300mm，單井出水量都能滿足100~200 m3/h，深井潛水泵供水水量要求，這些富水帶經(jīng)化驗(yàn)水質(zhì)較好，適合飲用和工農(nóng)業(yè)供水水質(zhì)要求。