潜山岩溶构造对六盘山区地下水的赋存控制作用.doc

1、1潜山岩溶构造对六盘山区地下水的赋存控制作用摘要：“山不在高，有仙则名” ，耸立于西北地区甘宁接壤地带的六盘山以毛泽东长征胜利诗篇清平乐六盘山而享誉海内，是西北黄土高原干旱地区不可多得的“石质海洋” ，可以说涵养了一方水土，形成了独特的人文与自然。名山大川的真正意义在于它的涵养功能，涵养功能的基础是生态，而生态靠什么？靠水，六盘山也源于水，具有重要的涵养功能。本文就从地学角度谈讨一些六盘山潜伏山岩溶对地下水赋存控制作用的相关知识，使人们对其重要作用有更加深刻的了解。 关键词：六盘山 潜伏山岩溶 地下水 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 地质发展史与岩相古地理研究认为，六盘山

2、形成于早中奥陶世末加里东运动隆起，定型于喜山运动，以发育南北向中新生代沉积旋?为特征。组成岩层六盘山群，基底奥陶系或侵入岩体。 1 地质环境条件 六盘山地斜贯于宁南黄土丘陵之中，由六盘山、月亮山和南西华山组成北西向山系，长 110 公里，宽 20 余公里，面积约 3857 平方公里，包括两列平行的山脉。西列称大关山，海拔 2500 米以上，主峰米缸山（美高山）2931 米。东列称小关山，海拔 21002400 米，最高峰 2466 米。大、小关山之间是宽约 5 公里的新生代断陷谷地，堆积第三系红层。清2水河、泾河发源地及其与葫芦河之分水岭。向南延至甘肃平凉崆洞山系，气候相对湿润，山区多年平均降

3、雨量 650mm，大气降水的垂直入渗补给形成较充沛风化层基岩裂隙水以及地下水，矿化度小于 1g/L。山前主要河川道，大的有清水河川、 、葫芦河川、沙塘川、温堡川、西峡川，红河、茹河川。次之有张易川，马莲川，什字川，好水川，焉旨川等。 1.1 组成地层 组成六盘山崆洞山主体地层在我国称六盘山群，广泛分布，垂向依次被分为乃家河组、马东山组、李洼峡组、和尚铺组和三桥组五个岩组，呈山前盆地陆相杂色红色碎屑岩建造。 乃家河组：蓝灰色泥质灰岩、泥灰岩互层建造，厚度 525m； 马东山组：灰黄绿色层状钙质泥岩泥灰岩夹薄层灰岩，最厚为143m； 李洼峡组：黄灰色中层状泥质砂岩、细砂岩、等组成，厚度为94.6m

4、；和尚铺组：砖紫红色中厚层砂岩、粗砂岩建造，厚度大于 500 m； 三桥组：一套暗褐灰色钙质胶结粗砾岩建造，单层厚度逾 1000 m；组 成崆洞山主体，具灰岩特征构造。 山前两侧零星分布古近系“红层”泥质岩类，次为规模不等的第四系。 1.2 岩溶潜伏山构造特征 所谓潜伏山，是指一般赋存于主山体的中下部或基底，自身仍为褶3皱山体，仅是 相对主山体露头零星和出露范围不大的褶皱山体，其规模更加受构造运动之控制，主要特征是附着于断裂构造带分布。如附图，六盘山潜伏岩溶组成一是之自身结构的三桥组钙质胶结粗砾岩，具纯石灰岩成分，本身具岩溶特征；二是三桥组下部可能构成六盘山基底的奥陶系灰岩，表明山体基底是古生

5、界可溶性碳酸盐岩，并可形成被称为“卡斯特”的古地貌景观（照片） 。在六盘山区，典型的“古潜山”构造主要有两处，均呈南北向展布：彭阳沟口“古潜山”最高，峰顶直接插入古近系中新统；云雾山三关口“古潜山”较低，峰顶掩埋在白垩系李洼峡-马东山之内，为真正貌视“潜伏山”构造，另外诸如秋千架、泾河源等均是六盘山潜山岩溶的表露处。而这两潜山构造之间及其以东地区，在早白垩初期，表明最先接受沉积，并彼此贯通，形成了称为志丹群的沉积旋?。 （泾河源老龙潭岩溶水赋存特征） 之后随地壳区域性下沉，在两潜山构造之间及其外围以远地区，也进一步沉积了六盘山群，成为下白垩统的第二个沉积旋?，并与东部志丹群的沉积旋?贯通，并列

6、不可分割，一部分是今天看直观的犬牙交错接触，一部分是断裂接触关系的认识。地层接触关系决定地下水类型，未形成岩溶水的表层部分主要是补给区基岩裂隙水类型，向下过渡为构造水或岩溶水。 41.3 潜伏山岩溶含水岩组 构造和沉积地层分布以及接触关系等因素决定了六盘山潜山岩溶的分布，存在良好的含水性以及补给控制作用。在鄂尔多斯盆地地下水勘察成果中，甘肃马国哲认为，喜山运动控制了区内岩溶带发育的数量及位置，在崆洞山一带其岩溶含水岩组主要是水泉岭组（O1-2）与三道沟组(O1-3)以及三桥组（Ks） ，而六盘山周边的主要为马家沟组（O2） 、王全沟组（?腿?抛椋?s） 。共同的特征是，碳酸盐岩具有与陆源碎屑岩

