官地水電站巖溶發(fā)育主要控制因素及總體規(guī)律分析

【摘要】官地水電站是雅礱江卡拉至江口河段水電規(guī)劃五級(jí)開發(fā)方式的第三個(gè)梯級(jí)電站。本文結(jié)合該電站的基本地質(zhì)條件重點(diǎn)分析了地層巖性，從而掌握了該區(qū)域巖溶發(fā)育的主要控制因素及其總體發(fā)育規(guī)律，這對(duì)該工程后期的勘察和施工都有很大幫助。

【關(guān)鍵詞】巖溶發(fā)育；碳酸鹽巖；溶蝕速率

1、概述

官地水電站是雅礱江卡拉至江口河段水電規(guī)劃五級(jí)開發(fā)方式的第三個(gè)梯級(jí)電站。上游與錦屏二級(jí)電站尾水銜接，下游接二灘水電站（蓄水水位為1200m）。工程樞紐區(qū)位于四川省涼山彝族自治州西昌市與鹽源縣接壤地帶，距西昌市直線距離約30km，對(duì)外交通較為方便。

2、河灣地塊基本地質(zhì)條件

2.1地形地貌

官地水電站虎山灘至下游打羅之間，雅礱江曲流，形成了弧長(zhǎng)約4.75km，弦長(zhǎng)約1.88km的向西凸出的河灣。河灣包圍的左岸，形成東西向地勢(shì)陡峻的單薄分水嶺。山脊東高西低，高程2250～1900m，北坡坡度350～700，南坡300～500，由于巖性差異，坡體地形溝梁相間，具典型的侵蝕地貌[1]景觀。

2.2地層巖性

庫(kù)首左岸河灣地塊主要出露的是石炭—二疊系，受區(qū)域構(gòu)造控制，地層呈近南北走向、高角度西傾的單斜構(gòu)造。自東向西依次出露：中石炭統(tǒng)道坪子組（C2d）硅質(zhì)巖，厚約200m；中上石炭統(tǒng)馬坪組（C2+3m）灰?guī)r，厚440～460m；下二迭統(tǒng)樹河組（P1S）下部砂巖夾頁(yè)巖，厚40m；上部灰?guī)r，厚20m；陽(yáng)新組（P1y2）灰?guī)r，厚290～335m；平川組下段（P1P1）砂巖，厚142～168m；平川組上段（P1P2）灰?guī)r，厚170～190m；上二迭統(tǒng)峨眉山組玄武巖，厚度大于2000m。其中道坪子組為大套的碎屑巖地層，而馬坪組-平川組以碳酸鹽巖為主夾碎屑巖。從巖溶發(fā)育角度，本區(qū)地層巖性有以下特征：

（1）碳酸鹽巖的連續(xù)厚度小。本區(qū)石炭-二疊系碳酸鹽巖巖系被挾持在道坪子組硅質(zhì)巖和峨眉山組玄武巖之間，總厚度1113.63m，其間又被樹河組和平川組下段兩套碎屑巖地層分割成三部分，從空間上呈現(xiàn)出碳酸鹽巖與碎屑巖間互的帶狀特征，每一帶狀碳酸鹽巖連續(xù)厚度均小于400m，若進(jìn)一步考慮碳酸鹽巖巖系中的砂巖、砂屑灰?guī)r、泥灰?guī)r等夾層及巖脈的控制，實(shí)際分布在夾層間的碳酸鹽巖出露厚度一般不足150m。

（2）除平川組上段和馬坪組中段外，其余地層的巖層單層厚度較薄，多以中厚層、薄層和極薄層為主。

（3）碳酸鹽巖石中酸不溶物含量比例高。

3、巖溶發(fā)育[2]主要控制因素及總體規(guī)律

據(jù)碳酸鹽巖[3]溶蝕速率的研究，我國(guó)西南降雨比較充沛的地區(qū)，碳酸鹽巖的溶蝕速率平均為0.1mm/a。官地庫(kù)首區(qū)左岸河灣地塊灰?guī)r分布區(qū)，地殼快速隆升，地下水位不斷下降，在區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制下的巖溶發(fā)育的背景條件（如地層巖性和結(jié)構(gòu)特征、地層和含水介質(zhì)的空間展布、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地形地貌以及地下水的溶蝕性等條件）決定了研究區(qū)巖溶發(fā)育程度總體上不強(qiáng)烈，巖溶發(fā)育尚處在早期沿控制性結(jié)構(gòu)面（導(dǎo)水性強(qiáng)的裂隙介質(zhì)）溶蝕的擴(kuò)容階段，沒(méi)有形成貫穿分水嶺的巖溶管道（不同于鹽源高原臺(tái)面上的三疊系巖溶管道系統(tǒng)），含水介質(zhì)以裂隙、溶蝕裂隙為主，在一些特殊的層位或部位，有巖溶局部增強(qiáng)的現(xiàn)象。具體有以下特點(diǎn)：

