怎样的岩层才有地下水

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地下水的形成必须具备两个条件，一是有水分来源，二是要有贮存水的空间。它们均直接或间接受气象、水文、地质、地貌和人类活动的影响。

1．自然地理条件

自然地理条件中，气象、水文、地质、地貌等对地下水影响最为显著。大气降水是地下水的主要补给来源，降水的多寡直接影响到一个地区地下水的丰富程度。在湿润地区，降雨量大，地表水丰富，对地下水的补给量也大，一般地下水也比较丰富；在于旱地区，降雨量小，地表水贫乏，对地下水的补给有限，地下水量一般较小。另外，干旱地区蒸发强烈，浅层地下水浓缩，再加上补给少，循环差，多形成高矿化度的地下水。

地表水与地下水同处于自然界的水循环中，并且互相转化，两者有着密切的联系。

除了降水对地下水的补给外，地表水对地下水也能起到补给作用，但主要集中在地表水分布区，如河流沿岸、湖泊的周边。所以有地表水的地区地下水既可得到降水补给，又可得到地表水补给，所以水量比较丰富，水质一般也好。

在不同的地形地貌条件下，形成的地下水存在很大差异。

地形平坦的平原和盆地区，松散沉积物厚，地面坡度小，降水形成的地表径流流速慢，易于渗入地下，补给地下水，特别是降水多的沿海地带和南方，平原和盆地中地下水广而丰富。

在沙漠地区尽管地面物质粗糙，水分易于下渗，但因为气候干旱，降水少，地下水很难得到补给，许多岩层是能透水而不含水的干岩层。

黄土高原，组成物质较细，且地面切割剧烈，不利于地下水的形成，又加上位于干旱半干旱气候区，地下水贫乏，是中国有名的贫水区。

山区地形陡峻，基岩出露，地下水主要存在于各种岩石的裂隙中，分布不均。由于降水受海拔高度的影响，具有垂直分布规律，在高大山脉分布地区，降水充足，地表水和地下水均很丰富，特别在干旱地区，这一现象表现更为明显。位于中国干旱区腹部的祁连山、昆仑山、天山等，山体高大，拦截了大气中的大量水汽，并有山岳冰川分布，成为干旱区中的“湿岛”，为周围地区提供大量的地表径流，使位于山前的部分平原具有充足的地表水和地下水资源。

2．地质条件

影响地下水形成的地质条件，主要是岩石性质和地质构造。岩石性质决定了地下水的贮存空间，它是地下水形成的先决条件；地质构造则决定了具有贮水空间的岩石，能否将水储存住以及储存水量的多少等特性。

除了一些结晶致密的岩石外，绝大部分岩石都具有一定的空隙。坚硬岩石中地下水存在于各种内、外动力地质作用形成的裂隙之中，分布极不均匀；松散岩层中，地下水存在于松散岩土颗粒形成的孔隙之中，分布相对较为均匀。在一些构造发育、断层分布集中的地区，岩层破碎，各种裂隙密布，地下水以脉状、带状集中分布在大断层及其附近。在构造盆地，由于基底是盆地式构造，其上往往沉积了巨厚的第四纪松散沉积物，再加上良好的汇水条件，多形成良好的承压含水层，蕴藏着丰富的自流水。

西南地区为什么多地下河?

根据含水层的结构组成、埋藏条件、水动力特征，将本区地下水划分为以下几种主要类型:基岩裂隙水，古近-新近系、白垩系碎屑岩类孔隙、裂隙层间水，第四系松散岩类孔隙水。不同类型地下水的分布各异，下面分别论述其各自特点。

1.基岩裂隙水

在本区的北部和东南部分别是巴音宝力格隆起和苏尼特隆起的低山、丘陵区，这些地区是主要的基岩裂隙水赋集区，含水层岩石由泥盆系凝灰岩，凝灰质砂岩、板岩，石炭系的变质粉砂岩、长石砂岩、炭质板岩，二叠系的含砾长石砂岩、灰岩、板岩、凝灰岩、砾岩和各期次的侵入花岗岩组成。受多期构造运动的影响及长期风化作用，基岩遭受强烈褶皱、断裂，节理、裂隙发育，加之其直接裸露地表，极易接受大气降水的补给，使大气降水直接进入基岩裂隙中，形成基岩裂隙水，在地形相对低洼处汇集。基岩风化壳中均含有裂隙潜水，水位埋深15～30m，水量也较丰富，民井涌水量为10～50m3/d。

在花岗岩区，水量较丰富，在苏尼特左旗花岗岩体(γ51)中，其涌水量达256.4m3/d，在包尔汗喇嘛庙岩体(γ43)中，单井平均涌水量为68.9m3/d。在变质岩区，据民井抽水资料，单井涌水量为19.7m3/d。

