劉利琴
(廣東省有色金屬地質(zhì)局九三八隊(duì),廣東 韶關(guān) 512023)
水文地質(zhì)調(diào)查工作是通過對地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、地層巖性、水文等條件的實(shí)地勘察的過程。調(diào)查的目的在于掌握水文地質(zhì)條件,研究分析地下水的補(bǔ)給徑流排泄條件,確定什么地方有利于地下水的補(bǔ)給徑流條件,確定什么地方有利于地下水的富集,圈定地下水的富集區(qū)域,為水文地質(zhì)物探工作設(shè)計(jì)提供依據(jù)[1]。水電法找水是指水的電阻率很低,利用水與圍巖明顯電性差異來尋找賦水位置的方法[2]。以位于博羅縣羅陽鎮(zhèn)田牌村的梓園農(nóng)藝場找水為例,農(nóng)藝場準(zhǔn)備開發(fā)成集種植及餐飲于一體的生態(tài)園,需要在其有限的用地范圍內(nèi)找到可供利用的地下水。
本區(qū)區(qū)域?qū)俚蜕角鹆甑孛?,位于區(qū)域內(nèi)最高山-象頭山的西南麓,工作區(qū)標(biāo)高為13.5m~108.5m(蘇木山),相對高差為95m,地面坡度小于30°,地表多為第四系殘坡積物、沖積物覆蓋。屬亞熱帶氣候,春夏季潮濕多雨,1月平均氣溫13.9℃,7月平均氣溫28.3℃,年平均降水量1932mm,雨量多集中在4~8月份。
本區(qū)區(qū)域構(gòu)造處于博羅大斷裂帶的中段北側(cè),位于加里東構(gòu)造層與加里東巖漿侵入旋迴交接帶附近(見圖1地質(zhì)簡圖)。①加里東構(gòu)造層:為區(qū)域中深變質(zhì)巖(付變質(zhì)巖),主要有黑云母片麻石英巖、及云母石英砂巖等。主要分布在博羅縣城北2km~4km范圍。②加里東侵入旋迴:分布于博羅大斷裂的北西4km~12km的區(qū)域內(nèi),主要巖性為斜長花崗片麻巖。③第四系松散堆積層(Q):主要出露于區(qū)內(nèi)溝谷低洼處的沖洪積成因的碎石土、砂土和粘性土組成,以及位于坡麓的殘坡積成因的粘性土層。厚度變化較大,一般小于10m。
圖1 地質(zhì)簡圖
①博羅大斷裂:分布于博羅城區(qū)附近,距離工作區(qū)約3km~4km。該斷裂屬壓性逆斷層,走向50°~60°,傾向南東,傾角40°~45°。②工作區(qū)北東向斷裂:通過野外地質(zhì)調(diào)查,推測本區(qū)北東向的斷裂有F1和F2兩條,他們均屬于博羅大斷裂的次級斷裂。根據(jù)斷裂附近的片理化發(fā)育程度及產(chǎn)狀,結(jié)合電法剖面分析推斷,F(xiàn)1斷層的走向40°~50°,傾向南東,傾角約60°~70°。該斷層從園藝場的北部經(jīng)過,其經(jīng)過處地下水露頭較為發(fā)育。③工作區(qū)北西向斷裂:根據(jù)地表水系分布特點(diǎn)和地貌情況分析推斷,工作區(qū)存在北西向的斷裂F3和F4,因斷裂出露不明顯,斷裂性質(zhì)不明。
工作區(qū)屬低山丘陵區(qū),地面標(biāo)高108.5m~13.5m,相對比高95m。工作區(qū)北、西、東地勢較高,南面較低,呈馬蹄形狀,排泄條件良好。地表溪流受構(gòu)造格局控制,呈北東或北西枝丫狀分布,匯合后自北西流向南東,常年性溪流主要有田牌溪,其流量為5L/s~20L/s,而長江溪、新屋溪為季節(jié)性溪流,流出本工作區(qū)后匯流入東江河。
(1)第四系松散堆積含水層:①坡洪積土含水層:分布在低洼處,由季節(jié)性洪水搬運(yùn)沉積形成。主要由砂土、粘性土組成,厚度變化較大,一般小于10m,砂土中粘粒含量高,其富水性較好,透水性中等~弱。該含水層為孔隙含水層,屬潛水,水量受季節(jié)性影響大,其流動(dòng)方向與地表水的流動(dòng)方向基本一致。②殘積土含水層:測區(qū)的大部分地區(qū)有分布,由斜長花崗片麻巖風(fēng)化殘積形成,成分為砂質(zhì)粘性土,其厚度變化大,低洼處最大厚度達(dá)20m,一般在10m以內(nèi)。其富水性差,透水性弱,屬弱透水層。該含水層為孔隙含水層,屬潛水,水量受季節(jié)性影響較大,其流動(dòng)方向與地表水的流動(dòng)方向基本一致。
