鎮(zhèn)寧片區(qū)三疊系羅樓組富水性劃分及找水方向

王若帆，李強，方尚武，吉勤克補子，易瑞，焦恒

鎮(zhèn)寧片區(qū)三疊系羅樓組富水性劃分及找水方向

王若帆，李強，方尚武，吉勤克補子，易瑞，焦恒

（貴州省地質礦產勘查開發(fā)局114地質大隊，貴州 遵義 563000）

鎮(zhèn)寧片區(qū)為三疊世地層相變區(qū)，根據(jù)最新區(qū)域地質資料分析，區(qū)內三疊系下統(tǒng)羅樓組地層與以往1：20萬地質資料有較大的出入，巖性差異較大，富水性及地下水賦存規(guī)律不明，百姓飲用水不足，地下找水困難。針對上述問題，實際工作中采用了地層剖面實測、水文地質調查、巖溶洞穴調查等手段，對羅樓組地層的巖性、富水性、巖溶發(fā)育及地下水賦存規(guī)律進行了重新劃分研究，通過水文地質鉆探驗證羅樓組地層地下水賦存規(guī)律。研究及實踐結果對鎮(zhèn)寧片區(qū)乃至紅水河流域該地層富水性劃分及地下找水具有借鑒意義。

鎮(zhèn)寧片區(qū)；三疊系下統(tǒng)羅樓組地層；含水巖組富水性；地下水賦存規(guī)律；地下找水

上世紀七十年代地質資料中地層劃分較為籠統(tǒng)，區(qū)內應相變的地層未進行劃分，仍然為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組地層，其地下水枯季徑流模數(shù)為3~6L/s·km2，富水性劃分為中等[4]。而九十年代地質資料，區(qū)內相應區(qū)塊相變?yōu)槿B系下統(tǒng)羅樓組地層，且劃分為四段，巖性以薄板狀灰?guī)r夾粘土巖，厚層塊狀礫屑灰?guī)r為主，頂部為中厚層白云巖[5]。通過對上世紀七十年代與九十年代地質資料對比，發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)寧片區(qū)下三疊世羅樓組地層巖性、富水性具有較大出入。三疊系下統(tǒng)羅樓組地層富水性如何？在該地層中，地下水的賦存規(guī)律是什么？地下水找水的方向在哪？是鎮(zhèn)寧片區(qū)乃至洪水河流域農村安全飲水亟待解決的問題。本文通過實測地層剖面、巖礦鑒定手段對三疊系下統(tǒng)羅樓組地層巖性重新梳理；對該地層出露天然泉點進行枯季測流，選取泉域較完整的泉點對枯季地下水徑流模數(shù)進行計算，并按照含水巖組富水性等級劃分標準[2]對其富水性等級重新劃分；通過洞穴調查及水文地質鉆探工程，了解該地層巖溶發(fā)育特征；對該地層天然泉點的補給、徑流、排泄特征分析研究，總結出該地層中地下的水賦存規(guī)律。對打邦河流域其他片區(qū)該地層富水性研究及找水具有借鑒意義。

1 區(qū)內概況[1]

工作區(qū)范圍E：105°45′00″~106°00′00″，N：26°00′00″~26°10′00″，總面積461.95km2。總體地勢呈北高南低，東西高中部低，區(qū)內海拔一般在1 250~1 400 m，相對高差約150m。地表河流屬珠江流域，分屬兩個三級流域，分別為北盤江流域和紅水河流域。區(qū)內純碳酸鹽巖出露面積為364.18km2，占圖幅總面積的78.84%；三疊系下統(tǒng)羅樓組地層出露面積為82.35km2，占純碳酸鹽巖出露面積的22.61%。構造上位于揚子陸塊西南緣，南鄰右江造山帶，黔西山字型構造的頭部。構造形跡以北北東向（新華夏系）和北東向（華夏系）構造—多字型，褶皺軸向北25°東左右，互相平行斜列伸展。

