隆林县隆或背斜岩溶地下水富水性特征及找水打井标志

2016-08-12黄科源广西壮族自治区北海水文工程矿产地质勘察研究院广西北海536000

低碳世界 2016年19期

黄科源（广西壮族自治区北海水文工程矿产地质勘察研究院，广西　北海　536000）

黄科源（广西壮族自治区北海水文工程矿产地质勘察研究院，广西北海536000）

隆林各族自治县处于云贵高原的东南边缘，区内隆或背斜为一较典型的穹窿构造，其不仅控制着该县大部构造特征，还对该地区岩溶地下水的赋存产生明显影响，初步分析认为隆或背斜的岩溶地下水富集规律因受次级构造的影响，以呈条带状或层状分布为主；这一规律对我区西北片碳酸盐岩地区开发利用岩溶地下水找水打井提供了一定的参考思路。

岩溶地下水；找水打井；背斜；地质构造；富集规律

引言

隆林各族自治县位于广西西北部，地处滇、黔、桂三省（区）交界处，处于云贵高原的东南边缘，属亚热带季风气候区。隆或背斜所处地貌为峰丛与洼地组合的山盆期、河谷期岩溶地貌类型，年平均气温16℃，年均降雨量1400～1600mm，属广西大石山干旱贫困地区。研究区隆或背斜属典型的岩溶干旱，虽然地表水缺乏，但岩溶地下水资源较丰富。只要合理地开发岩溶地下水资源，解决大部分研究区干旱是可能的。

1　地质构造特征

研究区隆或背斜区域地质构造是以东西向构造为主，其次为北东向构造。现分述如下：

东西向构造特征为：呈穹窿状，直径18～20km，背斜核部为中泥盆统，翼部依次为上泥盆统、石炭系及二叠系诸地层。背斜为近等轴状的短背斜，北东部岩层产状较缓，倾角约20°，南西较陡，倾角约40°。背斜上断裂构造发育。

北东向构造特征为：经过隆或背斜主要有隆或～顶蛙，下洞～冷独，道达～千家寨三条断裂；展布略呈波状弯曲，沿北东30～50°方向延伸，倾向北西或南东，倾角60～80°，长度20～40km。其中道达～千家寨断层：长度40km，走向北东；性质不明；切割泥盆系至上三叠统诸地层；泥盆系至上三叠统诸地层。下洞～冷独断层：36km，走向北东，倾向南东，属于逆断层；切割泥盆系至上三叠统诸地层；野外见地层界线错移，两盘层位D2～T2岩石较破碎，影响带较宽，羽状裂隙发育，并被方解石脉充填，为压扭性断裂。

2　水文地质特征

2.1碳酸盐岩岩组富水性特征

隆或背斜含水介质为碳盐岩岩组地层，主要地层包括泥盆系、石炭系、二叠系地层，属于均匀状碳酸盐岩，岩溶洼地密度为0.53个/km2，面岩溶率为1.7%，线岩溶率为10.31%，水点密度为0.36个/km2，枯水期地下水平均迳流模数为6.0～16.8L/s·km2，该含水岩组划分为水量丰富富水等级。由于背斜四周与碎屑岩呈断裂接触，控制了岩溶水的排泄基准，该构造区域发育有三条地下河。下江社地下河LL01出口标高949m，地下河总流程3.2km，最枯流量295.3L/s，受北东向断裂控制，呈单枝状，地下水位埋深81.0；大保上旧址地下河LL02出口标高825m，最枯流量52.7L/s，管道受北东向断裂控制，地下水向北东向迳流至岩燕转向南东，地下水埋深95.0～208m；半腊地下河LL03最枯流量205L/s，管道受北东、北西两组断裂控制，主要支流有两条，于龙果怀附近汇合，地下水位埋深50～231m。

2.2岩溶水的补给、迳流、排泄特征

2.2.1岩溶水的补给条件

隆或背斜岩溶水其主要补给来源是大气降水；岩溶区除大气降雨补给外，还接受周边非岩溶区溪沟流水的注入补给。岩溶水补给形式主要为分散式渗入和集中式注入，岩溶区渗入系数大于0.9。岩溶地下水主要赋存、运移在地下河管道、裂隙溶洞、溶洞裂隙中。由于隆或背斜上断裂构造发育，使得岩溶洼地发育岩溶天窗、落水洞、漏斗等各种岩溶形态，降雨汇集于洼地时，易形成股流的形式注入地下转化为岩溶水。据调查，由于背斜洼地岩溶裂隙和岩溶管道发育，即使遇强降雨，洼地受浸淹现象少有发生，仅个别洼地短时积水成涝以及地下河水位暴涨。

