贵州桐梓新桥浑水河的成因再探讨

杨 旭刘志臣

贵州省地矿局102地质大队，贵州遵义，563003

应用地质

贵州桐梓新桥浑水河的成因再探讨

杨 旭*刘志臣

贵州省地矿局102地质大队，贵州遵义，563003

提 要 通过对新桥浑水河上游明流段、中部伏流段、下游浑水河段实地调查，并结合该区1：20万区域地质资料、区域水文地质资料及煤矿勘查资料，在分析浑水河区域构造背景及水文地质特征的基础上，研究了浑水河的水动力条件，包括纵向水动力条件和横向水动力条件，认为浑水河是特殊构造通道、水土流失带来的粘土颗粒物源、携带粘土颗粒的水体进入地下伏流，粘土颗粒在河床中沉积后又被流水带出的一个过程，即“流失→带进→沉积→带出”过程。浑水河的成因：①浑水河的特殊构造，具备了通道条件；②上游水土流失带来的大量细小粘土颗粒提供了物源；③洞湾水体“盲谷”是浑水的物源载体；④地下伏流的水动力条件，包括纵向水动力条件和横向水动力条件，四者共同作用的结果。

浑水河 地下伏流 纵向水动力条件 横向水动条件 桐梓

我国的喀斯特地区面积约为344万km2， 占总国土面积的l/3【1】。其中，西南喀斯特地区作为全球三大块喀斯特集中分布区面积最大、岩溶作用发育最强烈的典型地区，其分布面积约为54万km2，是我国碳酸盐岩层分布最集中的地区。而贵州是西南喀斯特发育完善的典型区域之一，景观奇特丰富，有数不尽的溶洞和地下河流系统。浑水河是岩溶类地下河流的一个代表类型。以往研究中，主要对水文地质、环境地质、岩溶地下水、石漠化和岩溶瀑布等方面研究较多【2～10】，成果颇丰。但几乎没有对该区浑水河开展过成因研究，本文针对贵州桐梓茅石新桥浑水河的成因进行探讨，以期对今后此类地下河流的认识研究起到一定的借鉴作用。

1　浑水河形成的区域构造背景

桐梓县茅石乡新桥浑水河位于桐梓县城北东13km，区内出露地层全为沉积岩组，除缺失志留系中上统和泥盆-石碳系外，从古生界寒武系中上统娄山关群（Є2-3Ls）到中生界侏罗系上统蓬莱镇组一段（J3p1）均有不同程度的发育，浑水河（地下伏流段）地层为三叠系下统茅草铺组（T1m）。

区域构造位于杨子准地台黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形区西缘，西面与毕节北东向构造变形区接壤， 区域构造主要表现为北北东、北东向的褶皱构造为主和与之相伴的张性及压扭性断裂构造【11～14】。自西向东，主要有桑木场背斜，官店向斜，容光背斜，高桥向斜，娄山关背斜，茅石向斜，联盟向斜，绥阳背斜（见图1）。

浑水河（地下伏流段）形成于茅石向斜北段核部，茅石向斜近南北向展布，延伸27km。核部地层倾角，南段一般20～35°，北段渐变为55～70°。两翼地层倾角迥异，东翼一般为60～70°，西翼南段一般40°左右，北段一般为65°左右。茅石向斜北段为轴面近于直立基本对称的闭合向斜。

浑水河，河水四季浑浊。发源于洞湾（水体）之上游，为一南北向狭长盆地，地势相对海拔高差350m左右【15】，汇水面积近100 km2。浑水河下游（明流段）自观音桥开始约3km 流程流入天门河，经桐梓河汇入较大的赤水河而进入长江。流量为60～80m3/h， 流量及浑浊程度与降水（雨季）呈正相关系。