2 含水巖組富水性劃分

2.1 巖性特征

為查明區(qū)內三疊系下統(tǒng)羅樓組地層的巖性特征，在區(qū)內開展了1∶2000實測地層剖面測量工作以及對該套地層進行巖石取樣分析工作。

2.1.1實測地層剖面

圖1 三疊系下統(tǒng)羅樓組1∶2000實測地層剖面

在區(qū)內西秀區(qū)巖臘鄉(xiāng)花慶村附近對三疊系下統(tǒng)羅樓組地層進行1∶2000實測地層剖面測量（圖1）。根據(jù)地層剖面測量，羅樓組劃分為四段，其巖性特征及含水巖組劃分如下（表1）：

表1 三疊系下統(tǒng)羅樓組地層巖性及含水巖組劃分統(tǒng)計表[3]

由表1可知：羅樓組第一段地層含水巖組類別為碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖互層巖溶水含水巖組；而羅樓組第二段、第三段及第四段地層含水巖組類別為碳酸鹽巖巖溶水含水巖組。

2.1.2巖礦檢測結果分析

碳酸鹽巖巖石的化學組分以CaO與MgO為主，本次對三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段、第三段及第四段下亞段巖石進行取樣分析，同時與二疊系中統(tǒng)棲霞組巖石化學成分進行對比分析（表2）。

表2 羅樓組與棲霞組地層巖石化學成分表

從表2可得：三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段、第三段巖石中CaO與MgO含量與二疊系中統(tǒng)棲霞組巖石中CaO與MgO含量相差無幾，第四段下亞段MgO含量是棲霞組MgO含量的兩倍。總體來看羅樓組第二段、第三段及第四段下亞段均屬于純碳酸鹽巖。

2.2 枯季地下水徑流模數(shù)

通過地面調查，區(qū)內三疊系下統(tǒng)羅樓組地層中出露天然水點共計37個，其中巖溶泉22個，地下河出口6個，表層巖溶泉9個。從中選取泉域完整的泉點計算其枯季地下水徑流模數(shù)。從調查的結果結合圖面分析，泉域完整的泉點共有10處（S142、S230、S240、S217、S062、S343、S082、S155+S202、S175、S216）。對各個泉域面積完整的泉點進行枯季測流，從而計算出各泉點的地下水枯季徑流模數(shù)（表3）。下面以S202、S155以及S217號巖溶下降泉為例。

S202、S155號泉點處于同一含水層中，泉域面積的圈定：西側以斷層為界，東側以三疊系下統(tǒng)羅樓組第一段（T1l1）頂部碎屑巖為界，北側以地表分水嶺為界（圖2），泉域面積為1.57km2。通過枯季測流得出這兩個泉點的流量之為5.429L/s，通過計算得出三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段至第四段（T1l2~T1l4）含水巖組的地下水枯季徑流模數(shù)為3.46L/s·km2。

通過地面調查S217號巖溶下降泉含水層為三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段至第四段（T1l2~T1l4），其泉域面積的圈定西側以三疊系下統(tǒng)羅樓組第一段（T1l1）頂部碎屑巖為界，東側以三疊系中統(tǒng)青巖組底部的碎屑巖為界，北側以地表分水嶺為界（圖3），泉域面積為4.36km2。通過地下水動態(tài)長期觀測站測得該泉點枯季流量為14.602L/s，經計算得出三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段至第四段（T1l2~T1l4）含水巖組的地下水枯季徑流模數(shù)為3.35L/s·km2。

圖2 S155、S202泉域面積示意圖

1、下降泉 2、泉域界線 3、正斷層 4、地質界線及地層代號 5、向斜軸 6、地下水流向

圖3 S217號巖溶泉泉域面積示意圖

對各含水巖組中泉點枯季徑流模數(shù)統(tǒng)計得知：三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段至第四段（T1l2~T1l4）為純碳酸鹽巖含水巖組，地下水枯季徑流模數(shù)為3.29~4.67L/s·km2，根據(jù)含水巖組富水性劃分標準[2]，劃分該含水巖組富水性為中等。三疊系下統(tǒng)羅樓組第一段（T1l1）為碳酸鹽巖夾碎屑巖含水巖組，地下水枯季徑流模數(shù)為1.86~2.70 L/s·km2，根據(jù)含水巖組富水性劃分標準[2]，劃分該含水巖組富水性為中等。

