(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550081)

安龍—木咋巖溶地下水化學(xué)特征研究

唐娛杰

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550081)

安龍-木咱片區(qū)為貴州西南重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心，巖溶地下水是區(qū)內(nèi)重要水資源。該區(qū)域儲(chǔ)水構(gòu)造巖溶水系統(tǒng)，為封閉系統(tǒng)，含水巖組為三疊系白云巖，含水介質(zhì)為溶孔、溶隙，地下水分布較均勻。通過(guò)對(duì)該研究區(qū)域巖溶水背景條件、水化學(xué)特征，沉積環(huán)境、地球化學(xué)背景和水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析，并對(duì)其地下水化學(xué)特征成因進(jìn)行探討。結(jié)果表明，巖溶含水介質(zhì)組合類型以溶孔-溶隙、溶洞-裂隙為主，水化學(xué)類型主要為HCO3--Ca2+·Mg2+型。同時(shí)以巖溶地下水系統(tǒng)為研究單位，論證了黔西南高原臺(tái)面的巖溶山區(qū)地下水化學(xué)具有“平面分塊”和“垂向呈層特征”。

巖溶地下水；化學(xué)特征；安龍-木咱片區(qū)

安龍-木咱片區(qū)為黔西南重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心，地處貴州高原向廣西丘陵過(guò)渡的高原臺(tái)面上，地形起伏小、地勢(shì)相對(duì)平緩，地貌為丘峰谷地。巖溶地下水是區(qū)內(nèi)的重要水資源，但尚未對(duì)區(qū)內(nèi)重要巖溶含水層的地下水化學(xué)特征，進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)、詳細(xì)的研究。本文通過(guò)收集區(qū)內(nèi)近10年的西南巖溶山區(qū)地下水勘查[1]、巖溶流域調(diào)查[2]等水點(diǎn)和機(jī)井水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告[3]，結(jié)合區(qū)內(nèi)沉積環(huán)境、水文地質(zhì)背景等條件，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，解剖巖溶水化學(xué)成分、類型及空間分布等特征，為巖溶水開(kāi)發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)水文地質(zhì)參考。

1 自然背景

1.1 地形地貌

研究區(qū)位于貴州省黔西南州安龍縣城至木咱鎮(zhèn)一線。區(qū)內(nèi)地勢(shì)北東高南西低，海拔1 155～1 400 m，地形坡度一般5°～15°。以溶蝕地貌為主，屬烏蒙山脈南側(cè)邊緣巖溶山區(qū)，區(qū)內(nèi)多為丘峰谷地地貌，谷地寬緩、平坦。

1.2 氣象水文

區(qū)內(nèi)為中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和、日照充足、雨量豐沛、無(wú)霜區(qū)較長(zhǎng)。多年平均降雨量1 138.67 mm，年際分布特征為冬春稀少、夏秋集中，5月至9月的年降雨量占68.47%。

研究區(qū)位于南盤(pán)江左岸的高原臺(tái)面上，區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖裸露，地表水文網(wǎng)發(fā)育稀疏，整體地表水由南向北徑流，大氣降水落至地面后，多以地下暗流型式徑流，最終均以地下河出口型式在南盤(pán)江左岸排泄。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于揚(yáng)子陸塊-江南復(fù)合造山帶-興義隆起區(qū)(興義穹盆構(gòu)造變形區(qū))與右江裂谷前陸盆地區(qū)(冊(cè)亨東西向緊閉褶皺變形區(qū))的交匯地帶附近[4][5]。區(qū)內(nèi)發(fā)育安龍斷層和貴落斷層，構(gòu)造行跡分為北東向和南北向。

1.4 巖溶發(fā)育

1.4.1 地表巖溶

地表巖溶發(fā)育多為洼地、溶蝕裂隙為主，少見(jiàn)落水洞，未發(fā)現(xiàn)有地下河天窗、豎井、地下河發(fā)育，且?guī)r溶形態(tài)長(zhǎng)軸多為北東向和南東向。

1.4.2 地下巖溶

鉆孔揭露的地下巖溶發(fā)現(xiàn)：區(qū)內(nèi)楊柳井組(T2y)、花溪組(T2h)、安順組(T1-2a)巖溶層位未發(fā)現(xiàn)有大型溶洞，巖溶形態(tài)以溶蝕裂隙、孔隙為主。

2 巖溶水化學(xué)背景條件

2.1 巖溶含水系統(tǒng)