基岩裂隙水的矿化度多＞1g/L，水质类型以HCO-3型为主。在靠近丘陵边坡的排泄带和个别排泄不畅通地段，矿化度明显增高，均＞1g/L，个别地段达3.4～6.9g/L。在侏罗系中，为Cl·HCO3型水，在石炭系的变质粉砂岩中为HCO3·Cl·SO4型水。其径流和排泄受基岩起伏和构造的控制，裂隙水除通过蒸发排泄外，大部分沿裂隙向低洼处径流汇集，一般在沟谷洼地中富集。雨季补给量明显增大，水位抬升，部分沟谷中的裂隙水溢出地表成泉出露。基岩裂隙水通过沟谷和裂隙补给与之相邻的层间水，该类地下水是区内盖层中地下水的主要补给来源。

2.古近-新近系、白垩系碎屑岩类孔隙、裂隙层间水

古近-新近系含水岩系以潜水含水层为主，局部为承压水，是区内的主要供水岩系，主要分布于乌兰察布坳陷内。由于含水层分布的不稳定性和岩石胶结程度的差异性，致使地下水的水量变化较大，涌水量多＜200m3/d，而在以河流相为主的(如朱日和-齐合日格图-2082地区古河道)古近-新近系含水岩系中，含水层岩性以中粗砂岩为主，含水层涌水量大，一般大于1000m3/d。水位埋深在10～70m之间，局部＜10m。矿化度一般＜1g/L，部分为1～3g/L。

白垩系含水岩系在区内分布范围最广泛，主要含水岩系为下白垩统赛汉组，以层间承压含水层为主。含水层以砂体、砂砾岩为主，其富水性从东向西递减。在阿巴嘎旗至集(宁)二(连浩特)线一带为200～1000m3/d，集二线以西多＜200m3/d。地下水的水位主要受地貌的控制，低洼地带水位埋藏较浅，一般为10～30m，高平原等地形较高处水位埋深达50～80m，地下水的矿化度一般为1～3g/L，在矿区东部由于降水量较大，地下水交替较强，矿化度多小于1g/L。

(1)2082地区

赛汉组在本区广泛分布，隐伏于古近-新近系(主要是泥岩层)的下部，其下部为下白垩统或直接覆盖于基底岩石之上。

赛汉组有多个泥-砂-泥结构，砂体一般为1～5层，单层厚度在5～40m之间。主要含水层只有一层，即赛汉组含矿含水层，其余多为局部含水层或呈透镜状含水层。含水层多由黄绿色、浅**、灰色细-中-粗砂岩组成，泥质弱胶结，碎屑物分选中等，磨圆度中等或呈次棱角状，结构较松散，砂体渗透性良好。上部有古近-新近系的泥岩作为稳定的隔水顶板，下部有本组泥岩、腾格尔组厚层泥岩或基岩作为隔水底板。含水层的富水性除杰里呼拉—准和尔—对音一带较差外，其余地段富水性能均很好，钻孔涌水量均＞112.5m3/d，最大达3068m3/d。渗透系数一般大于2m/d，在2.0～18.3m/d之间。地下水的水位埋深一般为15.18～56.42m，在近排泄区附近，由于地形较低，在海拔920m左右，水位埋深较小。

(2)2081地区

含矿含水层实际上是属于一个统一的含水层，并具有以泥岩为主的稳定的总隔水顶、底板，具备大的泥-砂-泥结构。含水层由细-中-粗砂岩及砂砾岩组成;含水层砂体厚度大(30～90m以上);砂体多为河流相砂岩，见清晰的沉积韵律;砂岩的分选性、磨圆度都很好;碎屑物未胶结或泥质弱胶结，岩心多呈疏松状，渗透性及富水性能都很好。由于受古河道的影响和控制，富水带主要集中在本区北东向展布的古河道范围内，该带内含水层富水性良好，单井涌水量一般为116.6～380m3/d，最大涌水量达950m3/d。

3.第四系松散岩类孔隙水

第四系孔隙潜水在本区零星分布，规模较小。主要分布在丘间沟谷和现代低洼地带，厚度相对较薄，一般为1～10m，由冲积亚砂、细砂、砂砾石等组成。区内第四系大多直接覆盖于古近-新近系、白垩系的泥岩、含砂泥岩、泥质砂砾岩之上。

第四系中单井涌水量一般为10～50m3/d，个别达400m3/d以上。矿化度一般＜1g/L，由上游的HCO3和HCO3·SO4、HCO3·Cl·SO4型水向下游变为Cl·SO4·HCO3、(Cl·SO4)Cl-Na型水，矿化度增高至＞1g/L。地下水水位埋深一般为1～3m。

