東大井田內羊泉正斷層導水性探討

2023年12月31日發(作者：酒樓管理)

東大井田內羊泉正斷層導水性探討

摘要 東大井田內羊泉正斷層屬區域性斷層，該斷層由井田東南部進入本井田，至東北部尖滅。本文根據勘探階段3個鉆孔對羊泉正斷層在井田內的控制情況，結合其它地質資料，分析認為該斷層在井田北中部為阻水斷層，而在井田東南則為導水斷層。

關鍵詞 東大井田；羊泉正斷層；導水性

1 概述

東大井田位于山西省南部，晉城市西北方向約36km處，隸屬沁水縣鄭莊鎮、端氏鎮管轄。勘探施工過程中，在井田東南部羊泉斷層附近出現鉆孔涌水現象。本文根據鉆孔涌水情況和井田內控制該斷層鉆孔資料，結合其它地質資料，對區域性羊泉正斷層在井田內導水性進行探討。鉆孔位置及羊泉正斷層見圖1，該圖為東大井田的東南角。

2 地層

井田內基巖出露較好，由南至北依次出露地層為二迭系上統上石盒子組上段（P2s3）、石千峰組（P2sh）、三迭系下統劉家溝組（T1L），第四系（Q）不整合于不同時代地層之上。

3 井田構造

本井田位于區域沁水復式向斜軸部南端，晉-獲褶斷帶西部，沁水盆地南緣東西-北東向斷裂帶的北部，井田內構造與這些構造密切相關。

3.1 褶曲

井田內大的褶曲5條，走向大致南北-北東向，構成構造形態的骨架。其中本文主要敘述為韓家腰背斜。該背斜在井田內延伸長約8km左右，中南部走向北北東向，北端走向北北西向，軸部出露石千峰組地層，兩翼地層傾角6°~15°（見圖1）。

3.2 斷層

井田內目前查明斷層8條，均為正斷層，其中落差大于30m的斷層5條，小于30m的斷層3條。其中本文主要敘述的為羊泉正斷層（見圖1、圖2）。

該斷層位于井田東南邊緣，屬于沁水盆地南西-北東向斷裂帶斷層之一。井田內長約6.1km，南部走向北東向，北部走向北北東向，傾向南東，傾角65°~75°。井田內最大落差250m。該斷層兩翼伴生有多條落差不等的張性正斷層，說明該

斷裂具張扭性特征，符合區域規律。井田內該斷層由0001、0207、0606三個鉆孔所控制。

4 井田主要含水層

1）奧陶系中統巖溶裂隙含水層

該含水層為巖溶裂隙含水層，位于延河泉域北邊界奧陶系深埋區，屬弱逕流帶，井田內該含水層可分為下馬家溝組、上馬家溝組及峰峰組。峰峰組含水層單位涌水量為0.0051L/s.m，滲透系數0.0110m/d，屬弱富水性含水層；上、下馬家溝組含水層單位涌水量為0.0797L/s.m，滲透系數0.9842m/d，屬弱富水性含水層。

2）石炭系上統太原組含水層

該含水層為碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層。根據鉆探資料分析，推測屬弱富水性含水層。

3）二疊系下統山西組及下石盒子組含水層

為碎屑巖裂隙含水層，單位涌水量為0.0036L/s.m，滲透系數0.0096m/d~0.0234m/d，為弱富水性含水層。

4）上石盒子組（P2S）及石千峰組（P2sh）含水層

為碎屑巖裂隙含水層，單位涌水量最大為0.3333L/s.m，屬弱-中等富水性含水層。

5）基巖風化帶含水層

該含水層由不同時代地層基巖風化裂隙含水層，其富水性受風化裂隙發育程度的影響，單位涌水量為0.0224L/s.m~0.1061L/s.m，滲透系數0.0244m/d~0.6689m/d。該含水層為弱-中等富水性含水層。

