浅谈基岩地下水的寻找.docx

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浅谈基岩地下水的寻找

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浅谈基岩地下水的寻找

摘要：

改革开放以来，我国经济建设一直保持着稳定、持续、高速的发展速度，然而，在经济迅速发展的同时也给水资源的开发利用带来了一系列的问题，水资源是众多经济欠发达或不发达地区的社会、经济可持续发展的重要基础。

由于我国水资源分布很不均匀，及其特定的自然地理条件和区域国民经济的不断发展，地下水供需矛盾日益尖锐突出，水资源匮乏已经成为制约我国国民经济和社会可持续发展的主要因素之一。

随着我国山区工农业生产和国防事业的迅速发展，开发利用基岩地下水日益受到重视，由此，山区找水工作逐渐发展起来，寻找基岩地下水已显得非常重要。

本文主要分析影响基岩地下水的控制因素，研究地下水赋存规律，进而提出寻找基岩地下水的方向。

关键词：

基岩地下水控制因素赋存规律地下水寻找

Brieflytalkaboutthesearchofbedrockgroundwater

Abstract：

Sincethereformandopenpolicy,ourcountry'seconomicconstructionremainedstable,sustainableandhighspeeddevelopment,However,withrapideconomicdevelopment,thedevelopmentandutilizationofwaterresourceshasbroughtaseriesofproblems,waterresourcesarenumerousundevelopedorunderdevelopedareassustainabledevelopmentofsocietyandeconomyoftheimportantbasis.Ourwaterdistributionisnotuniform,Itsspecificnaturalgeographicalconditionsandregionaldevelopmentofnationaleconomy,groundwaterincreasinglysharpprominentcontradictionbetweensupplyanddemand,waterscarcityhasbecomeChina'snationaleconomyandsocietyrestrictsthesustainabledevelopmentofoneofthemainfactors,WithChina'smountainousareaindustrialandagriculturalproductionanddefensecauseoftherapiddevelopment,thedevelopmentandutilizationofbedrockgroundwaterhasattractedmoreandmoreattention,thuswaterworkgraduallydevelopedmountainousarea,lookingforbedrockgroundwaterhasappearedveryimportant.Thispapermainlyanalyzestheinfluentialfactorsofgroundwatercontrolbedrock,andtheResearchofgroundwateroccurrencerule,thenputsforwardthedirectionofbedrockgroundwatersearching.

keywords：

BedrockgroundwaterControlfactorsMineralizingrulessearch

一、地下水控制因素分析

在影响基岩地下水富集的诸因素中，地层岩性是地下水赋存的基础；地质构造是控制地下水埋藏、分布和运动的主导因素；地貌、水文、气候等则是影响地下水补给、径流、排泄的重要条件。

这些因素既相互联系，又相互制约。

控制地下水形成和赋存的主要因素分析如下：

1、气象因素

气象因素对地下水位动态的的影响，表现在对降水补给、蒸发、排泄的影响。

气象因素对地下水的控制主要是大气降水、蒸发。

根据不同地区不同的气候特征，有不同的降水规律，地下水的补给量和途径也就不同。

如处于温带大陆性季风气候区的地区，属干早半干旱气候，多年平均降水量在350～450mm之间。

其春季干旱多风，夏季炎热，降水在时空分布上极不均匀，自东南向西北降雨量逐渐减少，年内降水多集中于七、八、九月，约占全年降水量的70％一80％，且降水年际变化较大，那么降水就是该地区地下水的主要补给来源。

