山東省大岳峙-后立柱斷裂帶富水特征

2016-09-19 09:59:12田廣明

地球 2016年2期

■田廣明

（遼寧工程勘察設計院遼寧錦州121000）

山東省大岳峙-后立柱斷裂帶富水特征

■田廣明

（遼寧工程勘察設計院遼寧錦州121000）

本文分析了山東省大岳峙-后立柱斷裂帶蓄水構造富水特征，對下一步科學合理開發利用大岳峙-后立柱斷裂帶地下水工作有一定的借鑒和參考價值。

大岳峙-后立柱斷裂帶蓄水構造富水特征

大岳峙-后立柱斷裂處于膠南隆起與萊陽盆地交界地帶，屬魯東低山丘陵區，大部分區域基巖裸露。區內地下水賦存于第四系松散巖類孔隙中及基巖裂隙中，第四系厚度薄，基巖區裂隙較發育，其富水性均較差，該區域地下水貧乏。大岳峙-后立柱斷裂控制了該區域地殼的升降運動，經過多期活動，斷裂帶及斷裂影響帶巖石破碎，為地下水的運移、存儲提供了有利條件。山東省地質局1982年提交的《日照幅區域水文地質調查報告》及日照幅水文地質圖（1∶20萬），已初步查明該斷裂為蓄水斷裂。本次調查采用地面調查、地球物理勘探、水文地質鉆探及試驗等方法，基本查明大岳峙-后立柱斷裂蓄水構造富水特征，為開發利用大岳峙-后立柱斷裂帶地下水提供科學依據。

1　地理條件

大岳峙-后立柱斷裂帶位于山東省東南部，行政區劃隸屬于諸城市，該斷裂帶區域上稱郝官莊斷裂，本次調查范圍東起后立柱村，西至瓦店鎮大岳峙村，斷裂帶長約26.5km，總體走向北東。區內交通便利。

地形地貌：調查區屬魯東低山丘陵區，地貌類型為構造剝蝕丘陵，受長期構造、剝蝕作用，一般標高100-200m，切割深度小于100m。地勢連綿起伏，山頂渾圓，山坡平緩，坡度10°-20°之間，溝谷開闊，多呈“U”字型，谷底堆積物發育。

氣象：調查區地處北溫帶季風氣候區，四季分明，春季風大霧多，夏季氣溫高而無酷暑但濕度大，秋季氣溫下降慢，冬季雨雪稀少。多年平均氣溫 12.2℃，極端最高氣溫37.4℃，極端最低氣溫-16.3℃。多年降水量為751.6mm。

水文：調查區內膠河、蘆河屬山溪型河流。膠河二十年一遇洪峰流量為639.8m3/s。蘆河上游建有石門水庫。

2　地質概況

地層和巖漿巖：調查區位于膠南隆起東段北緣和萊陽盆地交界地帶，大岳峙-后立柱斷裂帶北西盤出露地層為中生界白堊系砂巖、薄層粉砂巖，偶夾泥灰巖。斷裂帶南東盤出露為元古代巖漿巖，巖性為花崗片麻巖、淺粒巖等。第四系分布于山間河谷及丘間溝谷，為沖洪積礫卵石，厚度2-5m不等。

構造：調查區在大地構造單元上屬于華北板塊的一部分，處于沂沭斷裂帶以東膠萊盆地與膠南隆起區交界地帶。大岳峙-后立柱斷裂帶區域上稱郝官莊斷裂，該斷裂至少有過三次活動，第一期為張性，第二期為壓性，第三期為右行張扭活動，總體呈北東向延伸，傾向北西，傾角較陡，地表調查斷層跡像不明顯。

3　水文地質條件

3.1區域水文地質條件

調查區地下水主要賦存于碎屑巖、巖漿巖的裂隙中和第四系孔隙中。

松散巖類孔隙水主要賦存于山溪性河流中上游區域（山間河谷）第四系的孔隙中，含水層厚度一般小于5m，巖性以含礫粗砂為主，透水性較好，坡降大，富水性差，單井涌水量100-200m3/d。地下水類型為重碳酸鈣型，TDL小于0.5g/L。

圖1　水文勘查孔平面位置圖

碎屑巖類孔隙裂隙水、層狀巖類裂隙水主要賦存于白堊系砂巖、元古代的片麻巖等風化裂隙、成巖裂隙中，巖石風化裂隙較發育，發育深度一般20-40m不等，裂隙發育細小，且多被充填，富水性弱，一般單井涌水量多小于100m3/d，碎屑巖類孔隙裂隙地下水類型為重碳酸鈣型，層狀巖類裂隙地下水類型為重碳酸氯化物鈣鎂型，TDL小于0.5g/L。

