「找水经验」花岗岩地区,如何寻找地下水?

2022-03-15
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花岗岩是一种酸性的深成火成岩。它的分布相当广泛在我国东南沿海及东北的兴安岭一带,均有大面积的出露。


在水文地质方面,花岗岩分布地区的地下水与片麻岩分布地区的地下水,有许多相似的地方。在花岗岩分布地区,主要也是寻找风化裂隙水、断层破碎带裂隙水和岩脉及其附近的裂隙水。


其它一些酸性和中性的深成火成岩,如石英闪长岩、正长岩、闪长岩等,这些岩石分布地区的地下水和花岗岩分布地区的地下水情况类似。基性和超基性的深成火成岩不耐风化,它们的分布十分有限。

「找水经验」花岗岩地区,如何寻找地下水?


在花岗岩分布地区寻找地下水,主要注意以下几点:

1、寻找风化壳孔隙性及裂隙性潜水

沿海地区年平均气温21℃,降水量1000-1400毫米,由于气温高、雨量大,岩石风化作用强烈。靠近地表的岩石,除石英颗粒以外,大部风化形成粘土,这些粘土充填了岩石的空隙,以致花岗岩的全风化层透水性並不高。据历年来对数以千计的民井进行的调查,全风化层单井出水量都很小,一般是1-2立方米/昼夜,大者不超过5立方米/昼夜。


根据钻孔资料,半风化带的地下水比较丰富,应该是井孔的主要取水段。

如漳州市的6号钻孔,花岗岩全风化层厚25米,富水性差,出水量为11立方米/昼夜;25-45米为半风化层,节理裂隙发育,裂隙中基本上没有充填物,出水量39立方米/昼夜;45--182米为新鲜基岩,裂隙不发育,仅有少量的闭合裂隙,出水量为14立方米/昼夜。


深成的花岗岩与喷出的流纹岩矿物成分相同,但结构不同。花岗岩属粒状结构,流纹岩属近似非晶质的致密结构。据钻孔资料,前者水量比后者要大一些,

如位于花岗岩分布地区的一个钻孔深758米,水位埋深9.4米,抽水水位降深17.3米,出水量124立方米/昼夜;而位于流纹岩分布地区的钻孔,地形条件与前者相似,孔深60.4米,水位埋深12.0米,抽水水位降深10.0米,出水量3.3立方米/昼夜。


在北方,花岗岩的风化深度较小。

河北省秦皇岛市的两个钻孔,孔深分别为102米和53米,风化层是主要的含水层,厚20-30米。两个钻孔的出水量分别为67立方米/昼夜和190立方米/昼夜。


2、寻找断裂构造中的裂隙水

这种基岩裂隙脉状水沿断裂方向呈条带状分布,或是在条带方向上断续分布。在福建沿海一带花岗岩分布地区,泉水流量可达3-5升/秒,这些流量较大的泉水,绝大多数都与构造断裂有关。在寻找构造裂隙水的时候,要特别注意断裂构造的性质和钻孔的位置。


(1)张性或张扭性断裂带的富水性比压性或压扭性断裂带的富水性要强。

如福建省龙海县花岗岩地区,位于压扭性断裂带上的1号孔,深98米,单位涌水量0.024升/秒米;2号孔深117米,单位涌水量0.039升/秒·米。位于张扭性断裂带上的3号孔,深123米,单位涌水最0.16升/秒·米(图77)。


「找水经验」花岗岩地区,如何寻找地下水?


(2)压性和压扭性断裂带的中心部位,往往形成被泥质充填的角砾岩和糜棱岩,富水性较低位于断裂带两侧的影响岩带,岩石破碎,富水性较高。


如福建省晋江县花岗岩地区,有一条北西向压扭性断裂带,倾角近直立,可见宽度在50米左右,长数公里。2号钻孔位于断裂带中心,深92米,单位涌水量0.018升/秒米;3号钻孔距断裂带中心15米,深81米,单位涌水量0.076升1秒米;1号钻孔距断裂带中心20米,深91米,单位涌水量0.15升/秒米(图78)。


「找水经验」花岗岩地区,如何寻找地下水?


在布置井孔的时候,井位距断裂带中心的距离,应视断裂构造规模的大小、断层的产状、风化程度和地下水水位的埋藏深度而定。


(3)张性和张拐性断裂带的中心部位,一般为碎块状断层角砾岩,充填物较少,富水性比两侧高。布置井孔的时候,应选在断层的上盘,如果能在全风化深度以下揭露含水的断裂带中心部位角砾岩,最为理想。


例如,漳州市徐山1号钻孔,位于断层的下盘,孔深105米,只在26-85米一段穿过了下盘的影响岩带,抽水结果,单位涌水量0046升/秒米。2号钻孔距1号钻孔20多米,位于断层的上盘,孔深89米,其中29--50米为半风化的断层角砾岩,50-65米为下盘的影响岩带,抽水结果,单位涌水量为0.34升/秒米(图79)。


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3、寻找岩脉构造裂隙水

岩脉本身的透水性业不强,但是岩脉与围岩的接触面附近,裂隙发育,是地下水的富集带。在这种富集带被沟谷横切的地方,往往有泉水出露。


岩脉构造裂隙水富水性的强弱,与岩脉的长短、岩性侵入时期等有关:岩脉延伸长的比短的富水性强;酸性-中性-基性岩脉的富水性由强到弱;刚性的岩石比柔性的岩石富水性好,晚期侵入的岩脉比早期侵入的岩脉富水性好。


(1)石英岩脉及石英正长斑岩岩脉:这些岩脉,抗风化的能力很强,在长期风化剥蚀作用下,往往突出地表。这种酸性岩脉裂隙带具有良好的导水性,其边部多有裂隙泉水出露。


例如,福建省前何裂隙泉,经开挖,黑云母花岗岩中有花岗斑岩岩脉及石英岩脉侵入,北西向裂隙宽1--4厘米,无充填物,地下水沿裂隙涌出。非深挖至9米,涌水量达2000立方米/昼夜。


漳州市附近,强烈风化的花岗闪长岩丘陵区,有一组石英正长斑岩岩脉分布,宽10-30米,呈北20-30东展布,


被若干条北西向张扭性断裂微微错断。岩脉边部裂隙发育,充填物较少,富含裂隙水,在抽水水位降深4-7米的情况下,钻孔单孔出水量100-200立方米/昼夜(图80)。


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(2)煌斑岩脉及辉绿岩脉:这种基性岩脉含铁镁矿物较多,易于风化,裂隙往往被风化粘土所充填,富水性较差。沿裂随带出露的泉水流量较小,一般仅0.1--1.5立方米/昼夜。


在没有构造断裂的情况下,这种基性岩脉的裂隙水有限:据福建龙等地5个钻孔统计,孔深30-80米,抽水水位降深5-18米,单孔出水量1-10立方米/昼夜左右。在岩脉与构造断裂的相交部位,钻孔的富水性较高,据福建平潭等地3个钻孔统计,孔深70-100米,抽水水位降深7-10米,单孔出水量40-140立方米/昼夜左右。


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