2、地质构造对基岩地下水形成的控制

岩石中各种空隙的形成和分布，绝大多数都与地质构造作用有关。

在基岩富水带的形成过程中，地质构造因素起着最积极的主导因素，即基岩地下水的形成及循环受地质构造的控制。

在漫长的地质发展历史中，而不同地质时期的沉积与剥蚀作用，形成了复杂的地质构造，因此对地下水有不同程度的控制作用。

如下表所示：

地质构造

褶皱

断层

形成原因

受地壳水平运动产生的水平挤压力，使水平的岩层发生弯曲

受地壳水平运动产生的强大压力或张力，使岩层发生断裂错开

基本形态

背斜

向斜

形成地貌

有时成山岭，但顶部受张力常被侵蚀成谷地

有时成谷地，但槽部受挤压坚实不易侵蚀

泰山、庐山、华山等

东非裂谷、渭河平原、汾河谷地

实际用途

良好的储油构造，岩层上隆不易塌陷，不易积水

向斜盆地中，易储藏地下水

断层线附近易形成泉；修建水库尽可能避开断层

地质构造控制着地下水的形成和展布及活动规律。

主要表现在两个方面：

其一是构造控制着地下水的赋存空间；其二是构造控制着地下水的补、径、排关系，从而控制和影响着地下水的循环和演化。

另一方面是由于不断遭受侵蚀、风化作用，岩体中产生了许多构造裂隙和风化裂隙，大气降水沿着这些裂隙入渗，在岩体深部较细微的裂隙中赋存起来，形成基岩裂隙水。

由于形成的裂隙破坏了可溶性岩石的完整性，同时形成了地径流运动沿着断裂带方向的良好通道，因此扩大了岩体与地下水的接触面积，从而促进了对碳酸盐岩的溶蚀，即为岩溶水的发育提供了必要条件。

