河北省沙河市冊井地區的水文地質(zhì)特征

  1．巖層含水性

 

  （1）長(cháng)城系石英砂巖：巖石結構致密，無(wú)孔隙，加之性質(zhì)堅硬，化學(xué)性質(zhì)穩定，抗風(fēng)化性強，地表地下水對其無(wú)明顯溶蝕作用，因而屬強不含水巖層。雖然該巖層性質(zhì)較脆，在構造力作用下形成節理，但因向地下延伸，圍壓增大，這些節理均逐漸封閉而使其不能含水，故不能憑其地表節理發(fā)育程度來(lái)確定地下水的有無(wú)。但當該巖層受到較強大構造力的作用而形成較大規模斷層（特別是張性正斷層）和壓碎巖帶時(shí)，亦可形成透水、含水裂隙構造帶，從而蘊藏一定量的地下水。

 

  （2）寒武系下統頁(yè)巖：為粘土質(zhì)、性軟、塑性較強、強不透水層，即使其中有斷層通過(guò)，也因其受力后形成更細的粘土或糜棱巖而不能透水和含水。

 

  （3）寒武系中上統灰巖：以中統的張夏組灰巖為代表，巖石質(zhì)純，雖具鱺狀結構，但結構致密，無(wú)孔隙發(fā)育，因而就其巖石本身來(lái)說(shuō)，不能含水。但因其性質(zhì)較脆，易形成節理，而且石灰質(zhì)易被水溶蝕搬運，故野外常見(jiàn)該灰巖被許多寬窄不一的節理逢切割，形成豆付狀巖塊，且沿節理縫有明顯溶蝕痕跡，有時(shí)裂縫寬達10~20厘米?？梢?jiàn)，雖然該層巖石不含孔隙水，但若在潛水位以下，節理縫中亦可賦存一定量的地下水。

 

  （4）奧陶系下統白云巖：該統下部厚層至巨厚層中粗粒白云巖較易被風(fēng)化和溶蝕，地表常出現形態(tài)不一的凸石且有小型溶蝕洞，在潛水位下，可形成較弱的含 水巖系。需指出的是，在通元井東山一帶，該層節理密集帶中的巖石呈疏松砂狀，當地居民挖掘了許多砂坑， 有的深達數米，砂帶外貌粗看起來(lái)很像一條壓碎巖帶，因此一些找水工作者將其視為含水構造，并沿其布井找水，結果遭到失敗。經(jīng)細致觀(guān)察和追索，該砂帶是由于巖性和節理及風(fēng)化綜合作用而形成的。其分布只限于奧陶系下統下部粗晶白云巖而不能延至其他層位，因而不可視為斷層帶，當然，若在潛水位以下找到該層中的碎砂帶，亦可獲得較豐富的地下水。然而，因為砂帶在本層只分布在節理密集帶內，而非普遍發(fā)育，所以在地下深處找到它是十分困難的。

 

  （5）奧陶系中統灰巖：該層灰巖質(zhì)純、厚度大、易被水溶蝕和搬運，加之巖性較脆，強度較低，在構造力作用下易碎裂，因此在該層中可見(jiàn)到較多角礫巖、碎裂巖以及大大小小的溶洞，為公認的富水巖性。一般認為，只要該層處于潛水位以下，即可含有較豐富的地下水。但近年在該層中施工的一些鉆孔有的卻未見(jiàn)水或水量很少，可見(jiàn)上述認識和概念也是不夠全面的。盡管該層易被構造作用破壞和被水溶蝕，但也不能一概而論，因為只有在斷層擠壓帶、破碎帶中及其附近才發(fā)育有較多的角礫巖、碎裂巖和溶洞，所以在該層中布井找水亦應以構造帶（斷層帶、壓碎帶等）為主要依據。

 

  （6）第四系：因為分布零星和厚度小，而很少能保存住水，只有在厚度較大且下伏和下游有不透水基巖阻隔的情況下，才有少量淺層水賦存。

 

  （7）閃長(cháng)巖體：巖石結構致密、巖性堅硬，盡管地表可見(jiàn)較多節理，但向地下將逐漸封閉和消失，為強不透水和不含水巖層。但在淺部，當風(fēng)裂隙帶保存較厚，其下又有不透水的新鮮巖石阻隔時(shí)，可有少量上層滯水。

 

  2．斷層構造的含水性

 

