宋 輝,丁彩元,王克紅 ,彭亞麗

(山東省沂源縣水務(wù)局,山東 沂源 256100)

0 引言

沂源斷塊區(qū)中古生界蓋層發(fā)育,大部分呈傾角平緩的單斜構(gòu)造覆于基底巖石之上。由于燕山運(yùn)動(dòng)的影響,地臺(tái)復(fù)活,巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,斷層及節(jié)理發(fā)育。而斷裂構(gòu)造破壞了地層、巖性等地質(zhì)體的連續(xù)、完整性,因而改變了它們?cè)即嬖跔顟B(tài),在水平方向上(張性斷層)或垂直方向上(壓性斷層)使地層擴(kuò)展,擴(kuò)大了空間。由于應(yīng)力狀態(tài)不同,應(yīng)力集中也不一樣,結(jié)果由斷裂面、斷裂破碎帶和影響帶所圍定的空間大小、形態(tài)、連通情況、波及范圍亦不同。所以斷裂構(gòu)造成為影響地下水賦存、運(yùn)動(dòng)的主導(dǎo)因素之一。沂源斷塊區(qū)中斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,在很大程度上控制了本區(qū)地下水分布狀態(tài)和賦存規(guī)律。

1 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖溶水的控制

沂源斷塊區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖地層分布廣泛,絕大部分裸露地表,局部隱伏在中、新生界之下。巖性主要為純灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及少量白云巖。巖溶發(fā)育程度決定因素是多方面的,如巖性、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造裂隙、水的溶蝕性及水化學(xué)動(dòng)力條件等。在灰?guī)r區(qū),地質(zhì)構(gòu)造條件控制著巖溶發(fā)育的方向與深度,對(duì)巖溶地下水的運(yùn)移與富集起著重要作用。

1.1 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖溶發(fā)育的控制

斷塊區(qū)內(nèi),有貫穿區(qū)內(nèi)北東 25～40°的上五井?dāng)嗔?北西向的韓旺斷裂,近東西向的燕崖斷裂、松仙嶺、草埠山、大賢山斷裂等。在灰?guī)r裸露區(qū),這些斷裂相互切割,層狀灰?guī)r變成了在平面上以不同方式連接的大小不等的塊體,而每一塊體又往往被裂面陡峻的節(jié)理破壞呈不規(guī)則的網(wǎng)狀裂隙,斷裂作用的參入,極大地增加了灰?guī)r與水接觸的表面積,溶蝕作用加強(qiáng),對(duì)巖溶發(fā)育十分有利。在寒武系、奧陶系地層中發(fā)育有垂直溶隙與層面溶隙。如在寒武系饅頭組中桃花坪溶洞,奧陶系地層中的九天洞、玄云洞等。由于奧陶系灰?guī)r在沂源斷塊區(qū)中出露巨厚,因而發(fā)育在奧陶系地層中的這些溶洞在垂直管道與水平廊道交替相連成群出現(xiàn),成為壯麗的沂源溶洞群。這些現(xiàn)象既體現(xiàn)了地殼階段上升,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響和在幔隆控制下發(fā)育過(guò)程,也顯示了構(gòu)造作用下的溶洞在地下水補(bǔ)給條件下成為富水儲(chǔ)水空間的前景,如下崖洞暗河。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖溶水的運(yùn)移及富集控制

沂源斷塊區(qū)內(nèi)的巖溶發(fā)育受巖性和構(gòu)造控制,各方向發(fā)育程度不一,所以各方向聯(lián)系也有差異。沿構(gòu)造線常形成強(qiáng)巖溶帶,它是由一些溶隙網(wǎng)脈和部分溶洞構(gòu)成,形成相對(duì)富水帶。沂源斷塊區(qū)內(nèi)的巖溶大泉出露既都靠近較大的斷裂,如東里大旺泉靠近韓旺斷裂,響泉及龍洞泉?jiǎng)t是上五井?dāng)嗔雅c草埠山斷裂切割的結(jié)果;狗跑泉靠近大賢山斷裂;荊山泉靠近上五井?dāng)嗔训?。這也說(shuō)明斷裂附近巖溶發(fā)育,而巖溶水露頭則充分說(shuō)明了地下水沿?cái)嗔衙娉蓭罡患?/p>

由于在漫長(zhǎng)的地質(zhì)發(fā)展歷史進(jìn)程中,受到多期地殼運(yùn)動(dòng)的影響,從而造成不同時(shí)期不同構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)所形成的各種地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生疊加式改造。因而沂源斷塊中大的斷裂構(gòu)造形跡比較復(fù)雜,總體表現(xiàn)為高角度壓扭性正斷層,其主斷裂面附近具有明顯擠壓構(gòu)造特征,并成為阻水?dāng)嗝妗Ｈ绫睎|向的上五井?dāng)嗔烟锴f段的劉家大峪東處,破碎帶寬 87 m,破碎帶內(nèi)地層為張夏與崮山組地層,而斷裂的西盤為徐莊組地層,東盤為中奧陶系地層,并且擠壓現(xiàn)象明顯,并見有小褶皺與透鏡體,為一阻水界面。但是其一側(cè)或兩側(cè)的斷層帶、影響帶及節(jié)理密集帶則是地下水流暢帶,巖溶順其發(fā)育而形成帶狀富水帶。