地下水赋存规律和蓄水构造类型

地下河 又称溶洞。主要指可溶岩经喀斯特作用形成的空洞。其成洞作用的水一般来自雨水,也有地热水和来自深部的原生...流特性的地下径流,称地下河。

1、丹霞地貌是上世纪三十年代以丹霞山为代表而命名的一类地貌类型。形成丹霞地貌的岩层是一种在内陆盆地沉积的红色屑岩，后来地壳抬升，岩石被流水切割侵蚀，山坡以崩塌过程为主而后退，保留下来的岩层就构成了红色山块。丹霞地貌属于红层地貌，所谓“红层”是指在中生代侏罗纪至新生代第三纪沉积形成的红色岩系，一般称为“红色砂砾岩”。现在悬崖上可以看到的粗细相间的沉积层理，颗粒粗大的岩层叫“砾岩”，细密均匀的岩层叫做“砂岩”。丹霞地貌最突出的物点是“赤壁丹崖”广泛发育，形成了顶平、身陡、麓缓的方山、石墙、石峰、石柱等奇险的地貌形态，世界上由红色砂砾构成的、以赤丹崖为特色的一类地貌是以广东省仁化县的丹霞山命名的，这就是丹霞地貌。它主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地，以我国分布最广，其中又以丹霞山面积最大，发育最典型、类型最齐全、形态最丰富、风景最优美。我国著名地理学家曾昭璇在比较了国内外的丹霞地貌之后，认为丹霞山“无论在规模上、景色上”，皆为“中国第一”，“世界第一”。

丹霞地貌是上世纪30年代命名的一类地貌类型。形成丹霞地貌的岩层是一种在内陆盆地沉积的红色屑岩，后来地壳抬升，岩石被流水切割侵蚀，山坡以崩塌过程为主而后退，保留下来的岩层就构成了红色山块。丹霞地貌属于红层地貌，就是在中生代侏罗纪至新生代第三纪沉积形成的红色岩系，一般称为“红色砂砾岩”。现在悬崖上可以看到的粗细相间的沉积层理，颗粒粗大的岩层叫“砾岩”，细密均匀的岩层叫做“砂岩”。丹霞地貌最突出的物点是“赤壁丹崖”广泛发育，形成了顶平、身陡、麓缓的方山、石墙、石峰、石柱等奇险的地貌形态，各异的山石形成一种观赏价值很高的风景地貌，是名副其实的“红石公园”。

2、喀斯特地貌

在可溶性岩类（主要指石灰岩）分布地区，由于喀斯特作用而形成的地表和地下的各种地貌形态总称

为喀斯特地貌。喀斯特是南斯拉夫西北部石灰岩高原的地名，那里发育了各种奇特的石灰岩溶蚀地貌。我

国对喀斯特地貌研究历史悠久，远在2000多年前的《山海经》中就有“伏流”的记载。在距今300多年前，明代地理学家徐霞客（1586—1641）在广西、贵州和云南一带的石灰岩地区考察了100多个岩洞，对喀斯特

地貌的特点、成因进行分类描述。他的不朽著作《徐霞客游记》，被人们称为喀斯特方面的经典著作。

喀斯特地貌可分为地表和地下两种基本类型。常见的地表喀斯特地貌有：溶沟、石芽、石林、落水洞、漏斗、溶蚀洼地、喀斯特盆地、干谷、盲谷、峰丛、峰林和孤峰等不同形态。在温暖湿润的气候条件下，地表水沿着石灰岩地面流动，顺着节理、裂隙进行溶蚀，形成宽浅不一的溶蚀沟槽，称为溶沟。溶沟一般宽可从十几厘米到几米，深可达1米以上，长度不等，溶沟之间突起的脊、柱称为石芽。石芽的高度不等，可从数十厘米到数米。石芽除露出地面的，还有埋在地下的，是由地下水在下渗过程中溶蚀而成。发育在厚层石灰岩中的高大石芽，其间有平行的垂直溶沟、沟深坡陡，形似森林，故名石林，如我国云南的路南石林。