（1）分水嶺地區(qū)巖體遭受的侵蝕作用強(qiáng)烈，灰?guī)r出露地表接受溶蝕的時(shí)間相對(duì)較短、且由于灰?guī)r地層連續(xù)出露的面積小、巖性相對(duì)不純，難溶及不溶巖性占20%～58%。單層厚度相對(duì)較小，薄～極薄層占20%～78%，泥質(zhì)含量高、斷層不發(fā)育，以錯(cuò)動(dòng)帶及裂隙為主，地勢(shì)陡峻，大氣降雨的入滲條件差等多種因素的綜合控制，使得其巖溶發(fā)育的程度總體不高，含水介質(zhì)總體以裂隙-溶隙為主要特征。

（2）在巖溶發(fā)育程度總體不高的大背景下，受個(gè)別有利因素的控制，在一些局部層位或部位巖溶作用相對(duì)較活躍，形成相對(duì)的巖溶發(fā)育帶，但這些部位仍然僅以溶隙或小型孤立溶孔、溶洞為主要特點(diǎn)。如：

①分水嶺區(qū)域內(nèi)，平川組上段（P1P2）、馬坪組中段（C2+3m2）、陽(yáng)新組上段（P1Y2）由于巖層厚度相對(duì)較厚、巖性相對(duì)較純，巖溶發(fā)育程度相對(duì)較高。馬坪組下段（C2+3m1）、馬坪組上段（C2+3m3）、陽(yáng)新組下段（P1Y1）巖溶發(fā)育較弱；其它層位巖溶不發(fā)育。

②地殼表層強(qiáng)風(fēng)化卸荷帶，由于裂隙的張開性和連續(xù)性好，介質(zhì)的滲透性強(qiáng)，有利于地下水的入滲與徑流，巖溶最發(fā)育，由表層向深部巖體的巖溶發(fā)育程度快速衰減。南坡表淺部巖溶相對(duì)發(fā)育的水平深度約250m。

③本區(qū)在新生代快速隆升的背景下，曾經(jīng)歷了地殼的短暫間歇—地殼相對(duì)穩(wěn)定期，有利于巖溶作用的進(jìn)行，因此在5個(gè)高程段巖溶相對(duì)較發(fā)育。

④大多數(shù)的巖溶形態(tài)均沿結(jié)構(gòu)面發(fā)育，NNW順層和NNE向兩組陡傾結(jié)構(gòu)面主要控制著垂直巖溶形態(tài)的發(fā)育。近EW向中緩傾角結(jié)構(gòu)面則對(duì)水平巖溶形態(tài)發(fā)育起著控制作用。在陡傾結(jié)構(gòu)面與中緩傾角結(jié)構(gòu)面交匯處則往往溶蝕有所擴(kuò)大。本區(qū)巖溶受結(jié)構(gòu)面和地表～地下水流向的總體控制，在NNW方向形成地下水的主滲透方向，決定了本區(qū)近南北向的巖溶發(fā)育程度要遠(yuǎn)高于東西方向。

4、小結(jié)

官地庫(kù)首區(qū)左岸河灣地塊灰?guī)r分布區(qū)，地殼快速隆升，地下水位不斷下降，在區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制下的巖溶發(fā)育的背景條件（如地層巖性和結(jié)構(gòu)特征、地層和含水介質(zhì)的空間展布、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地形地貌以及地下水的溶蝕性等條件）決定了研究區(qū)巖溶發(fā)育程度總體上不強(qiáng)烈，巖溶發(fā)育尚處在早期沿控制性結(jié)構(gòu)面（導(dǎo)水性強(qiáng)的裂隙介質(zhì)）溶蝕的擴(kuò)容階段，沒(méi)有形成貫穿分水嶺的巖溶管道（不同于鹽源高原臺(tái)面上的三疊系巖溶管道系統(tǒng)），含水介質(zhì)以裂隙、溶蝕裂隙為主，在一些特殊的層位或部位，有巖溶局部增強(qiáng)的現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]文華國(guó)，鄭榮才，沈忠民.四川盆地東部黃龍組古巖溶地貌研究[J].地質(zhì)論評(píng)，2009，（06）：816-827.

[2]張兵，鄭榮才，王緒本.四川盆地東部黃龍組古巖溶特征與儲(chǔ)集層分布[J].石油勘探與開發(fā)，2011，（03）：257-267.

[3]彭莉. 塔中隆起奧陶紀(jì)古地貌及其對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的控制[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2007.