鶴壁市地下水賦存條件分析

周 攀，黃繼超，田大永

(河南省地質礦產勘查開發(fā)局第二水文地質工程地質隊，河南 鄭州 450053)

鶴壁市地下水賦存條件分析

周 攀，黃繼超，田大永

(河南省地質礦產勘查開發(fā)局第二水文地質工程地質隊，河南 鄭州 450053)

根據(jù)地下水賦存條件和地下水的埋藏條件及含水層特征，分別對松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水進行分析。針對奧陶系主要含水巖組，根據(jù)其埋藏條件分別論述了裸露型和埋藏型。地下水在天然條件下，中、深層地下水的補給主要由側向徑流補給，其次為淺層地下水的越流補給。

地下水;賦存條件;鶴壁

為了合理開發(fā)利用鶴壁市地下水資源，搞好地下水的開發(fā)利用，查明地下水源地區(qū)域地質、水文地質條件及地下水的賦存條件，了解其動態(tài)變化規(guī)律，提出水源地保護措施，充分發(fā)揮其社會、經濟效益。

通過對地下水賦存條件和地下水的埋藏條件及含水層特征，分別對松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水分別進行了條件論述。為鶴壁市政府進一步開發(fā)利用地下水資源提出建議。

本區(qū)屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，四季分明。冬季寒冷，夏季酷熱，氣溫變化較大，多年平均氣溫14.2℃，降水量年內分配不均，主要集中在7、8、9三個月份，占全年降水量70%以上，多年平均降水量 692.8 mm，最大年降水量1 394.1 mm，最小年降水量 266.7 mm。多年平均蒸發(fā)量1 583.1 mm，平均相對濕度59%。

工作區(qū)內河流屬海河水系，淇河發(fā)源于山西省陵川縣方腦，自程家谷垛入境，至大賚店折向南流，于淇縣淇門村匯入衛(wèi)河。該河為常年性流水，多年平均流量14.557 m3/s，最大流量為5 590 m3/s。

1 區(qū)域地質

該區(qū)隸屬中朝準地臺山西臺隆和華北坳陷，自西向東分別為太行山隆起、湯陰斷陷和內黃隆起。由于經歷了長期、多次構造運動，構造形跡以斷裂為主，褶皺不發(fā)育。按斷裂特征和空間展布規(guī)律可劃分為北北東向、北東向和近東西向三組。其中以北北東向斷裂規(guī)模最大，長達幾十至數(shù)百公里。由任村—西平羅大斷裂、青羊口大斷裂和湯東斷裂組成太行山東麓深斷裂帶，控制本區(qū)巖漿活動和新生代斷陷盆地的形成。

該區(qū)地處太行山東麓山區(qū)與華北平原接壤地帶，地勢西高東低。按地貌形態(tài)和成因，大致可劃分為一級地貌單元:Ⅰ低山、Ⅱ崗丘、Ⅲ傾斜平原，三種類型。

1.1 區(qū)域主要斷裂構造

1.1.1 任村—西平羅大斷裂

位于林縣任村—西平羅一帶，長約135 km，切割太古界、古生界，斷層向東陡傾，傾角80°。西盤抬升，東盤下降，落差達千余米，構成山區(qū)與丘陵分界線。

1.1.2 青羊口(湯西)大斷裂

展布于鶴壁市老城區(qū)東—新鄉(xiāng)太公泉一帶，長約80 km，切割太古界—上第三系。屬活動性大斷裂，寬度約3 km，主要由三條斷裂組成。斷裂傾向南東，傾角 64°～77°;斷距800～1 370 m，斷距由南向北減小。為正斷層，屬壓扭性。構成湯陰斷陷西界，成為丘陵與平原區(qū)分界線。亦是太行山隆起與湯陰斷陷界線。

1.1.3 湯東斷裂

展布于安陽—新鄉(xiāng)胙城一線，是太行山前深斷裂帶的主干斷裂，省內長達140 km，切割太古界—上第三系。屬活動性深大斷裂，斷裂帶寬約5.5 km，主要由三條斷裂組成。斷裂傾向北西，傾角 60°～67°;斷距 650～1 000 m，為正斷層，屬壓扭性。

