黔西南白云巖區(qū)巖溶地下水系統(tǒng)分布與地理地質(zhì)條件空間關(guān)系研究

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(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550081)

貴州西南部裸露著大面積的白云巖[1]，巖溶地下水是區(qū)內(nèi)的重要水資源。區(qū)內(nèi)巖溶地下水嚴(yán)格控制于地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文網(wǎng)，形成不同類型的巖溶地下水系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)，巖溶地下水系統(tǒng)在空間分布上具有規(guī)律性，不同類型巖溶地下水系統(tǒng)的含水介質(zhì)空間類型具有差異性，地下水動(dòng)力特征完全不一樣，巖溶地下水開(kāi)發(fā)方式不同。

近些年，巖溶地下水系統(tǒng)越來(lái)越受到水文地質(zhì)學(xué)者的重視。國(guó)內(nèi)王明章、王偉等針對(duì)貴州巖溶山區(qū)特殊的地理地質(zhì)環(huán)境，并結(jié)合巖溶地下水開(kāi)發(fā)，提出了巖溶地下水系統(tǒng)劃分的新方法[2][3]。但是，在研究?jī)?nèi)的巖溶地下水系統(tǒng)空間分布特征研究程度弱，尤其地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文網(wǎng)等條件對(duì)巖溶地下水系統(tǒng)空間分布特征尚未作出詳細(xì)的詮釋。本文以黔西南地層和地質(zhì)構(gòu)造的空間分布為出發(fā)點(diǎn)，以巖溶地下水系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)典型巖溶地下水系統(tǒng)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文網(wǎng)等研究，歸納總結(jié)出了貴州黔西南白云巖分布區(qū)不同類型巖溶地下水系統(tǒng)的空間分布特征，為西南巖溶山區(qū)水文地質(zhì)研究、巖溶水開(kāi)發(fā)提供參考。

1 研究場(chǎng)區(qū)概況

1.1 研究區(qū)自然背景條件

研究區(qū)位于貴州西南部，發(fā)育南盤江、北盤江和紅水河三級(jí)巖溶流域河流，為貴州一級(jí)高原向廣西丘陵過(guò)渡的斜坡地帶，整體地勢(shì)由北向南、由西向東傾斜。

區(qū)內(nèi)地層由第四系至泥盆系組成，并以三疊系為主；其構(gòu)造單元為“興義穹盆構(gòu)造變形區(qū)”。穹窿、構(gòu)造盆地及短軸背向斜發(fā)育于本區(qū)大部，是本區(qū)最主要、最具代表性的構(gòu)造形跡。卷入地層為二疊系、三疊系、侏羅系，形成于燕山期，并呈北東向、北西向線性的“相間”排列。(圖1)

圖1 研究區(qū)構(gòu)造綱要圖

1.2 研究場(chǎng)區(qū)選擇

研究場(chǎng)地選擇主要充分考慮區(qū)內(nèi)巖溶地下水系統(tǒng)的類型、空間分布，并結(jié)合系統(tǒng)的地形地貌、水文網(wǎng)、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造因素。本次選擇了西部的“青山分散排泄系統(tǒng)”和西南部的“興義分散排泄系統(tǒng)”、西部的“龍灘坡巖溶大泉系統(tǒng)”和南部“木咋巖溶大泉系統(tǒng)”，西部的“馬保樹(shù)地下河系統(tǒng)”、中部的“龍王廟地下河系統(tǒng)”和東部的“那郎地下河系統(tǒng)”。(圖2)

1.地下河系統(tǒng) 2.巖溶大泉系統(tǒng) 3.分散排泄系統(tǒng) 4.縣/市駐地及名稱 5.地表水系

圖2研究場(chǎng)區(qū)位置分布圖

2 資料數(shù)據(jù)采集

自上個(gè)世紀(jì)70年代至今，研究區(qū)內(nèi)先后進(jìn)行過(guò)多次水文地質(zhì)工作：《區(qū)域水文地質(zhì)普查》[4]、《貴州重點(diǎn)巖溶流域水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查——馬別河、麻沙河、大田河巖溶流域調(diào)查》[5]、《貴州省巖溶泉及地下河枯季測(cè)流》[6]、《貴州省1：5萬(wàn)水文地質(zhì)圖編圖》[7]、《貴州省區(qū)域地質(zhì)志》[8]等。這些均是公益性、大規(guī)模的國(guó)家地勘、地調(diào)項(xiàng)目，基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)的數(shù)據(jù)資料豐富，且具有較強(qiáng)的針對(duì)性、可靠性，時(shí)效性。

3 結(jié)果與分析

3.1 集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)

3.1.1 地層巖性

集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)可進(jìn)一步劃分為地下河系統(tǒng)和巖溶大泉系統(tǒng)。4個(gè)典型系統(tǒng)的層位為：三疊系楊柳井組(T2y)、安順組(T1-2a)，巖性以灰色、淺灰色薄-中厚層白云巖為主(見(jiàn)表1)。

表1 集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)地層巖性統(tǒng)計(jì)表

3.1.2 地質(zhì)構(gòu)造

那郎地下河系統(tǒng)位于核桃樹(shù)斷層附近、興仁向斜的北東面地帶，龍王廟地下河系統(tǒng)位于興仁向斜的北面邊緣地帶，馬保樹(shù)地下河系統(tǒng)位于雨樟向斜西面邊緣地帶、雨樟斷層附近，龍灘坡巖溶大泉系統(tǒng)位于雨樟向斜東面邊緣地帶，木咋巖溶大泉系統(tǒng)位于貴落斷層附近、雷公灘向斜西面邊緣地帶。集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)的巖層傾角都大于10°，一般在15°～30°(見(jiàn)圖3)。