  許多文獻認為，斷層構造的含水性與斷層的性質(zhì)、規模，斷層帶的物質(zhì)特征等有密切關(guān)系，而最重要的則是從斷層的性質(zhì)方面去探討和分析。一般認為，張性或正斷層含水好，而壓性或逆斷層則含水較差。我國著(zhù)名地質(zhì)學(xué)家、水文地質(zhì)學(xué)家紀廣儉根據多年找水實(shí)踐經(jīng)驗認為，決定斷層構造含水性的因素不僅僅是斷層的性質(zhì)，而斷層所處的巖石性質(zhì)更具有重要的意義。例如發(fā)育在石灰巖、白云巖等碳酸巖層中的斷層構造，無(wú)論它是壓性還是張性斷層，均因巖性很脆而在構造力作用下極易破碎而在斷層帶中多形成含水性、透水性極高的角礫巖帶，因而當處于區域潛水面之下時(shí)，這樣的 斷層構造帶一定是很好的含水帶。相反，當斷層發(fā)育在泥質(zhì)頁(yè)巖中時(shí)，則無(wú)論是壓性還是張性斷層，都會(huì )使斷層帶形成結構細膩的糜棱巖或泥化帶，更不會(huì )透水和含水了。發(fā)育在花崗巖類(lèi)火成巖中的斷層帶，因花崗巖富含長(cháng)石，在構造力的作用下，極易形成高嶺土化帶，因而不透水和含水。同樣，發(fā)育在暗色礦物較多的基性、超基性巖和變質(zhì)巖中的斷層構造帶，則往往形成綠泥石片巖帶，因而不透水和含水。根據這些認識，當考慮、分析斷層構造的含水性時(shí)，必須綜合考慮其兩側巖石的組成和性質(zhì)。只有這樣，才能得出符合客觀(guān)規律的正確認識和預測。下面僅據此對本區各類(lèi)巖石中的斷層構造的含水特征做一分析。

 

  （1）發(fā)育在寒武—奧陶系碳酸巖（石灰巖、白云巖）中的斷層構造：沿斷層帶不僅常有透水性高的角礫巖、碎裂巖發(fā)育，而且因巖石易被含CO2的水溶蝕、搬運，沿裂隙形成大大小小的溶洞，因而是豐富的含水構造帶。

 

  （2）發(fā)育在長(cháng)城系石英砂巖中的斷層構造：沿斷層帶也可形成角礫巖、碎裂巖帶，但因巖石本身具有較強的化學(xué)穩定性，不能被水溶蝕和搬運，致使已形成的構造裂隙不能繼續擴大，致使儲水空間有限，加之越向深部，因圍壓增強，角礫巖、壓碎巖及碎裂巖、節理帶中的縫隙均逐漸減小和封閉，導致構造的透水性和含水性受到極大限制。故發(fā)育在石英砂巖中的斷層構造帶可以含水，但量較小。

 

  （3）發(fā)育在寒武系各層頁(yè)巖中的斷層構造：因頁(yè)巖塑性強，斷層帶多由粘土組成，故為不透水和不含水帶。

 

  （4）發(fā)育在閃長(cháng)巖中的斷層構造：因其中的主要礦物長(cháng)石受力挫碎后易發(fā)生高岑土化和絹云母化，而形成不透水的斷層泥和高岑土化帶，因此不能含水。只有在沒(méi)有形成高岑土化帶而只形成角礫巖、碎裂巖的較大規模的張性斷層帶和較大規模斷層泥帶旁側的碎裂巖帶，才有一定量的地下水賦存（區內尚未發(fā)現此類(lèi)構造）。

 

  3．侵入體接觸帶的含水特征

 

  目前尚未見(jiàn)到有關(guān)區內石灰巖和閃長(cháng)巖接觸帶含水特征的資料，但一些找水工作者把接觸帶看成好的含水帶。根據我們觀(guān)察，接觸帶上的石灰巖均已大理巖化和矽卡巖化，無(wú)明顯含水構造形成，因此我們認為它不是好的含水帶。鄰區的一些鉆孔資料也證明，接觸帶并非都含水，因而決不能單憑接觸帶的存在就布井找水。接觸帶有的因存在閃長(cháng)巖體而成為強不透水巖石，當其上部灰巖中有含水構造時(shí)，可使其中地下水向深部流動(dòng)，起到抬高地下水位的作用或形成泉。因此我們認為，在接觸帶附近找水，亦應把著(zhù)眼點(diǎn)放在圍巖中的含水構造上。

 

  4．地下水露頭和潛水位

 

  迄今為止，區內尚未發(fā)現任何地下水露頭，僅在冊井、后井閃長(cháng)巖體風(fēng)化帶和通元井一深十幾米的古井中有少量上層滯水。

 

  區內潛水位標高如下：

 

  冊井村西北機井：井口標高350米，井內穩定水位深90米，潛水位標高為260米；  通元井村東機井：井口標高385米，井內穩定水位深120米，潛水位標高為265米。

 

  可見(jiàn)區域潛水位高程在-260~270米間，且隨地面高程變化略有起伏，西高東低。