水文地质建造及水文地质分层问题.pdf

第卷第期地厦 输砰年 月 水 文地 盾 建造 及水文 地盾分层简 题 范锡朋 水文地质分层 , 无疑是水文地质学 , 尤其是区 域水文地质 、 水文地质测量和制 图中最重耍的问 题之一 。 值到现在这个问题显然还没有得到完满 的解决 。 大多数水文地质工作者对于水文地质分 层的原则有着不同理解 。 有些人则完全忽略了这 一问题 。 在我们所看到的文献中 , 查依采 夫 首先提出了水文地质分层的概念 。 他根据 “与岩 石户乌分及变质作用的程度有关的岩层的透水性质 ⋯将所有的岩层划分成以 下几类岩 性综合 体 结构疏松的碎屑岩 , 其岩性决定于组成岩 石的颗粒间有无孔隙及室洞 , 亦郎有孔隙水的岩 石 。 压密很厉害的碎屑岩 , 其透水性决定于其 中有无孔隙及裂隙 , 亦郎含孔隙裂隙水的岩石 。 碳酸盐类的及化学成因的岩石 , 其透水性 决定于其中有无裂隙及喀斯特溶洞 , 亦郎含裂隙 喀斯特水及喀斯特水的岩石 。 斗 压密很厉害的变质岩及火成岩 , 其透水性 基本上决定于其中有不同性质的裂隙 , 亦即有裂 隙水的岩石,’ 他井且认为可以将不同时代的岩层 , 例如石 炭纪及志留纪砂岩 “联合成一个岩性综合体 ,’ 差不多过了十余年之后 乡 年 , 苏联出版 的水文地质测量工作规范 , 明确的规定 “沉积 岩中的含水层一般是按含水层的层位划分 , 火山 岩中的充水带是按岩石成分或这些岩层的时代戈叮 分 , 第四纪沉积中的含水层或充水带是按第四纪 沉积的成因或时代划分,’ 嗣后 , 在苏联和我国发表的一些水文地质 图 编制的有关方法或指南中, , 都同样的拟定了 以地层为基础的含水层岩系划分原则 。 在此期间水文地质分层问题没有被深入的研 究 , 但强调水文地质分层必须与地层划分一致的 观点 , 取代了查依采夫概念的 “岩性综合 体 , , 近年来 , 由于水文地质测量和制图工作的发 展 , 水文地质分层问题开始引起了人们 的注意 。 里布琴柯夫 、 萨玛林娜和马林 诺夫等人 , 陆续发表了有关这方面的论著, , 。 其中 里布琴柯夫的文章详尽而系统 , 全面 、 深入的论证了 ‘‘水文地质分层基础”, 提出了如表 所列的一般性水文地质分层系统 。 归纳起来 , 不难看出 , 不论是早先查 依采夫的 “岩性综合体”还是现在流行的为 里布柯琴夫发展了的水文地质分层原则 , 一般大 都存在着以下一些问题 水文地质分层实际上只被认为是含水岩 层的划分 , 从而模糊了水文地质分层这一概启 。 表里布琴柯夫的水文地质分层系祛 区域性分类 地理分布最广 的 一般分类 ⋯ 褶掀区地台区 结晶基底的地下水可细分为 内生裂隙水 外生裂隙水 沉积壳成层岩石圈的地下水 , 可细分为若干个构 造层或综合体 珍里费旋迥的地下水 加里东旋迥的地下水 海西宁旋迥的地下水 勺阿尔卑斯旋迥的地下水 内生裂隙带的地下水 内生裂隙带的地下水 外生裂隙带的地下水 含水岩草 合水岩组 含水 层 含永亚层 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 期范锡朋水文地质建造及水文地质分层问题 水文地质分层完全脱离了作为地下水肝 藏介质 岩石的地质构造和自然历史 组合特 点 , 而仅机械的将其归之于岩石成分及变质作用 的差别 。 查依采夫在趁方面尤为突出 。 以地层为基础的水文地质分层观 点 , 则 过于强调了水文地质分层中的地层系统 。 例如 , 里布琴柯夫写道 “水文地质剖面, 可以根 据下列标志进行分层首先根据含水层的地质年 代 , 岩相和岩石成分⋯⋯ ”。 这样 , 就难免在一般 性的区域水文地质研究中 , 使水文地质分层变成 是地质分层的重复 。 把岩层富水性及其地下水的水化 学特点 作为水文地质分层的直接标志之一 , 因而造万氧水 文地质分层上不可克服的矛盾 。 