微山湖區第四系沉積特征及含水層分析

■段友春 張啟慧 李繼寶 童召軍

（山東省煤田地質局第一勘探隊山東滕州277599）

微山湖區第四系沉積特征及含水層分析

■段友春 張啟慧 李繼寶 童召軍

（山東省煤田地質局第一勘探隊山東滕州277599）

本文主要研究微山湖區第四系下組地層特征及含水性質，掌握第四系下組沉積巖性特征，為分析第四系含水層及與下伏基巖導水性能打下基礎。[關鍵詞]微山湖區第四系含水層粘土層

0 前言

微山湖區位于華北板塊魯西隆起區魯西南潛隆起菏澤-兗州潛斷隆，湖區第四系主要為沖積相、洪積相粘土、砂、礫石沉積，在表層有3-6m湖相淤泥沉積。湖區煤炭資源豐富，在煤系地層及侏羅系上直接沉積第四系松散層，而第四系地層下組含水層與基巖接觸，可構成對基巖含水層的直接補給。為此有必要對第四系松散層分布特征及含、隔水層在剖面上的沉積特征進行仔細研究。

1 微山湖區沉積基底

微山湖區主采煤層為石炭二疊系山西組第三煤層，基底為經風化剝蝕后的奧陶系地層，在煤系地層沉積后，燕山構造運動使石盒子群和山西組上部部分地層遭受剝蝕。侏羅系地層不整合沉積于剝蝕地層之上，受燕山構造運動第二幕影響，本區又發生了輕微褶皺和較強的斷裂，經過多期構造運動和長期風化侵蝕作用，微山湖區形成了高低不平的沉積基底，其上沉積了一套第四系的松散沉積物。

2 湖區第四系分層沉積特征及含水性質

為探明湖區第四系下組地層特征及含水性質，特在湖區中部某煤礦設計施工了5個水文勘探鉆孔，通過對這5個鉆孔的資料分析整理，可較好的掌握第四系下組沉積巖性特征，為分析含水層及與下伏基巖導水性能打下基礎。

位于微山湖區某煤礦礦區范圍內第四系沉積厚度呈現出北東至南西逐漸增厚的特點，據施工的5個鉆孔資料揭示，第四系厚度在78.10～96.28m，平均89.06m。

湖區第四系沉積層由褐黃色、灰綠色、灰色粘土、砂質粘土、粘土質砂（砂礫、砂姜）及砂、砂礫層組成。根據其巖性、富水特性等可劃分為上、下兩組，平均厚度分別為38.55m、50.51m，其中下組大體又可分為上、下兩段。如下表所示：

表1 第四系下組分層及砂層厚度

鉆孔資料揭示第四系上組主要巖性為黃褐色、褐黃色夾少量灰綠色粘土、砂質粘土、粘土質砂（砂姜）、細砂及粗砂，中部含少量灰白色鈣質結核，中下部有含較多灰黑色鐵錳結核。上組厚度在35.55-40.05m間，平均38.55m，含砂層2-5層，平均厚度在6.25m，砂層厚度不大且不穩定，較松散，滲透性一般。砂質礦物成分主要為石英、長石，粘土礦物成分以高嶺石、蒙脫石、伊利石為主。上組含水層直接與大氣降水、地表徑流關聯，含水量變化較大。

圖1 微山湖區第四系下組地層剖面對比圖

第四系上、下組之間為一層粘土層所隔開，該粘土層層位穩定，平均深度在38.55-46.20m間，平均厚度為7.64m，單層厚度大，顏色主要為褐黃色夾少量灰綠色，粘結性好，可塑性好，可作為上、下組砂層含水層之間理想穩定的隔水層。

第四系下組主要巖性為淺灰綠色、黃褐色細砂、中砂、粗砂、粘土質砂、砂質粘土、粘土及少量砂礫，底部含較多灰白色鈣質結核，下組含砂層多，厚度較大且較穩定，呈松散狀，滲透性好，含水性好。砂質礦物成分主要為石英、長石，粘土礦物成分以高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石為主。其巖性特征剖面如圖1所示。

根據巖性及富水性等特征，可大體將下組劃分為上、下兩段，其間為一層相對較穩定的粘土層所間隔，該粘土層平均深度在57.46m，除水2015-1號孔在有較深外其他都變化較小，平均厚度在3.59m，除水2015-5號孔因下組厚度較小而不明顯外，在其他四個孔都可以作為劃分下組上、下段的分界層位，該層粘土呈黃褐色雜少量灰綠色，較厚，粘結性及可塑性好，較質密，隔水性好。

下組上段平均厚度11.26m，含砂層2-6層，砂層平均厚度6.96m。該段砂層層數不多，但厚度相對較大，且較穩定，呈黃褐色，多含礫石，呈松散狀，滲透好，是第四系的主要含水層段。

下組下段平均厚度31.60m，含砂層4-9層，砂層平均厚度15.51m。該段砂層層數較多，但厚度較小且層位不穩定，下部砂礫層多為鈣質結核及砂姜，透水性較差，多呈灰綠色，較上段砂層致密，滲透性不好，據抽水試驗所得數據顯示該層段水量較小。下段與基巖不整合接觸，基巖風氧化嚴重，多含褐黃色鐵質風氧化物及礦物條帶，物性極差。

根據對水2015-3號孔的兩次抽水試驗結果比較可以推測，或者水2015-3號孔基巖與第四系下組間水力聯系較弱，或者下組上、下段間粘土隔水層阻隔性較好，使得基巖砂巖層含水量較小，兩種情況都可說明第四系下組上、下段粘土隔水層與基巖含水量之間有著明顯的影響關系，因此分析該粘土層的分布范圍及隔水性能將對正確評價基巖砂巖含水層水力分布有著重要的意義。除水2015-5號孔外其他孔的上、下段間粘土層層位都較明顯且穩定，因此可得出，該粘土層在大部分地區都較穩定且隔水性能較好，總體仍可有效阻隔第四系下組上、下段間砂層含水層之間的水力聯系，使得下段砂層含水量不會太大。

3 總結

微山湖區第四系主要為沖積相、洪積相粘土、砂、礫石沉積，據在湖區施工的5個鉆孔地質資料揭示，第四系沉積層由褐黃色、灰綠色、灰色粘土、砂質粘土、粘土質砂、砂、砂礫層組成。根據其巖性、富水特性等可劃分為上、下兩組，下組整體又可分為上、下兩段。其中上、下兩段間粘土隔水層因其隔水性能較好而對第四系與基巖之間的水力聯系和含水量有著重要意義。資料顯示該粘土層在大部分地區較為穩定，局部區域因第四系下組總厚度偏小而不太明顯，但總體仍可有效阻隔第四系下組上、下段間砂層含水層之間的水力聯系。

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F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-118-1