地质构造找水方法在河北省韩家店乡山泉水勘查项目中的应用

郭振林， 刘莎莎， 杜嘉祥， 唐谷清， 田大威， 刘 峰， 焦剑妮

(1.华北地质勘查局综合普查大队，河北 燕郊 065201； 2.河北省地矿局第七地质大队，河北 燕郊 065201)

1 区域地质构造背景

调查区位于华北地台北缘(Ⅰ级)之上，东西横跨半截塔断凹(Ⅳ级)、上黄旗穹断束(Ⅳ级)和隆化断凹(Ⅳ级)(图1 )。

区内地壳变动依赖断裂构造变形。由于断裂构造先后相继的地质作用，区内构造格局早二叠世以前为古老的近东西向构造线，三叠纪期间形成北东向构造格局上叠于古老的近东西向基底构造之上，侏罗纪—早白垩世期间形成东西向排布的盆—山构造。

图1 构造纲要图

近东西向构造主要由东西向或近东西向的隆起带及压性或张扭性断裂组成，其变质地层的出露及片理方向在一定程度上也反映了东西向构造的特征。北东向构造是本区的主体构造之一，为其构造轮廓的基础。

韩家店构造为隆化断裂的次级构造，正断层：北东向走向，南东倾向，倾角60°，表现为花岗岩与张家口组地层明显错开，形成负地形，具有断层角砾岩、断层泥和擦痕，有断层泉水溢出，有岩脉侵入。

2 工作区地质构造特征

水源地山泉水出露地段为次火山岩发育地段，同时受南西向张性碎裂岩带和北东向右行张扭性断裂构造控制。地下水在交汇地段出露，形成山泉水眼。

和区域上侏罗纪张家口同期，潜流纹岩上侵粗粒花岗岩(图2)，形成次火山机构，主要表现为产生侵入角砾岩和充填脉岩(张性构造节理发育)。同时，在次火山机构附近形成南东向弧形张性裂隙构造。弧形碎裂岩带控制长约1.5 km，宽约200 m，地貌上为弧形沟谷，走向310°，倾向南西，倾角近于直立。

图2 粗粒花岗岩为后期潜流纹岩上侵

后期受北西向构造应力作用，形成北东向右行张扭性构造，长约2 km，走向50°，倾向北东，倾角85°。断裂面光滑平整。右行张扭性断裂切割弧形碎裂岩带，破坏前期构造。

该区在岩浆活动期后发生构造活动(图3)，在岩体边部形成碎裂岩化，形成储水构造。后期受北西向构造应力作用，和前期构造交汇，地下水在交汇地段出露，形成山泉水眼。

图3 泉眼边陡倾张性裂隙

3 地球物理特征

3.1 联合剖面法

通过联合剖面法辨识“正交点”和“反交点”来推断水源地构造位置。对于视电阻率，交点左侧ρA大于ρB为正交点，一般为低阻构造的反应；交点左侧ρA小于ρB为反交点，一般为高阻体反应。对于视极化率，交点左侧ηA大于ηB为正交点，一般为高极化体的反应；交点左侧ηA小于ηB为反交点，一般为低极化体的反应。通过交点位置判断构造位置，利用视电阻率曲线交点两侧面积大小，参考视极化率曲线交点位置，判别构造倾向。

对联合1号剖面(图4)进行分析，推测在248点存在一个低阻高极化体，倾向南西。结合地质剖面资料，该位置存在含水构造破碎，异常体位置与构造破碎位置相吻合,由含水构造破碎所引起，为构造破碎的富水地段。综合地质、物探资料，富水地段位置位于破碎带北东侧边缘，含水构造破碎带倾向南西。

图4 联合剖面1号线综合曲线图

对联合2号剖面(图5)进行分析，推测在230点存在一个低阻高极化体，倾角近似直立。结合地质剖面资料，该位置存在一条断裂构造，异常体位置与断裂构造位置相吻合，由含水断裂构造所引起，为断裂构造的富水地段。综合地质、物探资料，断裂构造倾角较大，近似直立。

图5 联合剖面2号线综合曲线图

3.2 激电测深法

激电测深断面视电阻率特征明显，0～5 m深度视电阻率值在150 Ω·m以下，呈现为低阻区；5～100 m深度视电阻率值为150～300 Ω·m，为中低阻区；100 m深度以下视电阻率在300 Ω·m以上，为高阻区。根据以上视电阻率分布特征与地质资料，做出以下推测：

(1)浅地表1～5 m深度范围内，低阻区由河道沉积的第四系残坡积物所引起，深度分布不均匀。

(2)深度5～100 m范围内，212～222点号范围中阻带由粗粒花岗岩风化层所引起；222～256点号“U”型低阻区由含水破碎构造带所引起，为构造破碎的富水地段，深度达100 m；226点位置存在一个近似直立的低阻高极化体，推测为一条断裂构造带。

(3)深度100 m以下，视电阻率连续性较好，为完整的基岩层。

4 结论

碳酸盐岩类岩石和火山岩岩类岩石经风化作用，分解出来的Sr、SiO2、SiO3等可溶组分被降水淋滤溶解，一部分随地面径流汇入江河湖海，一部分沿地层的节理裂隙渗入地下，形成含锶和偏硅酸等成分的地下水。这些含锶的偏硅酸等元素的地下水沿地层的节理、裂隙由补给区流向泉水出露点，在径流过程中不断与围岩发生水解作用，使地下水中偏硅酸和锶等成分的含量不断增加，形成锶和偏硅酸型的山泉水。

控制韩家店山泉水的为南东西弧形张性构造和与之交汇的北东向张扭性构造。北东向张扭性构造为含水构造破碎带，北西段走向近北西，倾向南西；南东段走向偏转为南东东向，倾向北东，受地形影响，地下水沿北东向构造裂隙上侵，在两构造交汇附近溢出地表，形成自流泉。在断层交接、切割部位富水性较强，泉眼出露。