在我们着来 , “水女地质分层”, 仍是把地壳 的某一地段划分为各个具有不同岩石水文地质特 征的构造 一岩相单元。 这里所谓 “岩石水文地质特 征 ”是指岩石的透水性, 含水介质空隙以及岩石与 水溶液作用时的化学活动性特征而言 。 因此 , 我们认为完全浚有必耍强调把岩石含 水性作为分层的直接标志 。 因为 , 地下水的化学 成分和富水性特征 , 在很大程度上取决于岩石所 处地区的气候 、地貌条件。 假如考虑这些因素 , 那 就使水文地质分层与水文地质分区的概念混淆起 来 。 基于上述理由 , 我们认为把已经广泛应用于 地质构造 、岩石学和地层学 申的 “地质建造”概念, 作为水文地质分层基础是最为适宜的 。 “建造”, 一般被理解为 “地壳上岩石的 自然历 史组合 ” , 是 “在一定的大地构造区内, 在大地 构造旋迥一定阶段上的 自然厉史生成体 ” 。 不 言而喻 , 各种岩石建造的水文地质特征是不相同 的 。 不久前马林诺夫提出了 “水文地质建 造 ”的概念。 他认为 “可以把岩性和成因相同而 年代不同的具有一定独特的地下水聚集 、 运动和 分布条件和化学成分形成条件的含水综合体檄括 地称为水文地质建造,’ 毋须再重复前述的意见来批评马林诺 夫的定义 。 但须着重指出一点既引用建造这一 术语就必须保留它原有的函义 , 而且 , 我们正是 因 为建造一词 , 具有已规定的地质构造和自然历史 内容 从而也就可能反映一定的历史地质阶段 才 把这一概念引入水文地质学中 。 因此 , 按照我们的理解 , 所谓水文地质建造郎 是具有独特水文地质特征的地质建造 。 为了检验这个论点的正确性 , 同时进一步阐 明水文地质分层系统 , 我们对研究得较好的郝连 山地槽及其南北邻近的柴达木盆地 , 河西走廊及 走廊北山地台这一幅员广阔的地区 , 进行了以 “水 文地质建造 ”为基础的水文地质分层尝试。 表所列 , 第一级水文地质分层是 “水文地质 建造组 ”。 每一建造组实质上包括了一系列具有 最一般的 、有共同特征的水文地质建造。 我们首先分出地台型水文地质建造组和地槽 型水文地质建造组 。 如所周知 , 地台型沉积是各 类层间承压水 , 特别是典型的 自流水盼藏之锡所 , 其岩石透水性一般取决于受成层性影响的裂隙 、 孔隙和某些易溶蚀岩石喀斯特发育状况 , 而地槽 型沉积 , 岩石渗透性则为构造或表生的裂隙特点 所决定 , 因此通常是具有复杂的水压系统的裂隙 水 、脉状水分布的地段。 不言而喻 , 此二建造组之 岩性水文地质特征差别是极为明显的 。 这里附带指出 , 里布琴柯夫的水文地 质分层系统中 , 显然也注意到这个问题 , 他援引 了构造分区的概念予以表示 。 但是我们知道在同 一地糟区 , 不仅有分布十分广泛的地糟型沉积建 造 , 而且在地糟发展的后期旋迥也有地台型沉积 出现 。 郝连山地槽郎为一例 。 其次 , 划分出第四纪松散沉积水文地质建造 组 。 该建造组正如查依采夫指出的那样 “其透水性决定于其中有无孔隙及空洞 的存在 ”, 同时 , 大多数情况下是丰富的潜水埋藏塌所 。 在第一级水文地质分层中最后是前震旦系结 晶片岩和岩浆岩两个水文地质建造组 。 变质建造 和岩浆建造无论在岩石学 、大构造学、地层学中或 是其岩石水文地质特征方面研究得都 很差 , 川 。 对郧连山及走廊北山地台区域的水文地质研究表 明 , 前震旦系岩石渗透性一般取决于岩层风化状 况 , 有时可以形成裂隙潜水富集地带 , 而岩浆岩建 造 , 原生裂隙则有十分重要的意义 。 第二级水文地质分层是以已建立起来的各类 地质建造檄念为基础的 。 我们称之为水文地质建 造 , 系水文地质分层的基本单位 。 在郧连山区 , 初步划分出个为衍文地质建造 表 。 各建造由于在岩石水文地质特征上有差 异 , 其含水性也就不同 。 