2　浑水河的水文地质概况

2.1地下伏流段水文特征

茅石向斜核部地层为三叠系下统茅草铺组石灰岩，向斜核部往往是张性节理及裂隙十分发育的部位，尤其是紧闭或闭合向斜，地下水往往易沿节理裂隙溶蚀形成较大的溶蚀空间，浑水河伏流段位于茅石向斜近核部洞湾—新桥之间。洞湾水体通过伏流的入口进入地下形成伏流，伏流流程直距约5km，进水点与出水点高差近200m，平均水力坡度40×10-3，根据出口处200m内的洞穴分析，地下伏流河道呈多级“跌水”，其中分布“滩”和“潭”【15】（图2）

图1　区域构造略图Fig.1 Regional construction Table

图2　暗滩阶梯状分布纵向示意图（据杨旭，熊敏）Fig.2 Vertical sketch map of ladder-like distribution for hidden shoal

2.2浑水河（地下伏流段）上游特征

形成洞湾水体——“盲谷”的汇水面积内，主要是洞湾水体以南，为一南北向狭长盆地。山地起伏，属构造剥蚀为主的中山地区，地势海拔标高1214～1591.3m，相对海拔差350m左右。山脉走向为南北向，山体坡度25～35°，局部达45°左右。汇水面积近100km2， 发育东西向泉水、冲沟，并由两侧向中部汇流。山体中部、上部出露三叠系夜郎组九级滩段紫红色泥岩地层，且多为耕地，植被稀少，在丰水期，地表水携带大量泥沙进入洞湾水体（图3），并悬浮其中。

3　浑水河的成因探讨

地表水对碎屑颗的搬运作用，带入细小粘土颗粒，在洞湾水体中缓漫沉降，携带粘土颗粒的水体进入地下伏流，因而在伏流段河床中堆积较厚的泥沙，提供了浑水河的物质来源【15】，在此不再赘述。本文想进一步分析地下伏流的水动力条件。在地下伏流中，除主要为纵向水动力条件外，地下水自两翼向核部汇流【5】，形成了较强的水动力条件。

图3　地质略图（据杨旭，熊敏）Fig.3 Geological scheme

3.1地下伏流纵向水动力条件

浑水河地下伏流段径流过程中，悬浮于水体中的细小粘土颗粒，在重力作用及岩石吸附作用下，一部分沉积于暗滩底部或河床两侧裂隙中，一部分被径流带走。在漫长的岁月中，粘土质颗粒沉积越来越多，并由于地下伏流段河床坡降大，且呈多级“跌水”，水动力条件较好，而当水流从一个阶梯流向另一个阶梯，特别是水量大的时候，对滩中水体形成的冲力较大。在这个水动力条件下，滩中底部及河床两侧的部分颗粒物质又重新悬浮于水体中，这样经过多个阶梯状暗滩后，水体中悬浮的颗粒浓度增加，到了伏流出水点时，已是所含大量粘土物质的浑水【15】。丰水期水量越大，冲力亦越大，河水越浑。所以，地下伏流在径流过程中，由于河床坡降大，且呈多级“跌水”分布，水流形成了一个自身较大的纵向水动力条件，是形成浑水的一个重要原因。

3.2地下伏流的横和向水动力条件

地下伏流在5km流程中，由于地下河流的溶蚀作用形成了一定的地下溶蚀空间【16】，在伏流的出口段，溶洞空间宽5～20m，高10～30m，河床两侧可见大量堆积的泥沙，目测泥沙的堆积量，100m河段可达500m3左右，并在相距50～100m左右的位置有两侧向中心流动的支流，从此推之，在约5km流程的伏流段，有多达几万方的泥沙堆积。

河道两侧的地下水总是要向河道中心汇流，形成了无数条大大小小由两侧向河道汇流的地下水（如图4）。这无数条地下水，对河道两侧沉积颗粒物质形成了一定的横向冲力，水量越大，冲击越大，河水越浑，反之则清。

由于这个纵向和横向水的水动力条件形成了对伏流河床底部及两侧的粘土颗粒交叉冲刷、切割（如图4中的b），粘土质颗粒受到纵向和横向这两个方向的叠加作用力后，水动力条件点上加强，面上增多，随着水动力条件的不断增强，伏流中的粘土颗粒浓度就不断增加。