研究區(qū)西面為夜郎組三段(T1y3)泥巖和貴落斷層為阻水邊界，北面和北東面以分水嶺為界，安龍斷層為阻水邊界(見(jiàn)圖1)。地下水整體由北向南徑流，地下水類型主要為碳酸鹽巖巖溶水，巖溶含水介質(zhì)組合類型為溶孔-溶隙、溶洞-裂隙。

主要巖溶含水巖組為：楊柳井組(T2y)、花溪組(T2h)、安順組(T1-2a)。機(jī)井涌水量一般為100～600 m3/d、最大可達(dá)4 000 m3/d、單位涌水量一般為0.15～1.20 L/s·m、最大可達(dá)3 L/s·m，地下水枯季徑流模數(shù)一般3.71～7.75 L/s·km2，賦水性較均勻～均勻，賦水性中等～強(qiáng)。

2.2 沉積環(huán)境條件

區(qū)內(nèi)地層主要位于“上揚(yáng)子分區(qū)”之“貞豐-貴陽(yáng)小區(qū)”[5]，主要為臺(tái)緣沉積區(qū)，屬淺海臺(tái)地相碳酸鹽巖夾碎屑巖沉積。

2.2.1 安順組(T1-2a)

是一套遠(yuǎn)岸淺灘至瀉湖相白云巖沉積。巖性為灰、灰白色中厚層-厚層塊狀白云巖、溶塌角礫狀白云巖夾薄層泥質(zhì)白云巖。

2.2.2 花溪組(T2h)

為貞豐臺(tái)地淺海碎屑巖碳酸鹽巖相，巖性為灰、淺灰色厚層塊狀白云巖、藻白云巖、砂礫屑白云巖，夾泥質(zhì)白云巖，底部時(shí)灰綠色玻屑凝灰?guī)r、頂部為灰色薄夾中厚層泥質(zhì)白云巖、微晶白云巖夾白云質(zhì)粘土巖。

2.2.3 楊柳井組(T2y)

是一套臺(tái)地半封閉淺海白云巖為主體的沉積，巖性為灰、淺灰色厚層(夾中厚層及塊狀)泥晶白云巖，晶洞白云巖，夾少量灰色薄層含泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)粘土巖。

2.3 巖石地球化學(xué)特征

據(jù)相關(guān)資料[6]顯示：區(qū)內(nèi)白云巖的化學(xué)成分為CaO、MgO，二者總和在50%～60%。其中，MgO多在10%～20%。

表1 區(qū)內(nèi)白云巖化學(xué)成分特征表 %

3 巖溶地下水化學(xué)特征

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)內(nèi)24口機(jī)井和6處巖溶泉(見(jiàn)圖1)的水化學(xué)成分[3]，分析研究區(qū)內(nèi)巖溶含水層的地下水化學(xué)特征如下：

圖1 研究區(qū)巖溶水類型平面分布圖

3.1 水化學(xué)組分特征

巖溶水的地下水類型主要為HCO3--Ca2+·Mg2+型、HCO3--Ca2+型。HCO3-含量多為230～460 mg/L，總礦化度為240～370 mg/L。

3.2 空間分布特征

3.2.1 平面分塊

由表2和圖1顯示：分平面上，區(qū)內(nèi)T1-2a和T2h巖溶水化學(xué)成的Ca2+、Mg2+含量在50～113 mg/L、4～47 mg/L，主要分布在研究區(qū)的中部和西部；T2y巖溶水主要分布在北東部，Ca2+、Mg2+含量均高于T1-2a和T2h含水層，含量在80～603 mg/L、31～141 mg/L。

3.2.2 垂向呈層

垂向上，同一含水巖組內(nèi)的巖溶水Ca2+、Mg2+含量差異較?。坏玊2y巖溶水的Ca2+、Mg2+含量則高于T1-2a和T2h巖溶水，差值最大達(dá)500 mg/L、97 mg/L，水化學(xué)呈現(xiàn)出“雙層”現(xiàn)象。

表2 各含水層水化學(xué)組分特征表 mg/L

3.3 成因分析

(1)在沉積環(huán)境背景下，巖石化學(xué)成分控制了區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)類。區(qū)內(nèi)白云巖的MgO含量較灰?guī)r高，巖石溶蝕、溶慮后，致使區(qū)內(nèi)巖溶水化學(xué)類型為HCO3--Ca2+·Mg2+型。

