地質構造找水方法在河北省韓家店鄉(xiāng)山泉水勘查項目中的應用

郭振林， 劉莎莎， 杜嘉祥， 唐谷清， 田大威， 劉 峰， 焦劍妮

(1.華北地質勘查局綜合普查大隊，河北 燕郊 065201； 2.河北省地礦局第七地質大隊，河北 燕郊 065201)

1 區(qū)域地質構造背景

調查區(qū)位于華北地臺北緣(Ⅰ級)之上，東西橫跨半截塔斷凹(Ⅳ級)、上黃旗穹斷束(Ⅳ級)和隆化斷凹(Ⅳ級)(圖1 )。

區(qū)內地殼變動依賴斷裂構造變形。由于斷裂構造先后相繼的地質作用，區(qū)內構造格局早二疊世以前為古老的近東西向構造線，三疊紀期間形成北東向構造格局上疊于古老的近東西向基底構造之上，侏羅紀—早白堊世期間形成東西向排布的盆—山構造。

圖1 構造綱要圖

近東西向構造主要由東西向或近東西向的隆起帶及壓性或張扭性斷裂組成，其變質地層的出露及片理方向在一定程度上也反映了東西向構造的特征。北東向構造是本區(qū)的主體構造之一，為其構造輪廓的基礎。

韓家店構造為隆化斷裂的次級構造，正斷層：北東向走向，南東傾向，傾角60°，表現(xiàn)為花崗巖與張家口組地層明顯錯開，形成負地形，具有斷層角礫巖、斷層泥和擦痕，有斷層泉水溢出，有巖脈侵入。

2 工作區(qū)地質構造特征

水源地山泉水出露地段為次火山巖發(fā)育地段，同時受南西向張性碎裂巖帶和北東向右行張扭性斷裂構造控制。地下水在交匯地段出露，形成山泉水眼。

和區(qū)域上侏羅紀張家口同期，潛流紋巖上侵粗?；◢弾r(圖2)，形成次火山機構，主要表現(xiàn)為產生侵入角礫巖和充填脈巖(張性構造節(jié)理發(fā)育)。同時，在次火山機構附近形成南東向弧形張性裂隙構造。弧形碎裂巖帶控制長約1.5 km，寬約200 m，地貌上為弧形溝谷，走向310°，傾向南西，傾角近于直立。

圖2 粗?；◢弾r為后期潛流紋巖上侵

后期受北西向構造應力作用，形成北東向右行張扭性構造，長約2 km，走向50°，傾向北東，傾角85°。斷裂面光滑平整。右行張扭性斷裂切割弧形碎裂巖帶，破壞前期構造。

該區(qū)在巖漿活動期后發(fā)生構造活動(圖3)，在巖體邊部形成碎裂巖化，形成儲水構造。后期受北西向構造應力作用，和前期構造交匯，地下水在交匯地段出露，形成山泉水眼。

圖3 泉眼邊陡傾張性裂隙

3 地球物理特征

3.1 聯(lián)合剖面法

通過聯(lián)合剖面法辨識“正交點”和“反交點”來推斷水源地構造位置。對于視電阻率，交點左側ρA大于ρB為正交點，一般為低阻構造的反應；交點左側ρA小于ρB為反交點，一般為高阻體反應。對于視極化率，交點左側ηA大于ηB為正交點，一般為高極化體的反應；交點左側ηA小于ηB為反交點，一般為低極化體的反應。通過交點位置判斷構造位置，利用視電阻率曲線交點兩側面積大小，參考視極化率曲線交點位置，判別構造傾向。

對聯(lián)合1號剖面(圖4)進行分析，推測在248點存在一個低阻高極化體，傾向南西。結合地質剖面資料，該位置存在含水構造破碎，異常體位置與構造破碎位置相吻合,由含水構造破碎所引起，為構造破碎的富水地段。綜合地質、物探資料，富水地段位置位于破碎帶北東側邊緣，含水構造破碎帶傾向南西。

圖4 聯(lián)合剖面1號線綜合曲線圖

對聯(lián)合2號剖面(圖5)進行分析，推測在230點存在一個低阻高極化體，傾角近似直立。結合地質剖面資料，該位置存在一條斷裂構造，異常體位置與斷裂構造位置相吻合，由含水斷裂構造所引起，為斷裂構造的富水地段。綜合地質、物探資料，斷裂構造傾角較大，近似直立。

圖5 聯(lián)合剖面2號線綜合曲線圖

3.2 激電測深法

激電測深斷面視電阻率特征明顯，0～5 m深度視電阻率值在150 Ω·m以下，呈現(xiàn)為低阻區(qū)；5～100 m深度視電阻率值為150～300 Ω·m，為中低阻區(qū)；100 m深度以下視電阻率在300 Ω·m以上，為高阻區(qū)。根據(jù)以上視電阻率分布特征與地質資料，做出以下推測：

(1)淺地表1～5 m深度范圍內，低阻區(qū)由河道沉積的第四系殘坡積物所引起，深度分布不均勻。

(2)深度5～100 m范圍內，212～222點號范圍中阻帶由粗粒花崗巖風化層所引起；222～256點號“U”型低阻區(qū)由含水破碎構造帶所引起，為構造破碎的富水地段，深度達100 m；226點位置存在一個近似直立的低阻高極化體，推測為一條斷裂構造帶。

(3)深度100 m以下，視電阻率連續(xù)性較好，為完整的基巖層。

4 結論

碳酸鹽巖類巖石和火山巖巖類巖石經(jīng)風化作用，分解出來的Sr、SiO2、SiO3等可溶組分被降水淋濾溶解，一部分隨地面徑流匯入江河湖海，一部分沿地層的節(jié)理裂隙滲入地下，形成含鍶和偏硅酸等成分的地下水。這些含鍶的偏硅酸等元素的地下水沿地層的節(jié)理、裂隙由補給區(qū)流向泉水出露點，在徑流過程中不斷與圍巖發(fā)生水解作用，使地下水中偏硅酸和鍶等成分的含量不斷增加，形成鍶和偏硅酸型的山泉水。

控制韓家店山泉水的為南東西弧形張性構造和與之交匯的北東向張扭性構造。北東向張扭性構造為含水構造破碎帶，北西段走向近北西，傾向南西；南東段走向偏轉為南東東向，傾向北東，受地形影響，地下水沿北東向構造裂隙上侵，在兩構造交匯附近溢出地表，形成自流泉。在斷層交接、切割部位富水性較強，泉眼出露。