3．地层岩性对地下水富水性的影响

裂隙是基岩裂隙水的储存空间和运移通道。

地层的孔隙和裂隙是地下水赋存及活动的基本条件。

地下水的富水性主要取决于地层孔隙和裂隙的发育程度。

由于地层受长期构造运动和风化作用的影响，岩体表层构造裂隙、风化裂隙以及节理发育，都为大气降水提供了很好的入渗、运移通道和赋存空间。

岩石裂隙的主要类型及其主要含义如下表所示：

裂隙

开闭

类型

裂隙成因主要类型

裂隙导水性与含水性

成岩裂隙

构造裂隙

风化裂隙

应力释

放裂隙

开

裂

隙

玄武岩等喷出岩及部分浅成侵入岩的成岩裂隙

张节理几部分扭节理，张（扭）性断层，层面张裂隙

半风化带的风化裂隙

塌陷裂隙，岸边张裂隙，卸荷裂隙

含水空间大，导水能力强

闭

裂

隙

侵入岩的原生节理

节理，扭性断层，层面扭裂隙

全风化带及微风化带的风化裂隙

岸边剪切裂隙

含水空间小，导水能力弱

隐

裂

隙

沉积岩层理，火山喷出岩层理

劈理，板理，片理

风化岩石的隐裂隙

不含水，不导水，经构造变动或风化改造后可变成含水导水的裂隙

二、基岩地下水的赋存规律

基岩山区地下水主要受地层岩性、地质构造、地貌等条件的控制。

在这些条件中，岩性是地下水存在的基础；地质构造是控制地下水运移的主要因素，地貌则是影响地下水补给、迳流和排泄的条件，同时也反映地下水的分布状态。

就块状岩石来说，在一定条件下，一般颗粒粗、脆性岩层和生物碎屑岩层多为含水层，而侵入岩和深变质岩类则视充水裂隙的多少确定是否为含水岩层。

层状岩类的含水条件不但受成岩裂隙、孔隙控制，而且也受成岩结构、物质成分和岩石构造的控制。

结构疏松的砾岩和砂岩，不仅裂隙发育，孔隙也多，可形成裂隙孔隙含水层。

一般柔性岩石被视为隔水层或相对隔水层，如页岩泥岩、板岩等。

火成岩和深变质岩裂隙不发育时，也可视为相对隔水岩体，只有建立这种概念，才能够有的放矢地去寻找蓄水构造。

划分蓄水构造类型主要依据是：

1、蓄水条件的差异性。

主要考虑含水岩层，隔水边界及补给条件在成因上和形态上的特殊性。

2、地下水的类型及分布的差异性。

3、适用性，便于研究和应用。

单式蓄水构造的类型主要如下表所示：

阻水性蓄水构造

大型侵入岩体阻水的

岩脉（岩墙）阻水的

断层阻水的

地层阻水的

滞水型构造

上层滞水的

台地滞水的

褶皱型蓄水构造

单斜蓄水构造

向斜蓄水构造

背斜蓄水构造

断裂型蓄水构造

断层蓄水构造

断块蓄水构造

接触型蓄水构造

侵入接触带蓄水构造

岩脉蓄水构造

不整合接触蓄水构造

风化型蓄水构造

风化壳型蓄水构造

岩溶型蓄水构造

岩溶地下河

岩溶径流带

对于断裂构造的富水特征而言，它取决于断裂的力学性质和规模，断裂带两盘的岩石性质以及地下水的补给条件。

当断裂的性质为高角度压性、压扭性断裂，断裂带物质细碎、结构紧密，并具有不同程度的阻水作用时，在这些断裂带的两盘，由于岩层相对位移，产生一系列与主干断裂斜交的张裂隙和扭裂隙，尤其是在碳酸盐岩层中，岩溶沿此裂隙发育，形成断裂旁侧裂隙岩溶发育带，这时可在断裂旁侧形成的有利场所，常常构成廊道式断裂赋水段或导水通道。

在主干断裂和与其配套的分支断裂相交部位，岩层受力集中，岩石破碎，在一定范围内形成裂隙密集发育段，是地下水富集的有利部位。

此外，在向斜构造、背斜构造轴部、隐伏端的有利部位，也可能存在地下水的富集区。

三、基岩地下水的找水方向

基岩山区找水实质是运用水文地质理论寻找地下富水构造和富水部位。

寻找基岩地下水之前首先应了解找水区的地质和水文地质资料，通过观察研究地下水储存和富集的条件及与地下水有关的各种地质、地貌现象，来认识基岩地下水的埋藏、分布和运移规律，为了避免盲目性，找水时应当掌握以下几个要领：

1、了解找水区的岩石性质、分布和地质构造特征。

2、掌握各种岩石裂隙的发育特征和分布规律，包括风化裂隙、构造裂隙和成岩裂隙等。

3、了解找水区的地下水运动规律和补给、径流、排泄条件。

在弱透水岩层分布区，要注意了解控水地形；在强透水岩层分布区，要注意了解控水构造，根据控水地形和控水构造来认识基岩地下水的来龙去脉。

4、寻找蓄水构造，找到蓄水构造实际上就等于找到了基岩地下水，不同的岩石分布区，由于地质、地貌条件的不同，常常形成不同类型的蓄水构造，因此，要掌握蓄水构造的基本类型、组合要素，了解找水区可能存在的蓄水构造类型。

5、了解地下水位，主要是为了确定开采地下水的合理方案，确定井型和井深，所以，找水时必须设法知道地下水位标高及其埋藏深度。

了解了以上有关基岩地下水的知识，下面就在某些地区如何寻找基岩地下水作简单介绍。

（一）地质构造规律找水

1、利用向斜构造找水，向斜岩层储水好，水量丰富容易找。

向斜构造有利于地下水补给，两翼的水向中间汇集，下渗形成地下水，故打井可在向斜槽部打，见下图：

2、利用背斜找油气，背斜是良好的储油，储气构造。

由于天然气最轻，分布于背斜顶部，水主要分布于底部，中间则为石油，见下图：

（二）花岗岩分布区找水

1、寻找断裂脉状水

在花岗岩分布区中寻找断裂富水带，首先要分析断裂带的力学性质、规模和近期活动性。

张性和张扭性断裂带本身、压扭性断裂的影响带、断裂的交汇部位、断层的上盘富水性好，是找水的主要方向。

2、寻找接触带裂隙水

接触带裂隙的产生主要有三种情况，一是由于岩浆侵入，造成围岩变形，产生裂隙；二是当岩浆冷凝时，体积收缩造成与围岩之问的裂隙；三是侵入岩浆外围先期凝固，内部岩浆仍在运动，对侵入岩体边部已凝固的岩石产生张力形成裂隙。