2.2.2岩溶水的迳流特征

受地质构造、地形、地貌和岩溶裂隙溶洞的相互影响，隆或背斜的岩溶水是由背斜中补给区的分水岭向背斜翼部和倾伏端的排泄区方向迳流，呈层状径流，由于地下河管道主要受北东、北西两组断裂控制，下江社地下河和大保上旧址地下河出口位于背斜的北侧，半腊地下河出口位于背斜的东侧。

2.2.3岩溶地下水的排泄

背斜岩溶地下水主要是以地下河管道为主干、以中小型溶洞或岩溶化裂隙为支脉的管隙流系统。由于隆或背斜四周与碎屑岩呈断裂接触，控制了岩溶水的排泄基准，岩溶地下水主要通过在背斜翼部和倾伏端发育的地下河出口形式排泄于地表，小部分由溢流、溢洪天窗、岩溶泉流出地表，地下水的最终排泄方向与岩溶地下水一致，即分水岭以北地区汇入南盘江。

2.3岩溶地下水的富集规律

2.3.1背斜构造翼部和倾状端汇流富集规律

受区域地质构造影响，隆或背斜周围（翼部和倾伏端）被碎屑岩所封闭，它兼容了云贵高原和桂中的岩溶发育特征，显示了斜坡地带上封闭岩溶区独特的地貌发育特点，是地下水循环交替的强烈地带，岩溶发育，有利于岩溶地下水的层状汇流富集，为地下河的主要分布区。

2.3.2断层破碎带的充水、汇流富集规律

新华夏构造体系分布于隆或背斜，为一组近平行展布的张扭性或压扭性结构面组成，没有褶皱伴生。隆或背斜岩溶发育主要沿裂隙、断层、层面构造及缝合线等边界进行，形成小至溶孔大到规模巨大的溶洞、地下岩溶管道等不同岩溶形态，但以大的溶洞、管道及溶蚀裂隙占优势，岩溶往往发育强烈而分布不均匀，含水介质以裂隙及溶洞为主。所以，沿断层带溶隙、溶洞较发育，为岩溶地下水的富集地带，离断层越远，裂隙的发育程度逐渐减弱，含水性逐渐减弱，在两断层之间的中间地带，存在着一个弱含水区，这种弱含水地带，往往是岩溶地下水的分水岭。分水岭附近的地下水，向两侧断层汇流，形成条带状分布的，沿断层发育的狭长的岩溶地下水富集带。岩溶地下水总体迳流方向是由西南向北东迳流，在地下水富集带的地下水枯水位埋藏深度一般小于50m，水位年变幅一般5～15m，地下水径流模数〉6L/s·km2，水量丰富。如北东向压扭性断裂旁侧和北西向张扭性断裂带，位置为者隆村、龙保田、菜洞子，龙旺、拉也等谷地，地下水的埋深浅，水点露头多，水量比较丰富。

3　研究区找水打井标志和找水打井潜力部位

隆或背斜构造发育地带质纯的灰岩、白云质灰岩地层，如上泥盆统（D3），石炭系中统（C2），上石炭统（C3），下二叠统栖霞组（P1q）等地层，灰岩地层非可溶岩夹层较少，由于受到历次构造运动的影响，岩体破碎特别是向斜构造轴部，岩层破碎，岩溶强烈发育地段往往成为地下水富集地，另外在背斜翼部和倾伏端的非可溶岩地层往往构成阻水边界，在接触带边界地下水汇集、运移后露地表，形成地下水富集场所。

隆或背斜的北东向压扭性断裂旁侧和北西向张扭性断裂带微地貌岩溶发育较为明显，地下河条带状展布于构造断层旁侧，使得沿断层带溶隙、溶洞较为发育，局部洼地发育有充水岩溶天窗，水位埋深一般小于20m，为此区域找水打井的主要标志。因此，寻找到地质构造相对有利部位，对确定打井方向，提高找水打井的成功率具有十分重要的意义；我单位在此区域找水打井（见图1），成井20口，成井率为60.6%，成井涌水量普遍大于10.0m3/h。

图1　

其次，在岩溶地下水分布区地下水位埋深大于100m区域，为百色大石山区找水打井的困难部位，在调查中却发现局部小区域水位埋深不深，特别是在洼地的雨水和地下水径流汇集区，分析原因是受到局部地形和断层构造控制，形成小型储水构造，为找水打井标志。如在隆或背斜南东侧翼部的隆或乡小毛草坝（成井，编号21，涌水量5.30m3/h，静水位56.0m）、隆或乡大毛草坝（成井，编号21，涌水量10.0m3/h，静水位81.0m）。因此，在区域地下水埋深大的地区，寻找受到局部地形、断层构造控制的雨水和地下水径流汇集区（洼地）的小型储水构造，对确定打井方向，有一定的指导意义。