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构造裂隙与裂隙水分析

时间:2023-09-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:构造裂隙是岩石在构造应力作用下产生的裂隙。构造裂隙水储存并运动于构造裂隙中。根据产状可划分为层状构造裂隙水和带状构造裂隙水。压性断裂带岩石破碎较剧烈,裂隙多呈闭合状态。侵入岩体与围岩的接触带,常因发育有构造裂隙和成岩裂隙,为地下水的聚集提供了良好的条件。

构造裂隙与裂隙水分析

构造裂隙是岩石在构造应力作用下产生的裂隙。构造裂隙水储存并运动于构造裂隙中。根据产状可划分为层状构造裂隙水和带状构造裂隙水。

1.层状构造裂隙水

层状构造裂隙水的埋藏和分布主要受地层岩性的控制,富水性则取决于含水层厚度、裂隙发育程度以及地形和补给条件等。层状裂隙水多埋藏在性质较为脆硬的砾岩、砂岩大理岩石英岩层中,形成良好的含水层;性质较软塑的页岩、泥岩则往往形成弱含水岩层。在适宜的构造条件下,脆性和塑性岩层相间的地区,脆性岩层可以发育为互相连通的裂隙,当其中含水时形成统一的含水层,一般水量不大,但分布较均匀(图6-8)。这种裂隙水多具有承压性质,例如我国二叠纪、三叠纪煤系地层中,广泛发育着砂岩裂隙承压水。在不同的构造部位及不同的深度含水层的富水性往往有很大的差异,褶皱轴部的张开裂隙带富水性比褶皱翼部强。例如北京山区的黄草洼地区在背斜轴部出露的侵蚀泉涌水量达2700m3/d。埋藏浅的含水层通常较相同岩层埋藏深的含水层富水性强,若地形汇水面积大或含水层位于河谷区砂砾石孔隙潜水层之下,补给条件良好,则富水性更强。

图6-8 构造裂隙中的潜水与承压水

1—脆性岩层;2—塑性岩层;3—张开裂隙;4—井及地下水位;5—无水干井;
A—脉状裂隙水;B—层状裂隙水

2.带状构造裂隙水

带状构造裂隙水埋藏在局部的构造断裂带中,含水层的形态不受岩层界面的限制,为脉状或带状分布的含水带,它可以穿越不同层位和不同性质的岩层或岩体。带状裂隙水的埋藏和分布主要受地质构造控制,一般分布在断层破碎带、褶皱轴部张开裂带、侵入岩体与围岩的接触带,以及岩脉裂隙带等局部构造断裂破坏部位。其中断层具有更重要的水文地质意义,常构成有一定宽度和深度的含水带,富水性与断层的力学性质及其两盘的岩性等有关。(www.daowen.com)

压性断裂带岩石破碎较剧烈,裂隙多呈闭合状态。较大的压性断裂带的中心常有不透水或透水性极低的糜棱岩、断层泥及胶结紧密的构造角砾岩。因此,压性断层的含水性及导水能力较低,尤其是断裂带中心的构造岩部位更是如此。例如,南京市供水勘察队在上坊——官塘压性断裂带上布置一深160m的钻孔,该孔穿过断层破碎带140m,抽水试验结果,当水位降深为20m时,出水量仅14m3/d。但在规模较大的压性断裂的两盘,尤其是断层的上盘,如为脆性或可溶性岩石时,因岩体破碎适中,裂隙发育,常可成为富水带。

张性断层破碎带的构造角砾岩结构疏松,空隙率大,节理张开度大,但向两盘岩石延伸不远,影响范围不大。故一般说,张性断层的导水性较强,尤其是断裂带的中心部位导水性最强。例如,河北满城县在张性断层破碎带中凿井(图6-9),井深70m,水位埋深37m,单井出水量可达2000m3/d以上。

扭性断层断裂面比较平直光滑,裂隙多闭合,其富水条件常介于张性断层与压性断层之间。岩层中具纯扭性断裂的很少见,多数为压扭性或张扭性断裂,并以压扭性断裂为多。因此,断层带两侧的破碎带上较富水。

侵入岩体与围岩的接触带,常因发育有构造裂隙和成岩裂隙,为地下水的聚集提供了良好的条件。山东肥城县在岩脉与围岩接触带上开凿了一口井径15m、井深16m的大口井,单井出水量达1000m3/d。

图6-9 河北满城某孔水文地质示意剖面

1—黄土状亚粘土;2—白云岩;3—断层角砾岩

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