青羊口大斷裂與湯東斷裂之間形成地塹式湯陰斷陷。

1.2 區(qū)域地層巖性

區(qū)域地層由新到老分別為第四系、上第三系、古第三系、三疊系、二疊系、石炭系、奧陶系工作區(qū)廣泛分布著第四系，巖性主要為沖積、洪積、坡積的亞粘土、亞砂土、粉細砂、卵礫石層。

1)上第三系:主要巖性為中基性火山角礫巖和凝灰質含礫粉砂巖。三疊系中—下統(tǒng)(T1)

2)石千峰群(P2T1sh):巖性主要為紫紅色、磚紅色泥巖、細砂巖、石英砂巖，見有少量紫紅色、灰白色泥灰?guī)r，下部夾灰綠色、灰白色長石石英砂巖、頁巖。

3)二疊系上統(tǒng)—下統(tǒng)(P1－2):主要巖性為灰白色、淺黃色厚層至巨厚層中—粗粒長石石英砂巖夾極少灰綠色、淺黃色砂質頁巖。

4)石炭系上統(tǒng)(C2):頂部為一層灰?guī)r與山西組作為分界。上部為淺灰、深灰色灰?guī)r、灰色細粒砂巖，深灰色、黑色泥巖，夾煤層和煤線;下部褐紅色鐵質石英砂巖、粘土巖，灰白色、淺灰色頁巖、鋁土質頁巖、細粒石英砂巖。

5)奧陶系中統(tǒng)(O2):上部為紅、黃灰等雜色角礫泥質白云巖(白云質灰?guī)r)，灰、淺灰、黑灰色白云質灰?guī)r、白云巖和灰?guī)r，夾少量花斑狀白云質灰?guī)r。下部為灰、深灰、灰黑色灰?guī)r、白云質灰?guī)r、夾角礫狀灰?guī)r、花斑狀灰?guī)r及少量灰黃色泥質白云巖、泥質灰?guī)r。

6)奧陶系下統(tǒng)—上寒武系上統(tǒng)(∈3):主要巖性上部為灰黑色燧石團塊(條帶)白云巖、白云巖，夾灰色泥質灰?guī)r;中部為灰黃、淺灰黃色泥質白云巖、泥質條帶白云巖、疙瘩狀含白云質灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r;下部為灰色、深灰色、灰黑色泥質白云巖、白云巖、鮞?；?guī)r。

7)寒武系中統(tǒng)(∈2z－∈2x):主要巖性為灰黑色、深灰色鮞狀灰?guī)r，含藻鮞狀灰?guī)r、灰?guī)r，夾少量花斑狀白云質灰?guī)r、泥質條帶灰?guī)r。

1.3 巖漿巖

巖漿巖在該區(qū)內不甚發(fā)育，只有新生代基性噴發(fā)巖。

橄欖玄武巖(β6):黑色、暗綠色，具氣孔、杏仁狀、蜂窩狀、熔渣狀等構造。巖石結構為斑狀結構，斑晶為橄欖石、輝石，橄欖石多成伊丁石化?；|有基性斜長石、少量磁鐵礦、沸石、基性火山玻璃組成。多呈層狀、管狀、巖墻狀組成黑山—楊小屯—浮山北東向巖帶分布。以浮山面積為最大，黑山次之。

1.4 新構造運動

本區(qū)新構造運動主要表現(xiàn)為以下幾個方面:

1)差異運動:晚第三紀以來，以青羊口大斷裂為界，西部山區(qū)強烈上升，形成侵蝕—剝蝕低山地形，東部平原強烈下降，形成寬闊的堆積平原地形。

2)斷裂活動:青羊口斷裂西側為古生代地層，東側為第四紀地層，其下尚有巨厚的第三紀地層，老地層和不同時代的前新生代地層接觸，西盤持續(xù)上升，東盤持續(xù)下降。

3)火山噴發(fā):主要分布在浮山、黑山等地喜山期玄武巖，其活動特點是多次玄武質巖漿噴溢。在火山噴發(fā)的同時，尚有基性、超基性巖的侵入活動。

2 地下水賦存條件

根據(jù)地下水賦存條件及水理性質，將工作區(qū)地下水劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。又根據(jù)地下水的埋藏條件及含水層特征劃分為淺層和中深層含水層(組)。