通過對本圖幅三疊系下統(tǒng)羅樓組地層含水巖組富水性進行重新劃分，對打邦河流域內其他圖幅出露該套地層的含水巖組富水性劃分具有借鑒意義。

表3 各泉點所在含水巖組地下水枯季徑流模數(shù)統(tǒng)計表

3 地下水賦存規(guī)律及找水方向

3.1 地下水賦存規(guī)律

對區(qū)內三疊系下統(tǒng)羅樓組地層中出露的37個天然水點的補給、徑流、排泄特征進行綜合分析研究，發(fā)現(xiàn)該地層中地下水賦存規(guī)律有以下幾點。

3.1.1 巖層傾角對地下水賦存的影響

通過對三疊系下統(tǒng)羅樓組地層中出露天然水點的“補、徑、排”特征分析得出：①當巖層傾角大于30°且?guī)r層走向順坡向展布時，地下水多賦存于巖層的層間裂隙中，受地形展布方向控制，地下水沿層間裂隙運移，受河流、溝谷切割作用以下降泉的形式出露于地表，這些泉具有流量大，動態(tài)變化不穩(wěn)定的特點（圖2、圖3）；②當巖層傾角小于30°且?guī)r層傾向于坡向相反時，地下水賦存于層間裂隙中，受下部相對隔水層阻隔及溝谷切割作用以泉的形式出露于地表，這些泉具有流量小，動態(tài)變化穩(wěn)定的特點。

3.1.2 地質構造對地下水賦存的影響

1）對三疊系下統(tǒng)羅樓組地層中天然水點的出露成因分析得知，這些天然水點多受斷裂構造及大型節(jié)理、裂隙控制，地下水多賦存于這些構造裂隙中，沿斷層及節(jié)理的走向運移。此外通過調查發(fā)現(xiàn)三疊下統(tǒng)羅樓組薄板狀灰?guī)r夾粘土巖較厚層塊狀灰?guī)r更容易發(fā)生變形（圖4），而這些變形處為地下水的儲集、徑流提供了良好的空間，地下水多賦存于這些空間中。

圖4 薄板狀灰?guī)r揉皺

2）在鎮(zhèn)寧縣城關鎮(zhèn)水井坡村四方洞開展了洞穴調查工作，該洞穴發(fā)育地層三疊系下統(tǒng)羅樓組第四段薄板狀灰?guī)r中，通過本次調查，繪制了四方洞洞穴三相圖（圖5）。通過對洞穴平面圖分析，該洞穴的形成受近東西向羊子坡斷層及北東向大型節(jié)理共同作用而形成。由圖中可見洞穴的走向與斷層及大型節(jié)理走向基本一致，同時在東西向斷層及北東向大型節(jié)理的結合部位形成大空間的洞廳（洞廳的寬度、高度均有明顯變化），同時洞廳中的崩塌堆積物極多。因此推斷洞穴的形成受斷裂構造作用控制形成，那么可反推得出，在三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段至第四段（T1l~T1l）碳酸鹽巖地層中，地下水多賦存于斷裂構造作用所形成的儲水空間中（溶洞、裂隙、節(jié)理等）。

圖5 四方洞洞穴發(fā)育與構造關系圖

3.2 找水方向

為驗證上述三疊系羅樓組地層地下水賦存規(guī)律，在鎮(zhèn)寧縣江龍鎮(zhèn)梭馬村梭馬組實施一口“探、采結合井”，孔深200.30m，涌水量為121.39m3/d，靜止水位為12.30m，降深為18.40m。含水層位為三疊系下統(tǒng)羅樓組第三段至第四段，含水介質為溶隙、裂隙，主要出水段為26.2～26.8m、34～34.5m、50m～50.4m、150～152.5m、160.5～163.8m（圖6）。構造上處于北東向、南東向大型節(jié)理所在區(qū)，同時巖層的揉皺現(xiàn)象隨處可見。