地表水沿着岩层裂隙垂直向下溶蚀，并有塌陷发生，成为地表水流向地下河或地下溶洞的垂直通道，称之为落水洞。按其形态特征可分为裂隙状落水洞、竖井状落水洞和漏斗状落水洞等。图1溶沟与石芽一般落水洞的洞口直径为7—10米左右，深度为10—30米左右，最深可达百米以上。在被溶蚀的石灰岩地表常可见到一种平面轮廓为圆形、椭圆形，直径数十米，深数米至十几米的漏斗状凹地，称为漏斗。漏斗下部常有管道通往地下，地表水沿此管道下流，如通道被粘土碎石堵塞，常积水成池。按其成因可分为溶蚀漏斗、沉陷漏斗和塌陷漏斗。漏斗是喀斯特发育初期的产物，它是喀斯特地下水垂直循环作用的结果，所以漏斗多分布在喀斯特地貌高原面上。例如宜昌的山地平面上，漏斗很发育，落水洞和溶蚀洼等负地形也很多，平均每平方公里达30多个。漏斗再进一步溶蚀扩大就成为溶蚀洼地。溶蚀洼地底部如果被红土和其它风化物覆盖，其底部的漏斗、落水洞等流水通道被堵，积水成为喀斯特湖。溶蚀洼地底部平坦，其直径超过百米，甚至可达1—2公里。溶蚀洼地进一步扩展形成宽坦的盆地，宽度可达数百米至数公里，长度达几十公里，称为喀斯特盆地。南斯拉夫学者J.司威治最早称这种地形为坡立谷，原意为可耕种的平地，现已成国际通用术语。盆地的边坡陡峭，底部平坦，常被残留的棕**粘土、红色粘土及河流冲积物所覆盖。一些溶蚀残丘、孤峰、峰林常常耸立在盆地边缘或排列在河谷两侧，著名的桂林山水就是这种奇特的喀斯特景观。在石灰岩地区，河流常沿裂隙、孔洞下渗，使河床无水而成为干谷。有时河流从某一陡坎的洞中涌出，从地下流出地面，然后流一段之后又从落水洞流入地下，这种上下游封闭的河谷称为盲谷，河流转入地下称为伏流，如贵阳市西南红水河支流涟水，在地表时隐时现，出现多次伏流。在喀斯特盆地的边缘广泛发育着峰林地貌，主要由峰丛，峰林、孤峰和溶丘组成，它们多发育在岩性较纯、厚度较大并多节理、断层的地区。峰丛主要发育在碳酸岩山地或高原边缘地区，其特点是基座相连，山峰陡峭，是峰林地貌发育的早期阶段。当喀斯特地貌进一步发展，则形成基座分离的陡峭山峰，远望如林，称为峰林，我国广西的桂林、阳朔等地为典型代表。喀斯特发育的晚期阶段，是多数峰林已被溶成残丘平地，只有少数较高山峰零星孤立地耸立在平原之中，称为孤峰，相对高度可达50—100米，如桂林的独秀峰、伏波岩等。在石灰岩地区，地表以下的喀斯特地貌形态十分复杂，主要包括溶洞和地下河。地下水沿着可溶性岩层层面、节理和断层裂隙等进行溶蚀形成的地下洞室叫做溶洞。地下水在岩层中顺着细窄的缝隙流动缓慢，溶蚀很慢，随着裂隙扩大，地下水循环流动加速，不仅溶蚀作用加强，而且机械侵蚀作用也随之加强，并产生重力崩塌等作用，使溶洞迅速加大。溶洞规模大小差别悬殊，形态各异。根据洞穴的剖面形态可分为：水平状、管道状、阶梯状、袋状、多层状和大厅状等。这些形态各异的溶洞的形成是与地下水的动态和地质构造有关的。例如，在垂直循环带中发育的溶洞多呈垂直的，规模较小，以管道状、袋状等形态为主，如北京周口店猿人洞。在地下水的水平循环带中，溶洞内经常充满水，形成地下河、地下湖和地下瀑布等，溶洞多沿水平方向发展，在断裂破碎带或节理交错带上常发育成厅堂状，如桂林的七星岩为廊道式溶洞。受岩层产状和地质构造影响，溶洞可能呈现倾斜状。如果地壳间歇性抬升，或地下水呈阶段性下降，则可能出现多层状、阶梯状溶洞，如北京房山的石花洞、广西上林三里肖发洞等。在喀斯特地下侵蚀基准面以下还发现有深部溶洞。目前世界上发现的最深溶洞是墨西哥城西南200多公里处的华乌特拉岩洞，深1600多米，洞壁为大理岩，洞底为地下河。我国已知最大深部溶洞是湖南某矿区地面以下186—430米。在溶洞发育过程中不断地进行化学、生物的沉积和物理风化碎屑物的堆积以及崩塌堆积等过程。①化学堆积：主要是溶洞内CaCO3的淀积，饱含碳酸氢钙的水溶液沿岩层缝隙渗入洞内，由于压力降低和温度升高，使水中的CO2逸出，部分CaCO3重新沉淀，由于沉积条件的不同而形成各种奇形怪状。从洞顶壁自上而下增长的形如乳房似的悬垂体称为钟乳石；滴落于洞底自下而上不断增长的CaCO3沉积物，形似竹笋，故名石笋；钟乳石和石笋从上下两个方向相对生长连结成柱状，称为石柱，如贵州镇宁犀牛洞内的石柱高达27米之多。当水溶液顺洞壁漫流时使CaCO3沿洞壁沉淀形成帷幕状堆积，称为石幔或石帘，高度可达数十米，表面具湾曲流纹，形如瀑布飞流，气势磅礴。②碎屑堆积：包括河流沉积、湖泊沉积和崩塌堆积。有的溶洞底部有地下河，形成洞内河流相砂、砾石沉积。还有的洞与地上河流相通，可把地表河床物质带入洞内堆积。有的溶洞底部是地下湖，可形成极薄层理粘土、粉砂沉积。在周口店龙骨山的古代充填溶洞中挖出大群巴鱼化石，说明当时的溶洞是与外界相通的很大的暗河。洞顶和洞壁崩落下来的棱角状石块，常与洞底的石灰华、风化粘土等混杂并胶结成砾岩。③生物堆积：有些溶洞中常见有较多的动物遗骨，它们是被流水从洞外冲到洞内堆积形成化石，另外有些鸟类和蝙蝠也常栖息在洞内，形成鸟粪堆积，有些哺乳动物也常常居住在溶洞里，死后堆积在洞内。有些溶洞是史前古人类居住的地方。北京周店的北京猿人和山顶洞人，湖北长阳人、广西柳江人和广东韶关马坝人都是在石灰岩溶洞中发现的，在洞中除了人类化石之外还有很多文化遗物，如石器、骨器及用火痕迹等。喀斯特地貌在全世界分布很广，主要分布区有：南斯拉夫的迪纳拉山区，法国中央高原，苏联的乌拉尔山区，澳大利亚大陆南部，美国肯塔基和印第安纳州，古巴、牙买加和越南北部地区等。我国的喀斯特地貌分布也很广泛，全国碳酸盐类岩石分布面积约125万平方公里，两广和云贵高原占全国面积的一半。喀斯特地上地下景观奇异多姿，具有供观赏、探险和科学考察等多方面功能，是重要的旅游资源，广西桂林山水、云南路南石林早已闻名于世，近年来有些新发现的大型溶洞也已开辟为旅游圣地，如北京的上方山云水洞、石花洞、贵州的织绵洞、宜昌的三游洞等。喀斯特地区地下还蕴藏着丰富的地下水资源和矿产资源，在一些平原地区地下溶洞往往是富存砂矿和储存石油、天然气的良好场所，如我国任丘的古潜山油田。但喀斯特地区在工程上也带来很多问题，如地基、路基塌陷、水库漏水，地表缺水等问题。

