【word】 基岩裂隙水的类型及其特征分析

【word】 基岩裂隙水的类型及其特征 基岩裂隙水的类型及其特征分析 评论?规划?鉴赏 Pinglunguihualianshang 建筑与发展 JianZhuYuFaZhan?Z5? 基岩裂隙水的类型及其特征分析 高体玉易怀兵 云南地质工程勘察研究院650041 【摘要】基岩裂隙水的埋藏和分布非常不均匀,其含水带的形态也是多种多样,并受地质构造和地貌条件的控制.根据基 岩裂隙水的地质一地球物理特征合理的进行分类,建立相应的模型,并对其模型进行特征分析就显得非常有必要. 【关键词】基岩裂隙水类型特征分析 1基岩裂隙水的类型 我国水文地质工作者,考虑到分布于不同岩类地区的基岩 裂隙水的不同特点和规律,常将裂隙水分为碳酸盐岩石岩溶裂 隙水,砂页岩裂隙水,红层裂隙水,花岗岩裂隙水,变质岩 裂隙水,火山岩裂隙水等. 目前,应用物探方法探测基岩裂隙水还没有一种直接的方 法,通常是寻找储藏地下水的有利空间或地质构造,即通过研 究含水岩石及含水空间的几何形态,含水岩石的状态及结构等 条件来达到找水的目的.因此,我们主要是根据物探方法所要 研究的具体地质对象及其特征,对基岩裂隙水进行地质一地球 物理分类. 1.1断裂带裂隙水 断裂或断裂带是地壳中广泛发育的一种构造形迹,是地壳 构造作用的结果.断裂发生时,岩层或岩体沿着破裂面产生错 动,同时产生断裂破碎带及其有关的裂隙发育带,从而形成了 蓄水空间,两盘的岩石则形成相对隔水的边界.在适宜的补给 条件下,断裂带就可以蓄集地下水,形成蓄水构造.因此, 研究断裂构造的分布,空间形态及其破碎程度对于寻找基岩裂 隙水具有非常重要的意义. 1.2接触带裂隙水 不同岩层的接触带,如侵入体与其它岩层的接触带,是普 通存在于自然界的.当侵入体岩浆逐渐冷却时,体积收缩,造 成其与围岩之间的裂隙产生.这就是接触带裂隙或接触带破碎 带.它们具有储蓄地下水的空问,经常成为地下水的空间,经 常成为地下水的良好通道,并形成接触型蓄水构造. 1.3岩脉裂隙水 岩脉在水文地质方向具有重要意义,它有含水的和不含水 的.含水的岩脉形成岩脉蓄水构造.有的岩脉虽然不含水,fH 它征透水岩之问起阻水作用,可彤成阻水型酋水构造. 岩脉在侵入冷凝过程中以及受后期地质构造运动的影响, 其本身及其两侧的围岩产生了大量的原生和次生裂隙.这种岩 脉及脉侧裂隙的存在为地下水的赋存提供了有利的条件. 通常与岩脉有关的裂隙水类型可分为:岩脉裂隙水:脉侧 裂隙水;脉阻断层水. 1.4岩溶裂隙水 这种裂隙水主要分布在碳酸盐岩地区.碳酸盐岩有石灰 岩,白云岩,大理岩等,在我国分布广泛.碳酸盐岩石, 特别是石灰岩在各种水中具有很高的可溶性,同时石灰岩同 热水溶液能发生强烈的相互作用,结果使石灰岩类的原生裂 隙和构造裂隙逐渐加大,而形成各种岩溶构造,如岩溶裂隙 发育带,溶洞,地下暗河等.这种岩溶构造使石灰岩的透水 性和富集性增大.由于石灰岩所固有的裂隙和岩溶性,决定 了它的特殊含水条件.由于石灰岩岩溶密集发育,它可以聚 集大量地下水资源.虽然这类岩盐裂隙水往往也和断裂带, 接触带等地质构造有关,但由于它储藏地下水的特殊形式以 及特殊的岩溶地貌景观,世界各国都把它作为一种特殊类型 的地下水资源. 1.5风化裂隙水 岩石风化后,失掉了它们原有的完整结构.岩石里面出现 裂隙网,同时产生矿物颗粒破坏和胶结物变松的现象,使岩石 变成碎石,砂和土壤等残积层.岩石风化裂隙多半是沿着岩石 的原生裂隙和构造裂隙发育的.风化裂隙与地形,气候条件, 覆盖层厚度,疏松层和基岩性质等因素有关. 2基岩裂隙水的特征 2.1含水断裂带的地球物理特征 (1)电性异常 在许多地区,结晶基岩所发生的断裂带或剪切带是由于岩 体顶100—20Om内的张应力,压应力及剪切力所引起的.这 种断裂带通常含有富铁的水或粘土,是导电性不太好到中等导 电的导体. (2)高氡气异常 土壤中自然状态氡的浓度,决定十壤中锚,铀的含量. 通常,把它称为正常氡浓度或背景浓度.如果土壤层下面存在 隐伏的构造断裂时,则土壤中的氡气包括两个部分:一是正常 浓度,另一个则是来自断裂带的增量浓度.后者是由于新构造 断裂带中的镭经过a衰变后放大量氡气所造成的.这些氡气 在浓度梯度,压力以及大气的抽吸作用等综合因素作用下,有 断裂带向地表运移而形成高浓度氡气异常. (3)低传播速度特征 致密岩石的破碎带及其所含饱和水使其地震波速度明显降 低.