調查區為低山丘陵區，大氣降水是主要補給方式。基巖區地形坡度較大、切割較深，水力坡度較陡，大氣降水除小部分沿巖石下滲形成淺部潛水外，大部分呈表流排走，基巖區賦水性差。山間河谷是區域地下水匯集和排泄的通道，由于第四系處于山溪性河流中上游區段，其含水層厚度小，顆粒大，且地勢坡降大，賦水性也較差。故調查區屬地下水貧乏區。

3.2地面調查

本次地面調查采用穿越法和追索法，對大岳峙-后立柱斷裂帶主要采用追索法調查。經調查區內機（民）井井深多小于50m，第四系區民井井深多在5-10m，單井涌水量一般100-200m3/d，基巖區機（民）井井深小于50m，單井涌水量多小于50m3/d-。在大岳峙后立柱斷裂北西盤丹家店子村東北部有一人工開挖溝槽揭露地下水位，形成下降泉，自流量50m3/d。（見圖1）。

3.3物探解譯特征

經地面調查在大岳峙-后立柱斷裂帶丹家店東（泉出露點附近）構造有利部位，布設2條物探剖面線，采用視電阻率聯合剖面法和高密度電阻率法，查明隱伏地質構造破碎帶位置及巖性接觸帶位置，了解區內隱伏基巖裂隙水的賦存情況，為水文地質勘探孔提供依據。

物探剖面線解譯反映，Ⅰ線聯剖曲線330～390點推測為低阻異常帶，Ⅱ線聯剖曲線920點為高低組段分界。依據聯剖曲線、高密度視電阻率擬斷面圖，結合地質調查，推測Ⅳ線920點推測為兩種巖性接觸帶。

3.4鉆探揭露地層水文地質特征

圖2　ZK1號水文地質柱狀圖

本次工作于丹家店子村東部施工水文孔ZK1（Ⅱ線945點）（見圖2）。鉆孔揭露表層為粉土，層厚2.2m，2.2-40.6m巖石為二長玢巖，巖芯呈砂土狀、碎塊狀，下部40.6-70m，巖性為淺粒巖，巖芯完整多呈短柱狀、柱狀。該鉆孔鉆進過程中，5m-20.3m沖洗液大量消耗，20.3m以下不返水，鉆至40.6m巖芯破碎，孔壁反復出現掉塊、坍塌現象，該段巖體破碎，為大岳峙-后立柱斷裂帶上盤，賦存地下水，下部巖體完整，地下水貧乏。

3.5水文地質試驗

鉆孔ZK1成井后，進行了洗井，達到水清砂凈，即轉入正式抽水試驗。鉆孔ZK1進行了穩定流兩個落程抽水試驗，第一個落程降深7.59m，涌水量為261m3/d，第二個落程降深21.95m，涌水量為385m3/d。

3.6水質特征

調查工作于鉆孔ZK1采取地下水簡分析樣品，分析結果表明地下水中 K+含量為 1.4mg/l、Na+含量為 23.1mg/l、Ca2+含量為62.3mg/l、Mg2+含量為 18.0mg/l、Cl-含量為 22.8mg/l、SO42-含量為29.4mg/l、HCO3-含量為252.0mg/l、NO3-含量為35.6mg/l。地下水類型為重碳酸鈣鎂型，TDL為0.32g/L。

3.7綜合分析

大岳峙-后立柱斷裂屬斷裂型蓄水構造（見圖3），位于膠南隆起與萊陽盆地交界地帶，至少有過三次活動，總體呈65°方向延伸，傾向北西，傾角65-80°。斷裂北西盤巖性為中生界砂巖，南東盤巖性為元古代片麻巖。由于侵入巖脈沿早期破碎帶侵入，其充填、擠壓周圍巖石使其裂隙更加發育和密集。后期活動使斷裂帶及斷裂影響帶巖石進一步破碎，形成較寬的裂隙破碎帶，斷裂破碎帶寬20-125m不等，最寬可達200-250m，為地下水的儲存和運移提供了空間和通道。斷裂北西盤為層狀巖石，本次施工鉆孔附近砂巖傾向南東，傾角10-20°，地下水水位埋深淺，有下降泉出露，為透水巖層，補給裂隙破碎帶地下水。斷裂南東盤為變質巖巖組，塊狀構造，為不透水巖層構成隔水邊界，使地下水富集，地下水水位抬高，單井涌水量100-500m3/d。