地下水环境有哪些

根据本次抗旱找水打井开展的工作，结合前人的成果资料，我们总结了巩义市地下水的赋存特征与分布规律，对不同类型地下水的定井成功率高进行了初步归纳，并分析了区域蓄积地下水的主要蓄水构造类型及其特征。

一、地下水赋存规律

巩义市基岩大面积出露，山地和丘陵区面积占总面积的90%左右，平原区面积则不足10%，整体属于低山丘陵地区。区内赋存的地下水以基岩地下水为主，但水量以平原区内的松散岩孔隙水最丰富。地下水赋存特征、分布规律、含水层岩性与定井成功率关系见表5-8。

表5-8 地下水类型、含水层分布与定井成功率

（一）平原区松散岩类孔隙水

平原区松散岩类孔隙水按分布位置的差异可进一步分为河流平原区和山前倾斜平原区两类。前者主要分布于伊洛河两岸和黄河南岸，地势平坦，松散层厚度大，岩性主要为砂性土、砂砾石等，赋存的地下水为松散岩类孔隙水，冲洪积形成的砂砾石可作为良好的含水层，大气降水的直接入渗或地下水侧向径流保障了含水层的补给来源；后者主要位于伊洛河两岸，地形起伏较大，冲沟切割较深，在冲洪积作用下，形成一定厚度的冲洪积卵砾石层，为较好的含水层，赋存松散层孔隙水，不过，山区倾斜平原不同地段的卵砾石层厚度与埋深变化较大，且分布的连续性差。

平原区松散岩类孔隙水按深度可进一步划分出浅层和深层水两类孔隙水。

1.浅层孔隙水（60m 以浅）

浅层含水层组由第四纪冲积、冲洪积、洪积成因的一套上细下粗或粗细相间的砂、砂卵砾石和泥质松散堆积物组成，一般埋藏深度小于60m。丘陵区的黄土中含水极微弱。按其富水程度分区如下：

（1）水量丰富区（单井涌水量1000～3000m3/d）

分布在黄河滩及阶地、伊洛河河谷、汜水河河谷及阶地、岗地等地段。黄河滩和阶地区含水层岩性以中、粗砂层为主，局部含卵砾石，砾径2～15cm，厚度30～60m；伊洛河河谷和阶地含水层岩性主要为砂卵砾石层，厚度8～30m。定井成功率高。

（2）水量中等区（单井涌水量100～1000m3/d）

分布在伊洛河一级阶地的后缘。含水层岩性为砂及含泥质砂卵砾石，一般厚10～15m，最薄8.8m，水位埋深6～10m。定井成功率较高。

（3）水量贫乏区（单井涌水量小于100m3/d）

分布在邙山、山前倾斜平原及山前黄土丘陵地区康店、沙鱼沟—北山口—芝田—鲁庄一带，地形起伏不平，冲沟切割较深。由于黄土厚度较大，通过大气降水渗入的地下水主要储存于中更新统黄土及钙结核层孔隙孔洞中，以下更新统砂质粘土或更新统黄土本身为相对隔水底板，地下水多为潜水，富水性一般较差。在较低凹处，是解决人畜用水的主要水源。近年由于大量开采中深层水，且和浅层混合开采，该层水多被疏干，定井成功率不高。