通過鉆孔施工及對三疊系下統(tǒng)羅樓組第二段至第四段（T1l2~T1l4）碳酸鹽巖中地下水賦存規(guī)律的總結、研究得出：在該地層中找水應以斷裂構造及大型節(jié)理所在區(qū)為目標，同時結合地形地貌及巖層產狀進行綜合考慮。

圖6 梭馬村機井水文地質柱狀圖

4 結論

1）通過地質調查、鉆探、巖礦鑒定工作，對三疊系下統(tǒng)羅樓組第二至四段（T1l2-4）含水巖組富水性進行重新劃分，其富水性劃分為為中等。本次重新劃分對紅水河流域內其他地區(qū)出露該套地層的富水性劃分具有借鑒意義。

2）對羅樓組地層地下水賦存規(guī)律進行總結，結合洞穴調查及鉆探驗證得出：在該地層中找水應以斷裂構造及大型節(jié)理所在區(qū)為目標，同時結合地形、地貌及巖層產狀進行綜合考慮。

[1] 方尚武，王若帆, 等. 鎮(zhèn)寧幅1∶50000水文地質圖說明書[R]. 貴州省地質礦產勘查開發(fā)局114地質大隊, 2017

[2] 王明章，張林, 等. 貴州省巖溶區(qū)地下水與地質環(huán)境[M]. 地質出版社.2015.9

[3] 龍勝實，羅林, 等. 貴州省含水巖組及巖溶流域劃分專題研究報告[R]. 貴州省地質礦產勘查開發(fā)局111地質大隊.2015

[4] 金占省，等. 安順幅1：20萬區(qū)域水文地質普查報告書[R]. 中國人民解放軍建字七三二部隊.1979

[5] 貴州省地質礦產局區(qū)域地質調查研究院. 鎮(zhèn)寧縣幅1∶50000區(qū)域地質圖說明書[R].1995

[6] 張世從. 黔南巖溶發(fā)育規(guī)律的探討[J]. 中國巖溶. 1984(02)

[7] 楊明德. 論貴州巖溶水賦存的地貌規(guī)律性[J].中國巖溶.1982(02)

[8] 趙吉發(fā). 碳酸鹽巖相與巖溶地貌發(fā)育的初步研究—以貴州三疊系為例[J]. 中國巖溶.1994(03)

Water Rich Division and Water Search Direction of the Triassic Luolou Formation in the Zhenning Region, Guizhou

WANG Ruo-fan LI Qiang FANG Shang-wu JIQIN Kebuzi YI Rui JIAO Heng

(No.114 Geological Team, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Zunyi,Guizhou 563000)

The Zhenning region is a Triassic sedimentary facies change zone. According to the last regional geological and hydrogeological survey, the Lower Triassic Luolou Formation is characterized by obvious lithologic difference and unknown water-rich property of water-bearing beds and groundwater occurrence which makes searching for underground water very difficult. This study finds out lithology, water-rich property, karstification development and groundwater occurrence of the Luolou Formation by means of surveyed geological profile, hydrogeological survey and drilling, and makes water rich division and puts out water search direction.

Zhenning region; Lower Triassic Luolou Formation; water-rich property of water-bearing bed; groundwater occurrence; searching for groundwater

2018-06-12

中國地質調查局地質調查項目“紅水河上游巖溶流域1:5萬水文地質環(huán)境地質調查”（項目編號：DD20160300）；貴州省科技計劃項目“貴州省地下熱水資源賦存條件及勘查關鍵技術研究”（編號：黔科合[2016]支撐2842）。

王若帆（1987-），男，貴州鎮(zhèn)遠人，工程師，主要從事水文地質、地熱地質工作

李強（1982-），男，貴州遵義人，高級工程師，主要從事水文地質、地熱地質等方面工作。

P641.7

A

1006-0995（2019）02-0267-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.018