(2)水文地質(zhì)條件限制了水化學(xué)組分含量。北東部的Ca2+、Mg2+含量高的成因?yàn)椋篢2y白云巖溶蝕主要為網(wǎng)狀的溶孔、溶隙，含水介質(zhì)空間分布均勻，地下水水力坡度緩、地下水運(yùn)移緩慢，巖石的CaO、MgO化學(xué)組分多溶解、溶濾并儲(chǔ)存于巖溶水內(nèi)；其余地帶的水力坡度較陡、地下水運(yùn)移較快，地下水循環(huán)周期短。

(3)巖石地層中的夾層泥質(zhì)白云巖、粘土巖，造成垂向上的水力聯(lián)系弱，形成水化學(xué)組分的分層現(xiàn)象。T2y底部的泥質(zhì)白云巖、粘土巖的隔水作用顯著，加之巖石本身的MgO含量高，促使垂向上Ca2+、Mg2+含量與T1-2a和T2h巖溶水有顯著差異。

4 結(jié)語(yǔ)

安龍-木咱一帶的三疊系白云巖巖溶水為封閉型儲(chǔ)水構(gòu)造，巖溶含水介質(zhì)組合類型以溶孔-溶隙、溶洞-裂隙為主，水化學(xué)類型主要為HCO3--Ca2+·Mg2+型。文章首次以巖溶地下水系統(tǒng)為研究單位，從沉積環(huán)境、巖石地球化學(xué)背景和水文地質(zhì)條件出發(fā)，論述了黔西南高原臺(tái)面的巖溶山區(qū)地下水化學(xué)具有“平面分塊”和“垂向呈層特征”。

[1]貴州省地礦局. 貴州省安龍縣農(nóng)村飲水安全——地下水調(diào)查[R].2010.

[2]貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局. 貴州省勘查找水打井總結(jié)報(bào)告(2007～2015年)[R]. 2015.

[3]貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì). 貴州省1:5萬(wàn)水文地質(zhì)圖編圖項(xiàng)目(安龍幅)[R]. 2017.

[4]貴州省地質(zhì)局. 1：20萬(wàn)安龍縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R]. 1980.

[5]貴州省地質(zhì)調(diào)查院. 貴州省區(qū)域地質(zhì)志[R]. 2015.

[6]貴州省地質(zhì)調(diào)查院. 貴州省區(qū)域地質(zhì)志[R]. 2015.

[7]貴州省地質(zhì)局第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).貴州巖溶與地下水[M].工程地質(zhì)大隊(duì)科技情報(bào)組.1979.4.

[8]王明章，王尚彥，等.貴州巖溶石山生態(tài)環(huán)境地質(zhì)研究[M].北京：地質(zhì)出版社.2005.

[9]王偉.黔西北地區(qū)巖溶水系統(tǒng)劃分及找水方向[J].貴州地質(zhì).2010(27).

[10]王明章. 貴州省巖溶區(qū)地下水與地質(zhì)環(huán)境[M].北京：地質(zhì)出版社.2015.9.

Yewood-Anlongkarstgroundwaterchemicalcharacteristicsresearch

TANGYu-jie

(geological team of Guizhou Bureau of Geology and mineral resources exploration and development,Guiyang,Guizhou,550081)

Our area for the wood - Anlong Guizhou southwest important economic development center, karst groundwater is an important water resource in the region. The karst water system of the reservoir structure is closed system, the water bearing rock group is the Triassic dolomite, the water bearing medium is dissolved pore and dissolved gap, and the groundwater distribution is homogeneous. Based on the analysis of karst water background, hydrochemical characteristics, sedimentary environment, geochemical background and hydrogeological conditions, the hydrochemical characteristics and genesis of karst groundwater in the study area are discussed. The results show that the combination types of karst water bearing media are mainly dissolved pore solution gap and cave fissure, and the hydrochemical type is mainly HCO3--Ca2+= Mg2+type. At the same time to karst groundwater system as the research unit, demonstrates the groundwater chemistry in karst mountain area of Qianxinan Plateau Mesa with “flat block” and “vertical layered characteristics”.

Karst groundwater；chemical characteristics；wood -I Anlong area

P641.134

A

1004-1184(2017)06-0038-02

2017-07-31

貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地質(zhì)科研項(xiàng)目(黔地礦科合2016-22號(hào))；貴州省1:5萬(wàn)水文地質(zhì)圖編圖項(xiàng)目

(黔國(guó)土資地勘函2016-493號(hào))

唐娛杰(1985-)，女，貴州六枝人，工程師，主要從事水文地質(zhì)方面工作。