这些裂隙赋存地下水形成含水带。

如对于二叠纪晚期侵入形成花岗岩，呈灰白色，中粗粒结构，经历了燕山期构造运动，轻微变质。

其中普遍存在风化裂隙水，主要含水层为半风化带，其富水性取决于岩石的性质、汇水地形和储水条件。

岩石的颗粒越粗大，风化裂隙越发育，风化壳厚度越大。

在汇水面积大，补给来源充足的地方含水就越多。

（三）沉积岩分布区寻找蓄水构造

1、寻找断裂型蓄水构造

二叠系沉积岩经历了华力西晚期和燕山期构造运动，形成了东西向和新华夏系两大构造体系，后期构造对先期构造形迹迁就，利用和改造，使其失去原有面貌。

沿断裂有许多小型岩体侵入，并伴有余属矿床或富余属岩石，使物探联合剖面出现低阻正交点，电阻率很低，误导找水。

在沉积岩中寻找富水断裂比较复杂，不象在花岗岩和火山岩中那样简单，一方面是地层岩性复杂，影响物探找水，另一方面是断裂面貌不清，构造归属难以划分。

在寻找断裂富水带时应以断裂交汇型蓄水构造为主，富水断裂走向仍是以北西向为主。

2、寻找褶皱型蓄水构造

在二叠系沉积岩中，受南北向挤压应力作用，形成了一系列东西向的密集褶皱，在后期构造运动改造下其走向有不同角度的转动或错动，在这些褶皱背斜的轴部发育有纵张节理，向斜的核部发育有横张节理，为地下水的赋存提供了空间，所以在二叠系沉积岩中褶皱型地下水富水带也是寻找地下水的一个方向，最有利的富水部位是背斜的轴部。

3、寻找岩脉型蓄水构造

在二叠系沉积岩中，有大量的华力西期和燕山期侵入的岩脉或岩墙，就岩脉本身来说，岩石致密坚硬，不含水，但这些岩脉一般走向北东、与地下水流方向垂直，在与构造交汇部位，有利于富集地下水。

因为岩脉在冷凝过程中可使本身形成大量的裂隙，岩脉在侵入过程中使圈岩产生裂隙带形成地下水赋存空问。

经过构造运动，岩脉被错动破碎或岩脉与围岩接触面产生相对运动，产生裂隙，这些裂隙都是赋存地下水良好的空间。

寻找岩脉裂隙水的方向是当岩脉未被破坏时寻找其迎水的一侧，当岩脉后期被破坏，裂隙发育时，寻找岩脉本身。

4、寻找风化型蓄水构造

风化型蓄水构造就是以基岩风化裂隙带作为含水层，以其下面未风化的新鲜不透水岩石作为隔水边界而构成的蓄水构造，如下图所示。

风化带蓄水构造主要形成于弱透水的基岩地区，地下水能下渗于深部构造裂隙含水层或岩溶含水层中，不易在风化带中保存。

虽然水量一般不大，但作为分散的山区居民生活用水

和农牧业用水的水源还是非常有意义的。

风化带蓄水构造

1—太古界片麻岩；2—片麻岩风化带；3—地下水水位

风化带裂隙水的特征是由风化裂隙的特征决定的，主要表现在以下几个方面：

1）、风化带裂隙水以潜水为主，具有统一的连续的地下水面。

地下水面形状岁地形起伏而缓慢变化。

在有隔水层覆盖的低洼地方，也可以形成承压水。

2）、因风化裂隙随深度增大而逐渐减弱，所以风化裂隙含水带和下面隔水的新鲜岩石之间没有明显的分界线，呈渐变的过渡关系。

风化裂隙水与其下面的基岩构造裂隙水有密切的水力联系，它们可以相互补充，成为统一的含水体。

3）、风化带裂隙水的运动受地形因素的控制。

汇水地形的低洼部位一般就是地下水富集的地方，也常常是排泄的地方。

在陡坡和山脊上一般不易保持风化带裂隙水。

4）、风化带裂隙水一般埋藏不深，便于开采利用，尤其适于用人工大口井开采。

但其单井出水量一般并不大，所以以分散开采为宜。

5）、风化带裂隙水以大气降水为主要补给来源。

其水位、水量均随季节变化，受气候影响很大。

雨季地下水位上升，水量增大，甚至溢出于地表成泉；旱季则水位下降，水量大减，甚至干枯无水。

风化带的含水性决定于风化带裂隙的发育程度、透水性及风化带所处的地形部位。

风化裂隙的发育程度主要与岩性、地质构造及地形有关。

结束语：

地下水既是人类生存不可缺少的宝贵天然资源，又是某些经济部门发展生产的天然屏障。

本文通过简要阐述基岩地下水的控制因素，分析基岩地下水的赋存规律，以及对寻找基岩地下水的研究，从一定程度上可以丰富基岩水文地质的研究内容，具有一定的理论意义；同时又可以指导某些基岩地区有效开展找水工作，在某种程度上也具有一定的现实意义。

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