例如 , 山前平原水文地质 建造 , 它是一套在岩相上具有明显水平分异的碎 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 地质论评卷 表水文地厦分层系就 水文地质普查阶段 以郧连山及其南北地区为例 水文地质建造组水文地质建造 第四纪松散沉积水文 地质建造组 河谷平原水文地质建造 卜 ‘ 沙漠平原水文地质建造 。一, 湖积平原水文地质建造 一‘ 山前平原水文地质建造 一。 水文地质岩性综合体举例 湖积平原水文地质建造 湖相粘土 一粉砂综合体 盐类沉积综合体 地台型沉积水文地质 建造组 灰黄色杂岩水文地质建造一 红色杂岩水文地质建造一 陆相煤系水文地质建造 海相煤系水文地质建造一 碳酸盐水文地质建造一 海相煤系水文地质建造 。 石灰岩 一页岩综合体 砂岩综合体 页岩综合体 地槽型沉积水文地质 建造组 碎屑岩水文地质建造 海底喷发岩水文地质建造 碳酸盐水文地质建造 碎屑岩水文地质建造 干枚岩 一板岩综合体 石英岩 一石英片岩综合体 硬砂岩综合体 前震旦纪结晶片岩水 文地质建造组 片麻岩水文地质建造 片者水文地质建造 片岩水文地质建造 大理岩 一片岩综合体 石英片岩 一片岩综合体 岩浆岩水文地质建造 组 侵人岩水文地质建造 喷出岩水文地质建造 喷 出岩水文地质建造 基性喷出岩综合体 凝灰岩综合体 中酸性喷出岩综合体 我们认为 , 上述水文地质分层系统 , 具有普湿 的意义 。 因为分层原则本身没有涉及地区性的水 文地质因素 , 而仅把可能盼藏地下水的岩石介质 进行了构造 一岩相的水文地质分类。 最后需要说明 , 作者井不认为上面提出的水 文地质分层原则是解决了水文地质分层问题 , 因 其价值偷有待于实践 , 特别是有待于在地质条件 复杂地区进行水文地质制图工作的实践来检验 。 参考文献 扎里泽 岩桨建造和变质建造 。 地 质译丛 , 第期 。 全苏水文地质工程地质科学研究所水文 地质测量工作规范比例尺 。万一 万 。 地质出版社 。 全苏水文地质工程地质科学研究所 印国家 水文地质图编制方法暂行方法指南草案 , 比例 尺万一万 。 地质出版社 。 地质部水文地质工程地质局综合水文地 质图编制方法 比例尺万一万 。 水文 地质工程地质 , 第期 。 列兹尼科夫沉积岩相与建造 。 科 学出版社 。 曰 件乙 飞, 门刀寸 户一 汇 屑沉积 。 建造的渗透性变化很大 , 但规律性很强 。 岩石中可溶盐成分亦随着与山区的距离增加而增 高 。 该建造富水性极强 , 经常成为互大的潜水盆 地和 自流斜坡 。 而郧连山南北广泛分布的红色杂 岩水文地质建造 , 则是地下水最为贫乏的地段 , 建 造中仅含有微弱的古封存水和矿化的承压水 。 因 此我们又常称之为 “贫水建造 ,’ 对于互厚的地槽型沉积水文地质建 造的划 分是比较困难的 。 有静多同这类地质建造完全不 同的建造类型 , 其岩石水文地质特征很接近 。 因 此 , 在郧连山我们将磨拉石建造一 〕 、 复理石 建造 、碎屑岩建造均列入碎屑岩水文地质建造中。 在这里 , 除了分出了富水性很强的碳酸盐水文地 质建造外 , 简分出海底喷发岩水文地质建造 , 后者 富水性微弱 , 常成为隔水层 。 第三级水文地质分层 , 仍然保留目前应用十 分广泛的 ‘错性综合体”这一术语。 但在我们的水 文地质分层系统中 , 它是水文地质建造以岩相为 基础的进一步划分 。 表所举的一些实例可表明 其划分原则 , 此不赘述 。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 期范锡朋水文地质建造及水文地质分层问题 马林诺夫论水文地质建造 。 水文 地质工程地质快报 , 第期 。 兽洛特尼柯夫论裂障岩层的含水 条件 。 地质出版社 。 萨玛林娜 上部水动力带地下水水 文地质图编制方法间题 。 