7、相似的碎屑结构，岩溶含水介质是一个岩溶含水多层体，岩性以较均匀的细晶白云质灰岩、白云岩为主，普遍发育蜂窝状或网格状溶孔，形成含水层。其水文地质特征主要表现在：1 溶孔含水层是相对含水均匀的层状含水层，无论在补给区或径流区、浅部或略深的部位，都可以在该层上遇到地下水；2 溶孔含水层在厚层碳酸盐岩区又是一种相对的隔水层和越流层，如在上、下含水层有明显压差的条件下，两层之间会产生越流使地下水由高压层向低压层缓慢补给；3 溶孔含水层有明显的层位关系，这是由碳酸盐岩沉积韵律决定的。在鄂尔多斯盆地地下水勘察成果中，这些含水岩组的富水性得到了进一步的证实，钻孔涌水量表现为强富水，一般 1000-3000m3

8、/d，大者 5000-10000 m3/d，且沿断裂带还表现为集中泉排（在六盘山区如泾河源、郑家庄、店洼水库下游等） ，水质多优良，已不断地被开发利用。 2 潜伏山岩溶对地下水的形成及其控制作用 六盘山潜山岩溶含水层的稳定分布和山区较充足的降水补给有利条件，就构成了山区地下水的贮存，换句话说，降水和储存是相互依托的，5这就明显显现出来略深潜伏山岩溶含水层的地质作用，即除自身构成良好的含水层外，主要起上下补给贮存调节作用。怎样看待深层地下水？前人勘察成果认为，一些大型构造盆地，受地质构造控制，其深部（一般指大于 300 m）常赋存有丰富的地下水，统称为深层地下水。和许多大型盆地（如鄂尔多斯盆地）

9、一样，六盘山盆地也不例外，除以白垩系为主的盆地深部（400-1000 m）赋存有丰富的优质地下水外，在盆地略深部和周边碳酸盐岩分布区，还赋存有优质裂隙岩溶水。深层地下水的补给虽然较复杂和迟缓，但并不是没有补给。其主要补给途径，一是通过含水地层?露或浅覆盖区接受降水和地表水的直接补给；二是通过上部潜水和浅层承压水的越流补给；三是通过一些构造断裂带等的垂向或侧向间接补给。深层地下水的补给速度一般比较缓慢，补给周期较长，有时以几千年甚至几十万年计算，这主要是由于补给区远，径流途径长造成的。但由于分布面积大，含水层厚，地下水储存量极大，一旦接受补给，可形成稳定的含水层，尤其是岩溶含水层，尚可通过溶滤作

10、用不断扩大含水空间（许多岩溶地下河、地下水库就是这样现成的） ，可以多年稳定调节使用。 由此可推及，六盘山潜伏山略深层岩溶水对这一地区的水源涵养作用是不容忽视的。前文已经谈及构造运动控制岩溶发育期及其数量，在构造复合部位、断裂影响范围、背斜轴部以及向斜翘起端一般溶隙最为发育，钻孔岩芯溶隙、节理及溶洞较多，揭露至层位时常出现严重的漏浆或涌水现象。说明溶隙发育，利于地下水强烈循环交替，弥补北方岩溶因缺水而导致溶隙相对不发育的缺陷。另外，与区域构造运动的多期6性相对应，岩溶发育也存在多期性，潜山岩溶之所以能够形成相对富水含水层，主要是区域处于岩溶垂向分带的中部发育带，属地下水强径流带，自然岩溶化程度

11、较其他区高，连通性好。 3 结论 （1）通过六盘山体岩溶潜伏山构造的选择分析，进而探讨 “古潜山”构造的形成背景和地质机理。 （2）通过古潜山岩溶构造特征，地质环境背景，存在良好的含水层位等分析，进而说明六盘山潜伏山略深层岩溶水对地区水源的涵养调节补给及其控制作用。 （3）通过研究探讨六盘山区岩溶地下水的勘探方向，弥补北方岩溶水综合勘探利用的成果。 参考文献： 1 于浩然.中国北方岩溶水基本特征及主要规律C/ 中国地质学会岩溶地质专业委员会.中国北方岩溶和岩溶水研究.桂林：广西师范大学出版社，1993：1-9. 2 张发旺，余秋生，郭建强.宁南水资源综合评价与合理开发利用R.北京：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，2003. 3 马国哲.平凉市灰岩岩溶水赋存规律探讨J.甘肃地质学报，2001（1）:63-68. 4 王德潜,刘祖植.西北地区水资源若干问题探讨J.西北地质，2002（3）:1-6. 7