被中新生界覆蓋下的古生界灰?guī)r在斷裂破壞、地下水長(zhǎng)期溶蝕和地下水動(dòng)力條件變化的作用下,溶隙、溶洞較發(fā)育。由于斷層、節(jié)理、裂隙作用而發(fā)展起來(lái)的大小不等的溶洞、溶隙被后來(lái)的斷裂進(jìn)一步改造連通成網(wǎng)絡(luò)狀、輻射狀通道時(shí),其賦水性將進(jìn)一步加強(qiáng),成為具有“統(tǒng)一”地下水位的面狀地下水的富水區(qū)。如位于南麻盆地灰?guī)r隱伏區(qū)中的新城溫泉家園地?zé)嵘罹?就是在沙溝斷裂的影響下,其裂隙、節(jié)理、溶隙發(fā)育而成為一地?zé)嵝钏畼?gòu)造,經(jīng)實(shí)際鉆探,其單井涌水量 1 920m3/d,水溫 400℃

2 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)結(jié)晶巖裂隙水的控制

斷塊區(qū)內(nèi)結(jié)晶巖分布較廣,主要有太古界片麻巖、混合巖化變粒巖類;侵入巖類有閃長(zhǎng)花崗巖及閃長(zhǎng)玢巖等。在地質(zhì)構(gòu)造作用下,其整體性遭受破壞,為地下水的賦存、運(yùn)移提供了通道和空間。地質(zhì)構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)結(jié)晶巖裂隙水的分布規(guī)律。按裂隙水的埋藏條件,主要以潛水形式賦存,有層狀水和脈狀水兩種賦存方式。

2.1 區(qū)域性節(jié)理對(duì)層狀水的控制

該斷塊區(qū)中的區(qū)域性節(jié)理由于受形成斷裂時(shí)的應(yīng)力場(chǎng)作用,主要由北西向、北東向兩組,另有近東西向節(jié)理等,這些不同走向的節(jié)理把結(jié)晶巖分割成大小不等的菱形狀,裂隙在平面上組成網(wǎng)狀通道,這對(duì)地下水運(yùn)移、富集有利。由于節(jié)理互相連通,在距地表一定的深度范圍內(nèi)組成了一個(gè)“統(tǒng)一”的含水層而形成層狀水。層狀裂隙水分布較均勻,水量小,埋藏深度亦小。如石橋、張家坡、東里等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分地區(qū),層狀裂隙水的埋藏深度一般在 5～8 m,水量在 4～10m3/h之間。

2.2 斷層破碎帶對(duì)脈狀水的控制

斷層破碎帶分布區(qū)內(nèi)巖石的裂隙度劇增,為地下水運(yùn)動(dòng)提供了良好的通道,同時(shí)也為地下水賦存提供了空間,尤其是斷層破碎帶充填膠結(jié)較差時(shí)更是如此。其富水程度受斷層破碎帶的規(guī)模與斷層性質(zhì)有關(guān)。如果規(guī)模大,延伸遠(yuǎn),則富水性就好;反之,則差。但同時(shí)又受斷層性質(zhì)的直接影響。由于沂源斷塊區(qū)中的斷層大多為壓扭性,因而在破碎帶主斷面富水性差,而在兩側(cè)富水性良好,而扭性斷層則上盤富水性較好。如上五井?dāng)嗔选⒔鹱由綌嗔训染€性構(gòu)造都是脈狀水區(qū)與控制主導(dǎo)因素。

3 斷裂構(gòu)造對(duì)風(fēng)化裂隙水的控制

風(fēng)化裂隙是一種表生構(gòu)造,但是在構(gòu)造裂隙基礎(chǔ)上風(fēng)化裂隙進(jìn)一步發(fā)育,形成密集均勻、相互連通的裂隙網(wǎng)絡(luò)。沂源斷塊區(qū)中片麻巖經(jīng)風(fēng)化而成麻餅狀;花崗巖類、閃長(zhǎng)玢巖等經(jīng)風(fēng)化而成砂粒狀,它們均可為潛層水提供儲(chǔ)水空間。如金星閃長(zhǎng)玢巖侵入體及韓旺的片麻巖等,經(jīng)風(fēng)化都富含風(fēng)化裂隙水。

4 結(jié)論

構(gòu)造對(duì)地下水的控制主要表現(xiàn)在控制地下水的儲(chǔ)水空間,影響制約地下水的水力聯(lián)系,確定地下水的運(yùn)移方向及富水帶。因而,在某種程度上,查明分析地質(zhì)構(gòu)造在沂源斷塊區(qū)中對(duì)地下水的運(yùn)移與富集機(jī)理,對(duì)評(píng)價(jià)與合理開發(fā)利用水資源具有重要的意義。

[1]《城市地下水工程與管理手冊(cè)》編寫委員會(huì),城市地下水工程與管理,1993.

[2]殷昌平,孫庭芳等,地下水水源地勘查與評(píng)價(jià),1993.