2.深层孔隙水

指埋藏在60m 以下至300m 深度内的地下水，主要分布在伊洛河以南的黄土丘陵区北部及山前倾斜平原区。深层水上部有厚度不等的粘土、亚粘土隔水层，使地下水多具有明显的承压性。

（1）水量丰富区（单井涌水量1000～3000m3/d）

分布在巩义市区、北山口－沙鱼沟、回郭镇－芝田以南、念子庄－罗口以北地带，含水层岩性为下更新统—新近系中细砂、粗砂、砂卵砾石层，多含泥质，局部半胶结。定井成功率较高。

（2）水量中等区（单井涌水量100～1000m3/d）

分布在富水区的南侧，东部位于站街—英峪南一带，西部位于鲁庄—西村一带。含水层岩性为中细砂、卵砾石、半胶结砂砾石等，厚度10～20m，水位埋深一般60～80m，最深可达100m。单井涌水量自南向北增大。定井成功率较高。

（二）丘陵区碳酸盐岩类裂隙岩溶水

碳酸盐岩裂隙岩溶水主要赋存于寒武系、奥陶系及石炭系碳酸盐岩的裂隙、溶隙和溶洞中，分布于东南部和南部的米河、新中、小关、大峪沟、核桃园、涉村、夹津口、西村等乡镇。在强烈构造作用影响下，裂隙岩溶发育但不均匀，在次一级构造破碎带赋存地下水。

1.水量中等区（单井涌水量大于240m3/d）

分布在东部的新中—米河一带及核桃园、涉村—夹津口一带，含水层为寒武系中、上统及奥陶系灰岩、白云质灰岩、白云岩。在构造有利地段，裂隙岩溶发育，含水较丰富，定井成功率较高。因矿山开采及矿坑排水造成区域地下水位下降，部分基岩含水层被疏干，造成部分地区定井成功率不高。

2.水量贫乏区（单井涌水量小于240m3/d）

该区主要分布在南部大面积灰岩裸露区，由于位置较高，地形切割强烈，地表岩溶发育，是岩溶水的补给区。大峪沟、竹林一带构造较少，裂隙岩溶不发育，故富水性较差。定井成功率不高。

（三）丘陵区基岩裂隙水

主要包括古、中元古界的变质岩裂隙水和二叠系、三叠系的碎屑岩裂隙水，分布在嵩山主峰和五指岭主峰北测、米河—小关—大峪沟以北及涉村—关帝庙以北。由于基岩山区地形起伏、沟谷深切，不利于降水入渗，地下水较为贫乏。定井成功率不高。

二、蓄水构造类型

蓄水构造系指由含水层与隔水层按着一定的有利于蓄水的构造形式组合而成的不同水文地质单元[16～18]。构成蓄水构造需要有3个基本要素：一是含水的岩层或岩体，二是相对隔水的岩层或岩体构成隔水边界，三是地下水的补给和排泄条件。根据区内已成水井含水层的蓄水特征，将本区内蓄水构造类型及蓄水条件分述如下：

（一）岩溶或接触－岩溶蓄水构造（韵沟井）

岩溶蓄水构造主要分布于碳酸盐岩区，部分地区可出现接触－岩溶蓄水构造。

接触－岩溶蓄水构造分布在巩义西南部韵沟至公川一线地区。该区出露下寒武统辛集组灰岩与中元古界马鞍山组石英砂岩，两者呈不整合接触。辛集组灰岩可溶性良好，在地表可见发育良好的溶洞和溶蚀裂隙，溶洞可达100cm×50cm，为良好的储水介质。下伏的紫红色石英砂岩，呈致密块状，具轻微变质现象，构成地下水的隔水边界。因此，灰岩的溶蚀裂隙与不整合接触面形成一定的储水空间。由于地下水流向自西往东，不整合接触面倾向为北西，故地下水流斜交于不整合接触面，进而在其接触部位蓄积，储存于灰岩的溶蚀裂隙中。该区地下水补给以大气降水为主，排泄方式主要为地下水径流与人工开采，局地以泉的形式排泄。

利用此类型的蓄水构造，在韵沟村钻探成井。钻孔位于韵沟村的沟谷低洼处，最终穿透辛集组灰岩至石英砂岩终孔，终孔深度187.4m。钻探结果显示灰岩岩心溶蚀现象良好，钻进过程中亦存在漏水现象。但在成井抽水试验过程中，地下水水位下降迅速，在15分钟内水位即下降了近120m，获得单井涌水量仅为122.4m3/d。其原因在于韵沟村地处分水岭附近，接受大气降水补给的区域小，补给条件差。灰岩岩心虽然溶蚀现象良好，但溶蚀裂隙与溶洞内充填部分粘性土，与较小的单井涌水量是相对应的。