地质译丛 , 第期 。 ,, , 了了浅 月卫‘ 别洛鸟案夫大地构造学基本间 题 。 地质 出版社 。 里布琴柯夫水文地 质分层的基 础 。 地质科技情报水文地质工程地质部分 , 地质出版社 。 查依采夫综合水文地质制图法 。 地质出版社 。 ,,户 上接直李平日 、梁全武文 物的分布可坦明显着出 , 孙家沟和南陌沟原为土 岭沟的上游河段 , 土岭沟一带隆起后 , 孙家沟和南 陌沟始向北倒流注入云中河 。 现在南陌沟的上 、 中游河谷宽阔约米和缓 , 两岸有互厚沉积 物 , 而高家庄以下的下游出口则为狭窄约米 弯曲的墓岩峡谷 , 完全是一种倒流河形态 。 且土 岭沟与孙家沟源头部分智无经常水流 , 两侧支 沟 反较主流源远水丰 , 这也是因为断头河和倒流河 , 源头集水面积太小之故 。 团峪沟和水马川沟现为牧马河上游南岸的两 条相邻支流 , 河谷大体平行 , 它们也是倒流河 。 其 河谷除流入牧马河段仅一米为弯曲峡谷 外 , 均为宽谷 , 两旁为高 。一 米的南北走向 的变法堵山地 。 在墓岩宽谷中 , 堆积了厚达百米 的第四纪松散沉积物 。 现在团峪沟与水马川沟的 源头都很宽阔和缓 , 两沟都以宽仅数百米的黄士 平台为分水岭水马川 沟 “风口”在王贤沟, 团峪沟 “风口”在赤泥 , 而它们的基岩宽谷地形却明显地 与流入太原盆地的两条支流谷地沟通 。 其后汇合 而成泥屯川 。 在水马川沟的分水平台上 , 还见有 砾石层 。 可见 , 水马川沟和团峪沟过去都是流入 属份河水系泥屯河的两条上游支流 , 后来才改向 北流入牧马河的 。 葫芦河是牧马河中游南侧的一条支流 , 长仅 公里 , 但河谷宽阔异常 , 在汇入牧马河处有宽 达公里的冲积平原 , 郎使在上游及源头部分 , 谷 宽亦达 , 米 。 葫芦河实际上是发育在古宽谷 中的一条现代小河 。 沿葫芦河溯源往太原盆地 , 没有明显的分水岭 , 基岩古宽谷是一直涌往太原 盆地的 , 只在峪子村附近谷底稍高 高出葫芦河口 约米 , 有一黄士分水平台风门 , 了坡度很 缓 , 现在同蒲铁路郎由此涵过 。 现代牧马河是在 葫芦河口东数百米的慕庄峡界向东流入忻县盆地 的 。 但据对现代葫芦河河谷及峪子风口的分析 , 井把石岭关 、 王贤沟 、 赤泥等 “风口”联系起来肴, 牧马河过去井不是由暮庄峡谷流入忻县盆地 , 而 是经今葫芦河谷地和峪子风 口向南流入太原盆地 的 。 牧马河与簿沱河过去都是古份河的 上游支 流 , 它们在黄寨附近汇合 , 然后流入汾河 。 北京地 质学院认为古滤沱河是经山葫芦河和峪子流入 太原盆地的着法是不正确的 , 葫芦河和峪子实为 古牧马河的故道 。 簿沱河井没有从这里流过 。 石岭关一峪子 , 王贤沟一赤泥 , 都恰位于北东 东方向的系舟山断裂隆起带的西延线上 , 系舟山 断裂隆起以东部为最强烈 , 七升幅度最大 , 往两减 弱 。 石岭关紧靠系舟山 , 故抬升在 。米以上 , 峪 子位否们西 , 抬升就只有米上下 。 王贤沟和赤 泥的隋况与峪子相近似 。 掉沱河上游和牧马河的河道变迁现像主要受 新构造达动影响 。 由于系舟山隆起 , 使共西延线 上的石岭关 、峪子、王贤沟和赤泥发生程度不同的 隆起 , 致使簿沱河 、 牧马河 、 水马川沟和团峪沟倒 流陀罗山弯状隆起 , 使土岭沟成断头河 , 孙家沟 和南陌沟成倒流河云中山隆起 , 使阳武河和永兴 河洪积扇迅速扩展 , 阻塞簿沱河流入奇村宽谷 , 而 迫使簿沱河偏流于东侧和最终改由忻 口入忻县盆 地 。 北京地质学院忻定盆地 。万综合地 质一水文地质测 ‘缺报告。 未刊稿 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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