6）第四系松散巖類孔隙含水層

主要為第四系松散沉積物，分布于山間河谷地帶，富水性因地而異，愈靠近河谷富水性愈好，主要接受大氣降水及河水的補給，受大氣降水影響明顯。

5 井田主要隔水層

1）石炭系中統本溪組底至上統太原組15號煤層底隔水層

主要由泥巖、鋁質泥巖等組成，阻隔奧陶系中統巖溶裂隙水對上覆煤層的影響。

2）二疊系砂巖層間隔水層

由泥巖、砂質泥巖、粉砂巖等組成，平行分布于各砂巖含水層之間，與砂巖形成平行復合結構，起到層間隔水的作用，阻隔各含水層垂向水力聯系。

6 羊泉正斷層導水性分析

6.1 斷層兩盤巖性

該斷層從區外由井田東南邊界進入本井田。斷層兩盤巖性見圖2，上盤上部地層為劉家溝組（T1L）地層，巖性為薄層狀細粒砂巖夾薄層狀泥巖、粉砂巖；下盤上部地層為石千峰組(P2sh)及上石盒子組（P2S）。巖性為粗~細粒砂巖夾泥巖組成。

6.2 鉆孔揭露斷層破碎帶巖性

根據控制羊泉正斷層3個鉆孔資料，0001號孔斷層破碎帶巖性雜亂，巖性為粗-細粒砂巖、泥巖、砂質泥巖，以砂巖為主，砂巖呈破碎狀，裂隙發育。0207、0606號孔斷層破碎帶巖性雜亂，為泥巖、砂質泥巖、粗-細粒砂巖，以泥巖為主，見滑面。砂巖呈破碎狀，部分砂巖呈角礫狀，磨園度及分選差，砂、泥質膠結。

6.3 鉆孔簡易水文地質

根據控制羊泉斷層3個鉆孔簡易水文地質資料，鉆進過程中，水位、消耗量及涌水量見表1。

從表可以看出，控制羊泉斷層的0001號鉆孔鉆進時消耗量在0.05m3/h~0.12m3/h之間，水位隨鉆進深度下降，終孔水位標高604.96m；0207號鉆孔鉆進至孔深124.85m處時出現孔內涌水現象。據簡易放水試驗，涌水量為2.95L/s，水頭高出地表8.85m，水頭標高616.98m，向下鉆進至終孔，涌水量在0.50m3/h~4.80m3/h之間，分析為孔內泥漿及鉆具影響所致；0606號鉆孔水位和消量不大，鉆進時消耗量在0.30m3/h~0.60m3/h之間，終孔水位標高807.15m。

對上述水位和消耗量、涌水量分析，0001號鉆孔水位隨鉆進深度而下降，消耗量較小，分析為鉆進時使用泥漿所致。結合斷層破碎帶巖性，分析認為羊泉正斷層在該地段為導水斷層；0207號鉆孔當揭露石千峰組(P2sh)下段后出現孔內涌水，結合斷層破碎帶巖性，分析認為羊泉正斷層在該地段為阻水斷層；0606號孔鉆進通過斷層時水位和消耗量均變化不大，消耗量未出現明顯漏失，且終孔水位遠大于0207號鉆孔，結合斷層破碎帶巖性，分析認為羊泉斷層在該地段為阻水斷層。

6.4 0207號孔涌水部位地下水補給、徑流及排泄條件

0207號孔鉆進至深124.85m時孔內開始涌水，涌水層位為石千峰組下段（P2sh）地層，含水層巖性為粗粒砂巖。從圖1、圖2可以看出，羊泉正斷層西北為韓家腰背斜，軸核部出露石千峰組地層，東南翼地層傾向東南，傾角6°～15°。由于背斜軸部裂隙發育，有利于大氣降水的入滲。當羊泉正斷層與韓家腰背斜軸部之間部分地層接受大氣降水補給后，地下水垂直下滲，遇到泥巖隔水層后，以水平方向向東南方向徑流，遇羊泉正斷層后受阻形成具有一定承壓性的地下水。當0207號鉆孔揭露至石千峰組（P2sh）下段后，由于石千峰組（P2sh）含水層承壓水水位高出鉆孔口而涌出地表。

6.5 羊泉正斷層導水性分析

羊泉正斷層為張扭性斷層。根據3個鉆孔對羊泉正斷層控制資料，分析該斷層在東北部（0606號孔）至中部（0207號孔）為阻水斷層，中部（0207號孔）至東南部（0001號孔）為導水斷層。

7 結論

羊泉正斷層為區域性斷層，由井田東南進入東大井田，而尖滅在井田東北部。該斷層在井田北中部為阻水斷層，而在東南則為導水斷層。

參考文獻

[1]楊成田.水文地質學[M].北京：地質出版社，1985.