3.3浑水河的成因初探

地表河流在径流过程中，对颗粒物质的搬运分选极差，大小颗粒混杂，当洪水减小到一定程度时，颗粒逐渐沉积下来 ，细小颗粒总是多填冲于较大颗粒缝隙之间，易于悬浮的细小颗粒处于相对固定，不易被带走，所以洪水期后，河流很快变为清水而不是浑水。在岩溶分布地区，地表河流转入地下形成伏流的情况较为常见，但是它们有一些共同点：入口处没有相对封闭的静止水体——“盲谷”，流经伏流的水，流进去时是什么样子，流出来就是什么样子。然而浑水河就在于它的伏流段上游为一“盲谷”，水体中悬浮着经搬运分异作用带来的细小粘土颗粒，被带入伏流，加之伏流段水力坡度较大，产生了较强的水动力条件，由于浑水河的这个特殊条件（静止水体，水力坡度较大）形成了浑水河。

图4　地下水汇流示意图Fig.4 Sketch map of ground water accordant junction

假设浑水河的入口不是“盲谷”，洞湾没有蕴涵粘土颗粒的水体，浑水河就不可能形成。根据分析认为，浑水河的成因：是上游明流段水土流失带来的粘土物质进入洞湾水体，携带粘土颗粒的水体进入地下伏流，粘土颗粒在河床中沉积后又被流水带出的一个过程，即“流失→带进→沉积→带出”过程。

4　结论

综上所述，笔者认为浑水河的形成原因：一是浑水河的特殊构造，即茅石向斜核部，因张力作用形成的构造溶蚀通道，这个通道长，坡降大，具备了构造条件；二是上游水土流失带来的大量细小粘土颗粒提供了物质来源；三是洞湾水体“盲谷”是浑水的物源载体；四是地下伏流的水动力条件，包括纵向水动力条件和横向水动力条件。

由于这些因素的共同作用，水体中的悬浮物质不断被带进去，不断地沉积，又不断被带出伏流出口，从而形成浑水河。

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The paper introduces the Hunshui river formation cause by surveying the upstream free flow section， central subterranean stream section and downstream section combined with the 1：200000 regional geological，hydrogeological and coal mine exploration information. They also research on the lengthways and lateral hydrodynamic condition of the Hunshui river. All the above shows that the formation of Hunshui river is a process of entrance for special gallery， clay PM and the wave with PM as well as carry out for PM deposit. They are as a process of run off-bring into-deposition-carry out. Some conditions promote the Hunshui river formation，they are their special construction and the matter source from a large number of wee clay particle caused by upstream water and soil loss as well as the blind valley for carrying matter source and also the lengthways and lateral hydrodynamic condition of underground river.

2015年全球硫产量

2015年，全球硫磺产量比2014年略有增加，在可预见的未来产量可能会稳步增长。预计产量增加主要来自中东地区天然气液化过程中的回收硫，另外非洲、东亚和南亚以及拉丁美洲从石油和天然气回收硫也将有一定的增加。只有在世界经济下滑，限制了在相关回收硫领域的投资，或者如果全球对石油和天然气的需求下降，硫磺产量才可能减少。

全球主要国家所有形式硫产量

（慕骞 摘译自USGS：Mineral Commodity Summaries—SULFUR，2015）

RE-DISCUSSION ON THE HUNSHUI RIVER FORMATION CAUSE OF XINQIAO VILLAGE，TONGZI COUNTY，GUIZHOU PROVINCE

Yang Xu Liu Zhichen
No.102 team of Guizhou Geological Minerals Bureau，Zunyi city， Guizhou，563003

Hunshui river；undergroud water；lengthways hydrodynamic condition；lateral hydrodynamic condition；Tongzi

P343.1

A

1006-5296（2016）01-0048-05

* 第一作者简介：杨旭（1965～），男，长期从事地质调查及找矿工作，地质高级工程师，注册安全工程师

2015-11-16；改回日期：2015-12-07；2015-12-09