圖3 集中排泄型系統(tǒng)地質(zhì)構(gòu)造分布圖

3.1.3 地形地貌

集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)主要分布在峰叢洼地、峰叢槽谷區(qū)，系統(tǒng)內(nèi)的地形起伏較大～大，相對(duì)高差多在100 m以上。(見(jiàn)表2和圖4)

表2 集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)地層巖性統(tǒng)計(jì)表

圖4 那郎地下河縱剖面圖

3.1.4 水文網(wǎng)

地下河系統(tǒng)主要分布于深切河谷斜坡地帶，巖溶大泉系統(tǒng)雖然遠(yuǎn)離深切河谷，但其泉口與地下河出口一樣，地勢(shì)低、逼近當(dāng)?shù)氐那治g基準(zhǔn)面。

3.2 分散排泄型巖溶地下水系統(tǒng)

3.2.1 地層巖性

興義分散排泄系統(tǒng)和青山分散排泄系統(tǒng)的地層為三疊系中統(tǒng)楊柳井組(T2y)，巖性為白云巖，出露面積大。

3.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

興義分散排泄系統(tǒng)位于頂效向斜內(nèi)、青山分散排泄系統(tǒng)位于細(xì)格向斜內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)的巖層傾角緩、多小于10°(見(jiàn)圖5)。

圖5 分散排泄型系統(tǒng)地質(zhì)構(gòu)造分布圖

3.2.3 地形地貌

兩系統(tǒng)的地形起伏小，相對(duì)高差一般小于60 m，地形坡度一般在5°～15°，以溶丘谷地或緩丘為主。

3.2.4 水文網(wǎng)

興義分散排泄系統(tǒng)，中部發(fā)育馬嶺河深切河谷，其余地帶與青山分散排泄系統(tǒng)一致，水系不發(fā)育，多為季節(jié)性沖溝，且切割深度小(見(jiàn)圖6)。

圖6 興義分散排泄系統(tǒng)縱剖面圖

4 結(jié)語(yǔ)

(1)三疊系是白云巖巖溶地下水系統(tǒng)主要分布層位，且集中排泄型系統(tǒng)和分散排泄型系統(tǒng)共同存在。研究結(jié)果表明，黔西南裸露的白云巖主要為中生代三疊系，地層為楊柳井組(T2y)、花溪組(T2h)、安順組(T1-2a)，巖性以白云巖為主。在構(gòu)造控制下，各地層呈北東向和北西向的“相間”排列；白云巖含水層的巖溶地下水系統(tǒng)有地下河系統(tǒng)、巖溶大泉系統(tǒng)和分散排泄型系統(tǒng)，并以分散排泄型巖溶地下水系統(tǒng)為主。

(2)地質(zhì)構(gòu)造嚴(yán)格控制著巖溶地下水系統(tǒng)的空間分布。區(qū)內(nèi)為典型的“興義穹盆構(gòu)造變形區(qū)”，穹窿、構(gòu)造盆地及短軸背向斜發(fā)育于區(qū)內(nèi)。構(gòu)造盆地邊緣地帶或斷層發(fā)育區(qū)，巖層傾角較陡，往往分布著集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)；而構(gòu)造盆地內(nèi)、分布面積大，巖層傾角普遍較緩，是分散排泄型巖溶地下水系統(tǒng)分布的主要區(qū)域。

(3)同類型巖溶地下水系統(tǒng)的地理表征差異性大。三疊系白云巖分布的構(gòu)造盆地內(nèi)，盆地中部地帶以分散排泄型巖溶地下水系統(tǒng)為主，系統(tǒng)邊界相對(duì)封閉，地貌以溶丘谷地，地形起伏小，含水介質(zhì)空間類型以溶孔、溶蝕裂隙為主，地下水賦存相對(duì)均勻，地下水排泄形式為分散形式的下降泉；集中排泄型巖溶地下水系統(tǒng)，地貌為峰叢洼地、槽谷，地形起伏大，地形坡度較大，河流切割大，系統(tǒng)邊界為“開(kāi)放型”，含水介質(zhì)空間類型為溶洞、裂隙，地下水分布不均勻，地下水排泄形式為集中的巖溶大泉或地下河出口。

[1]鄭明英. 黔西南三疊系白云巖含水層儲(chǔ)水特征[R].2017.

[2]王明章. 貴州省巖溶區(qū)地下水與地質(zhì)環(huán)境[M].北京：地質(zhì)出版社.2015.9.

[3]王偉.黔西北地區(qū)巖溶地下水系統(tǒng)劃分及找水方向[J].貴州地質(zhì).2010(27).

[4]貴州省地礦局. 1：20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(安龍幅)[R]. 1982.

[5]貴州省地質(zhì)調(diào)查院. 貴州重點(diǎn)巖溶流域水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查——馬別河、麻沙河、大田河巖溶流域調(diào)查報(bào)告[R]. 2011.

[6]貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局.貴州省巖溶泉及地下河枯季測(cè)流總結(jié)報(bào)告[R].2012.

[7]貴州省國(guó)土資源廳.貴州省1：5萬(wàn)水文地質(zhì)圖編圖[R]. 2015-2017.

[8]貴州省地質(zhì)調(diào)查院.貴州省區(qū)域地質(zhì)志[R]. 2015.

[9]貴州省地質(zhì)局. 1：20萬(wàn)安龍縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].1980.