2.1 松散巖類孔隙水

淺層水系指埋藏深度50 m內含水層中的地下水。

極富水區(qū)(＞5 000 m3/d):分布于淇河沖積扇的新鄉(xiāng)屯和古河道的鉅橋、大賚店、姬屯等地。水位埋深6.04～18.39 m，含水層為粗顆粒的卵礫石和砂礫石，厚度5～10 m。主要接受大氣降水、淇河側滲、灌溉回滲補給，消耗于人工開采和蒸發(fā)。

富水區(qū)(1 000～5 000 m3/d):分布于京廣鐵路兩側沖洪積斜地之中，位于高村橋、劉村、宜溝鎮(zhèn)等地，水位埋深6.7～26.07 m，含水層埋深一般8～20 m，巖性為沖洪積相細、中、粗砂及砂礫石組成，一般厚度5～10 m。地下水接受大氣降水和地下徑流補給，消耗于人工開采和蒸發(fā)。水化學類型為HCO3—Ca或 HCO3—Ca·Mg型。

中等富水區(qū)(100～1 000 m3/d):分布于淇河以西原本廟、禮河屯等地沖洪積傾斜地區(qū)，含水層由中更新統(tǒng)沖洪積及坡洪積卵礫石組成，上覆為坡洪積亞砂土、亞粘土，水位埋深較大，一般14～22.95 m，單井出水量小于 1 000 m3/d，水化學類型為 HCO3—Ca型，礦化度小于0.5 g/L。

2.2 碎屑巖類裂隙孔隙水

區(qū)內碎屑巖類裂隙孔隙水系指上第三系含水巖組而言，上第三系廣泛分布于丘陵、崗地和湯陰斷陷區(qū)，其富水性主要與所處地貌位置、巖性及構造有關。根據(jù)井孔資料，將50 m以上劃分為淺層水，50 m以下為中深層水。

2.2.1 淺層水

富水區(qū)(1 000～5 000 m3/d):分布于盧堂、王武崗、谷垛一帶丘陵區(qū)。含水層由上第三系礫巖組成，一般厚度5～10 m，許家溝一帶厚達40 m，富水條件較好。水化學類型為HCO3—Ca型，局部為 HCO3·SO4—Ca型水，礦化度小于0.5 g/L。

中等富水區(qū)(100～1 000 m3/d，泉流量小于1 L/s):位于地勢較高的尚莊、河頭崗地，含水層主要由砂巖、泥灰?guī)r、礫巖組成，厚度4～8 m，最厚達10～15 m，單井出水量 150～463 m3/d，接受大氣降水補給，沿地勢向低洼處徑流排泄，水化學類型為 HCO3—Ca型，礦化度小于0.5 g/L。

2.2.2 中深層水

中等富水區(qū)(100～1 000 m3/d):分布于東部崗區(qū)和湯陰斷陷區(qū)。在東部崗區(qū)一帶含水層頂板埋深50～100 m，湯陰斷陷區(qū)含水層頂板埋深100～200 m。含水層由河湖相半固結粉細砂、細砂、中細砂組成。砂層厚度8.85～20 m，最厚達25～35.5 m。水化學類型為 HCO3—Ca和 HCO3—Ca·Mg型，礦化度小于3 g/L，鶴壁市新區(qū)附近游離性 CO2含量為200～600 mg/L，一旦鑿井減壓，CO2便溢出。該區(qū)主要接受淺層越流和地下徑流補給，通過地下徑流和人工開采排泄。

2.2.3 碳酸鹽巖類裂隙巖溶水

分布于湯西斷裂以西的低山、丘陵區(qū)，包括寒武系中統(tǒng)張夏組、寒武系上統(tǒng)、奧陶系下統(tǒng)、奧陶系中統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)五個含水層(組)，按埋藏條件可分為裸露型和埋藏型兩大類。