对于均质岩石来说,纵波速度VP和横波速度VS较高, 其比值vs/VP一0.5-0.6.裂隙岩石vs和VP在绝对值上显 - 26? 建筑与发展 JianZhuYuFaZhan 评论?规划?鉴赏 Pinglunguihuailanshang 着降低,这时在非饱和水的裂隙岩石中比值VS/VP接近于均 值岩石的比值.在充满裂隙水的情况下横波速度急剧下降 (与均值岩石不相同),因此比值VS/VP变低.空隙空间 充满细粒碎屑材料时,VP和Vs及其比值介于均质岩石和含水 岩石之间. (4)低磁性特征 断裂破碎带中的岩浆岩,受后期构造运动作用会降低其磁 性.在这种情况下,用高精度磁测可以发现这类断裂破碎带. 2.2接触带的地球物理特征 不同岩层的接触带,侵入体与其它岩层的接触带,其两侧 岩石物性通常具有非常明显的差异,尤其当伴随接触带有破碎 带出现,或在接触带中伴有磁性矿物或导电性的硫化物出现 时.因此,在接触带上方会出现物性的阶跃变化.或极大值 或极小值异常.例如,在电性上反映为电阻率阶跃变化或电阻 率降低的异常;在磁性和密度上可能反映它们的阶跃变化或高 值异常;在接触带裂隙发育或伴有破碎带时还会有氡量增高的 异常出现. 2.3岩脉的地球物理特征 根据岩脉的地质一一地球物理特征,可将其分为高阻岩 脉,低阻岩脉,磁性岩脉及放射性岩脉. (1)高阻岩脉.属于这一类的有石英脉,伟晶岩脉,石 英正长斑岩脉,花岗斑岩脉等.它们的共同特点是具有较高的 电阻率. (2)低阻岩脉.上述岩脉如果经受了后期构造运动,岩 脉本身强烈破碎,或裂隙发育则具有低阻特征. (3)磁性岩脉.具有磁性的基性岩脉以及含有磁黄铁 矿,磁铁矿等磁性矿物的岩脉属于这,类岩脉,或者是磁性岩 脉在构造运动下失去磁性,则表现为相对低的磁异常. (4)放射性岩脉.富含放射性元素的岩脉.如石英正长 斑岩脉;或岩脉本身受到构造作用发生破碎,有利于氡气运移 也会形成高值氡气异常. 2.4岩溶裂隙的地球物理特征 含水(或含泥)溶洞或岩溶管道,含水岩溶裂隙或岩溶 破裂带,通常具有低阻特征.它们在包括甚低频法在内的电磁 法及直流电法中都具有明显的异常反应.甚低频法中倾角异常 出现过零交点.联合剖面通常反映为同步低阻或正交点.五极 纵轴测深对溶洞也有明显的反映,其曲线形态是在l丁Il叶1现 低阻拐折,然后冉I升.曲线拐折点所对应的深度即为溶洞或 岩溶管道的埋深. 没有充水或部分充水的溶洞,通常显不出高阻的特征.在 联合剖面法中曲线呈高阻反交点或同步上升高阻异常.由于表层 电性不均匀,曲线经常呈跳跃起伏状态.甚低频视电阻率呈明显 高阻异常. 应该指出,地下河有时为高阻反映,有时有可能为低阻反 映.当地下河规模较大而水量又不太大时呈高阻,当地下河充 满水或水量较大时则为低阻反映.理论计算表明,岩溶洞穴或 地下水河水中充水量的多少对电阻率异常是有影响的.当岩溶 或地下河水中充水比为0.54—0.58时视电阻率异常消失. 2.5风化裂隙的地球物理特征 基岩和风化裂隙岩石的物理性质的分析表明,裂隙岩石具 有电阻率,地震波速度和密度明显降低和垂直分带的特征.可 以预料风化裂隙发育带在电测深,电剖面以及浅层地震勘探方 法中将有明显的异常反映. 由于风化裂隙带的发育常与覆盖层厚度有关,因此确定覆 盖层的厚度对于查明风化裂隙带具有重要的意义.应用地球物 理方法确定覆盖层的厚度及其性质的地球物理基础是所有研究的 界面在电阻率,弹性波速度,密度等参数上具有急剧跃变的特 征. 当速度随深度梯度增加时,会形成一种折射波,这一事实 的本身说明了厚风化带的存在.因此,有可能根据折射波近似 估计裂隙岩石的厚度. 风化裂隙可大致归结为电性和速度上有差异的似层状模型. 从几何形态上说,含水断裂层和岩脉都可视为二度薄板状 体.若接触带伴有断裂破碎带或裂隙带发生,则可视为薄板 体. 结束语 本文综述了基岩裂隙水的地质一地球物理基础,包括地质 一 地球物理分类及地质一一地球物理模型及其特征,对于通过物 探方法寻找基岩裂隙水具有一定的指导意义. 参考文献: [1]曹卫群,遥感和地面物探综合运用寻找基岩裂隙水 的方法系列,物探和化探. [2]刘光哑,基岩地下水,地质出版社. [3]卢金凯,基岩裂隙水的野外调查方法,地质出版社. [4]崔仲元等,缺水丘陵区应用遥感,物探方法寻找 脉侧裂隙水,水文地质与工程地质.