（二）松散岩层蓄水构造

区内松散岩层蓄水构造主要分布于山前倾斜平原以及伊洛河与黄河的阶地地区，由粘性土层和冲洪积砂层、卵砾石层构成。含水层组由松散层中的冲洪积砂层和卵砾石层组成，隔水层为粘性土层。其富水程度主要受含水层厚度、砂砾卵石分选程度、松散程度等条件的控制，总体富水情况良好。

1.河流阶地松散岩层（龙尾井、康北井、蔬菜基地和黄河阶地各3口井）

在沿伊洛河和黄河展布的漫滩－阶地的过渡地区如芝田镇蔬菜基地、河洛镇裴峪村、河洛镇寺湾村等地，冲洪积砂层和卵砾石层厚度大，分布广泛，地下水位埋深约5m，单井涌水量可达1000～3000m3/d。补给来源为大气降水补给和径流补给，排泄方式为人工开采和径流排泄。

对于伊洛河南北两侧远离漫滩的阶地地区如孝义镇龙尾村、河洛镇康北村等地，在基岩面上覆厚度70～100m的古河道砂、卵砾石层，地表覆盖80～100m的黄土（伊洛河北部）或亚粘土（伊洛河南部），单井涌水量在700～1000m3/d。补给来源为大气降水补给和径流补给，排泄方式为人工开采和径流排泄。

2.山前倾斜平原松散岩层（常封井、铁匠炉井、源村井）

在山前冲洪积倾斜平原，砂层和卵砾石层厚度变化较大，分布不连续，单井涌水量约为500～1000m3/d。补给来源主要为山前地下水的径流补给，排泄方式为人工开采和径流排泄。位于北部的源村地区，卵砾石层厚度约70m，上覆80～120m的黄土，下伏三叠系砂岩，蓄水构造良好。但由于黄土层厚度大，阻碍了大气降水的直接补给，主要接受山前径流补给，单井涌水量496.8m3/d。位于巩义中部的常封地区，上覆亚粘土近50m，卵砾石层厚度大于50m，蓄水条件较好，单井涌水量607.2m3/d。在铁匠炉地区，基岩面上覆有100多米的卵砾石层，表层为亚粘土和粘土层，单井涌水量达11 20.8m3/d。上述看出，铁匠炉相比于山前冲洪积平原的其他地区，其单井涌水量相对较高，认为除了其卵砾石层厚度大的原因之外，主要是其东南侧约1.5km的沙鱼沟断裂为地下水补给提供了保障，这说明多种蓄水构造的共同作用有利于地下水的补给以增加单井涌水量。

（三）断裂蓄水构造

断裂构造作用诱发并促进基岩裂隙带或破碎带的发育，是基岩山区地下水赋存的主要场所。断裂构造蓄水部位与水量主要取决于断裂的力学性质、规模、岩性、破碎程度、含水岩组的区域含水性和补给条件等。在不同的力学性质、岩性等条件下，断裂破碎带与两侧的碎裂影响带均可成为蓄水部位。

1.断裂旁侧影响带蓄水（叶岭井、神南井）

区内断裂蓄水条件主要受五指岭断裂、沙鱼沟断裂、巩县断裂和站街断裂等的控制。断裂主要切割二、三叠系脆性地层，仅有五指岭和沙鱼沟断裂切割了寒武系、奥陶系等老地层。其中，五指岭断裂作为穿越整个巩义地区的大断裂，在其两侧均发育有一定数量的次级断裂，在其切割二、三叠系脆性地层的上下盘均发育富水部位。而在沙鱼沟断裂、巩县断裂和站街断裂，根据钻孔验证认为其旁侧富水带主要位于断裂或次级断裂的上盘部位。

在五指岭断裂两侧二叠系和三叠系脆性岩层分布区（如石英砂岩、砂质泥岩等），均可钻探成井，单井涌水量可达500～1000m3/d。在沙鱼沟断裂，上盘出露二叠系地层，岩性以砂岩、砂质泥岩与页岩为主，裂隙发育程度高，为地下水蓄积的主要部位，单井涌水量可达500m3/d左右。站街断裂位于北部的邙山黄土丘陵地区，黄土覆盖严重，下伏三叠系地层，岩性主要为砂岩和砂质泥岩，其上盘裂隙带和断裂破碎带为良好蓄水空间，单井涌水量500m3/d左右。巩县断裂沿北东向展布，倾向东南，地表多为第四系覆盖，且临近伊洛河平原，单井涌水量大于1000m3/d。