2.3 裸露型

奧陶系下統(tǒng)含水層(組):分布于大李莊以西低山區(qū)，巖性為細晶白云巖，巖溶發(fā)育，以溶蝕裂隙為主。從區(qū)域資料看，常有大型溶洞出露于地表。泉流量2.97～38.14 L/s。

奧陶系中統(tǒng)含水層(組):分布于西形盆以北，許家溝以西的低山區(qū)。巖性主要為厚—巨厚層晶屑灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r，巖溶發(fā)育程度高，蜂窩狀溶孔，溶蝕裂隙發(fā)育。該含水層(組)富水性好，單井出水量大于1 000 m3/d，再如許家溝泉，泉流量達 111.0 L/s。

2.4 埋藏型

分布于青羊口斷裂以西的山前和丘陵區(qū)及湯陰斷陷區(qū)，埋藏在二疊系碎屑巖之下，為奧陶系灰?guī)r、白云巖和石炭系碎屑巖夾灰?guī)r組成的埋藏型裂隙巖溶水。在湯陰斷陷內，受各期構造控制，奧陶系灰?guī)r埋藏深度在1 800～3 500 m之間。埋藏型巖溶水主要接受裸露區(qū)巖溶水的徑流補給，在埋藏型碳酸鹽含水層(組)中，石炭系上統(tǒng)含水層(組)富水性差，水量小;奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r含水層(組)中的地下水豐富。

碳酸鹽巖類裂隙巖溶水:奧陶系中統(tǒng)含水層(組)、厚度大，巖溶發(fā)育且有蜂窩狀溶孔，富水性好，降深15 m時，單孔出水量1 000～3 800 m3/d，為工作區(qū)主要含水層(組)。

水化學類型為 HCO3－Ca型，礦化度0.5 g/L。

在湯陰斷陷內，奧陶系灰?guī)r埋藏深、厚度大，裂隙、溶隙發(fā)育，富水性好，并溶有大量 CO2氣體，氣水比11.5:1，流體壓力為 28.69 MPa，溫度 101.5℃，單井自噴水量 1 847 m3/d。水化學類型為 HCO3－－K·Ca或HCO3－－Ca·K型，礦化度大于4.0 g/L。為鶴熱2井的取水層段。

碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水:石炭系太原組含水層(組)，巖性為一套砂巖、灰?guī)r組成。根據(jù)鶴壁礦務局勘探資料作一簡單闡述。

砂巖含水層:以裂隙水為主，單井出水量10～480 m3/d。

灰?guī)r含水層:石炭系上統(tǒng)共有九層灰?guī)r，其中八灰與二灰分布最為穩(wěn)定，富水性強，八灰含水層:厚5～6 m，以溶蝕裂隙為主，溶洞不發(fā)育，含溶蝕裂隙水，單井出水量700～1 200 m3/d，由于補給條件差，煤田開采地段往往呈疏干狀態(tài)。二灰含水層:厚7～8 m，溶洞不發(fā)育，含溶蝕裂隙水。據(jù)井孔混合水量資料推測，單井出水量小于1 000 m3/d，由于補給條件差，亦呈疏干狀態(tài)。

灰?guī)r含水層和砂巖含水層，由于裂隙，溝通了它們之間的水力聯(lián)系，特別是在斷層兩側，裂隙溶隙發(fā)育，巖石破碎，共同組成統(tǒng)一的碳酸鹽巖夾碎屑巖裂隙巖溶含水體。如鶴壁三礦水源井，揭露了石炭系太原組地層，井深361.24m，單井出水量960 m3/d。

3 建議

地下水是一種寶貴的礦產資源，為保持其長期穩(wěn)定開采利用，應強化科學管理，建立健全開采保護制度，嚴禁超量開采。

地通過對該區(qū)域地下水形成條件的分析，該區(qū)域存在豐富的地下水資源。隨著城市人口增長，建議在該區(qū)域建立后備的水源地，應取區(qū)內深層地下水用于城市居民用水。

［1］河南省鄭州地質工程勘察院［R］.河南省鶴壁市地下水供水水文地質報告.

TV211.1+2

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1004－1184(2012)05－0038－02

2012－06－08

周攀(1986－)男，河南開封人，助理工程師，主要從事水、工、環(huán)地質調查工作。