(2)基巖風(fēng)化帶裂隙含水層:測區(qū)的基巖為斜長花崗片麻巖,其風(fēng)化帶發(fā)育完整,風(fēng)化裂隙發(fā)育風(fēng)化帶包括全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、中等風(fēng)化帶及微風(fēng)化帶。根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn),該測區(qū)風(fēng)化帶的厚度變化很大,在5m~30m間,局部低洼地段或構(gòu)造發(fā)育地段的厚度大于30m。該風(fēng)化帶賦含裂隙水和孔隙水,地下水屬潛水,地下水較豐富,其補(bǔ)給來源主要是大氣降水的滲入,其富水性主要受補(bǔ)給范圍、巖石性質(zhì)、風(fēng)化程度及風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度有關(guān),屬弱透水層。
(3)斷裂破碎帶裂隙脈狀含水層:分布于北東向和北西向F1、F2、F3和F4的斷裂破碎帶中,以北東向的F1、F2斷裂為主體,可能屬于博羅大斷裂旁側(cè)的次級構(gòu)造,從001號地下水露頭點(diǎn)處的觀測,片理總體產(chǎn)狀:走向50°,傾向南東,傾角65°,與北東向斷裂平行。結(jié)合002和004地下水露頭點(diǎn),三個(gè)點(diǎn)在平面上呈北東向分布,與推斷的F1斷層相一致,形成一個(gè)比較完整的構(gòu)造破碎帶脈狀水。該含水層受大氣降水和上層滯水的滲入補(bǔ)給為主,具有弱承壓性,屬承壓水。
工作區(qū)地下水的埋藏較淺,隨地形的坡度變化,在低洼地段一般在0m~3.0m之間,年變化幅度小,一般小于2.0m。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給,其主要滲入通道為丘陵地段的殘坡積層及基巖裂隙,并向低洼處滲透或滲出地表在低洼處排泄,區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)地下水露頭(泉眼)4個(gè),涌水量0.025~0.1升/秒。
該區(qū)屬于塊狀巖區(qū),附近沒有大的河流,沖洪積層厚度小,所以尋找富存地下水的目的層有兩個(gè):基巖風(fēng)化帶裂隙含水層和斷裂破碎帶裂隙含水層。
通過對已有地質(zhì)資料的分析和水文地質(zhì)調(diào)查工作,在園藝場的北部,可能同時(shí)存在基巖風(fēng)化帶裂隙含水層和斷裂破碎帶裂隙含水層,本次的工作重點(diǎn)也是放在該區(qū)域,該區(qū)域地下水露頭較多,通過結(jié)合布置的兩條電法剖面,基本上可以確定以上兩個(gè)含水層的存在。
在水文地質(zhì)調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,為了驗(yàn)證風(fēng)化帶和斷層的存在,給水井井位的布置提供可靠的資料,特在目的區(qū)內(nèi)布置了2條物探剖面(T1和T2)。
T1剖面:布置在場區(qū)西北角,位置見(圖1地質(zhì)簡圖),電法的ρs曲線及推測地質(zhì)情況見(T1電法剖面圖)。從曲線中可以看出,在地面的低洼出有一個(gè)低電阻率異常,推測可能是由斷裂破碎帶引起,或由厚度相對較大的基巖風(fēng)化帶引起。T2剖面:布置在場區(qū)東北角,位置見(圖1地質(zhì)簡圖),電法的ρs曲線及推測地質(zhì)情況(見T2電法剖面圖)。從曲線中可以看出,該剖面也有一個(gè)低電阻率異常,推測可能是由斷裂破碎帶引起,或由厚度相對較大的基巖風(fēng)化帶引起。
綜合兩條電法剖面,證明F1斷裂帶很可能存在,對布置井位提供了較為充分的依據(jù)。
圖2 電法剖面圖
通過本次的水文地質(zhì)調(diào)查工作,綜合前面論述,本次找水的目的層首選F1斷裂破碎帶裂隙含水層,當(dāng)推測的F1斷層不存在,并且風(fēng)化帶厚度大于20m時(shí),則可以選擇基巖風(fēng)化裂隙帶含水層作為找水目的層。由于F1的傾向不確定,選兩個(gè)點(diǎn)做為布置位置。
①位置一:井位布置于推測F1的南側(cè),位置見(圖1地質(zhì)簡圖)的“井1”,目的首先是尋找F1斷裂破碎帶裂隙含水層,設(shè)計(jì)井深100m,預(yù)計(jì)于60m深處遇見斷裂破碎帶。
②位置二:當(dāng)方案一的方法不能成井,說明推測的F1斷層有可能傾向北西,這樣的話井位應(yīng)布置于推測F1斷裂的北側(cè),位置見(圖1地質(zhì)簡圖)的“井2”,目的首先是尋找F1斷裂破碎帶裂隙含水層。
通過全面的水文地質(zhì)調(diào)查工作,基本了解了工作區(qū)的水文地質(zhì)特征,進(jìn)而在梓園農(nóng)藝場的北部找到了最佳的水井布設(shè)位置,最終在位置“井1”中打出日水量200m3的水井。實(shí)踐表明,適當(dāng)?shù)乃牡刭|(zhì)調(diào)查及物探在實(shí)際的找水工作中可以減少盲目打井,減少經(jīng)濟(jì)損失。