叶岭村位于五指岭断裂下盘的次级断裂影响带上，钻孔揭示150m 以下岩心裂隙发育且漏水情况良好，含水层主要为下伏三叠系的碎裂砂岩及少量卵砾石层，单井涌水量794.4m3/d。所收集的资料显示，同处邙山黄土丘陵的黑南村位于五指岭断裂的上盘裂隙带，在终孔深度为120m的情况下，获得单井涌水量1008m3/d，富水部位为下伏的三叠系砂岩裂隙破碎带。神南村位于巩县断裂上盘的裂隙带之上，获得单井涌水量1641.6m3/d。其断裂破碎带提供了地下水的蓄积空间，而上覆较薄的粘性土层以及临近伊洛河河谷平原地区则保证了地下水的补给。

2.断裂交汇影响带蓄水（张岭井）

在多条断裂的交汇部位，不同方向、不同规模的断裂致使岩石受力集中，岩石容易破碎，在交接部位形成一定范围的裂隙密集发育带，是地下水集中富集的部位。

张岭位于北部的邙山黄土丘陵地区，黄土覆盖严重，下伏三叠系，岩性主要为砂岩和砂质泥岩。该村靠近站街断裂与五指岭断裂的交汇部位，次级断裂发育，为良好蓄水空间。张岭钻孔位于次级断裂的上盘部位，在钻进深度253.4m的情况下获得单井出水量614.4m3/d，静止水位120.3m。而在该水井北东侧约1km 处，当地完成一眼近300m的钻孔。岩心完整程度高，漏水情况差，最终成井失败。究其原因在于钻探位置位于该次级断裂的下盘，且相对远离断裂，构造裂隙不发育，导水及蓄水条件差，验证了断裂上下盘构造裂隙与富水性的差异。

北山口镇西河与西头村同处于沙鱼沟断裂上盘，并在二叠系中以相近的钻进深度（近300m）成井。但由于两地受断裂构造影响程度大小的差异影响了地下水的蓄积，以致两地的单井涌水量存在明显差异。其中西河村单井涌水量960m3/d，西头村单井涌水量480m3/d，对应水位降深分别9m和98m，差异明显。究其原因在于西河村相比于西头村靠近沙鱼沟断裂，并邻近五指岭断裂，受到沙鱼沟断裂与五指岭断裂两者的交汇复合作用。两条断裂的交汇作用加剧了岩石的碎裂程度，扩大了地下水的储水空间和补给通道，致使西河村的单井涌水量相比西头村增加一倍。

33断裂破碎带蓄水（水道口井、山川井）

张性、张扭性断裂常形成结构疏、胶结和充填程度较低的断裂破碎带，其是地下水赋存的有利场所。在一定的补给条件下，是地下水良好的蓄水空间。

水道口位于沙峪沟断裂北端南侧次级断裂上盘，出露二叠系，岩性主要为砂质页岩和青灰色砂岩，裂隙发育程度相对较低。在钻进深度300m时进行初次抽水试验，单井涌水量仅约100m3/d左右。最终在钻进深度433m的情况下，才获得单井涌水量508.8m3/d。认为300m 以下为其主要断裂破碎带，为地下水主要的蓄水空间和输水通道。山川位于五指岭断裂上盘的次级断裂之上，含水层为次级断裂上的石英砂岩裂隙，在钻进深度170m的情况下，获得单井涌水量达1111.2m3/d。

因此，从以往成井资料及此次已成钻孔资料可以看出，区内断裂构造的蓄水部位主要位于断裂及次级断裂的上盘裂隙带或破碎带上，断裂破碎带或上盘裂隙带为其断裂构造蓄水部位，单井涌水量可达500～1000m3/d。而在断裂的下盘，裂隙发育程度低，蓄水条件整体相对较差，蓄水条件则相对较差，如沙鱼沟断裂。在沙鱼沟断裂的南端下盘部位出露寒武系或奥陶系，以往在该处施工的两眼近300m 钻孔未能成井，显示出在寒武系或奥陶系中较差的蓄水条件。

（四）单斜蓄水构造（李家窑井、五岭井、后村井）

区内基岩出露区、地形起伏大、沟谷深切，不利于大气降水的入渗。地下水的富集往往出现在低洼地段，因为低洼的地形特征在一定程度上可增加含水层组地下水的补给。这种类型地下水的补给来源以大气降水补给和侧向径流为主，排泄方式为人工开采和径流排泄。

在西村镇的李家窑村，出露倾向北西的单斜地层，岩性为二叠系的砂岩和砂质泥岩。在成井深度120m的情况下，获得单井涌水量907.2m3/d。该村沟谷的低洼地形起到了汇集大气降水的作用，增加了地下水的补给。同理，在西村镇五岭村，水井布置在两条沟谷的交汇处，沟谷侧壁基岩出露，裂隙发育。该井在成井深度256m的情况下，获得单井涌水量424.7m3/d，含水层组为二叠系的砂岩和砂质页岩。

涉村镇后村位于嵩山主峰和五指岭主峰的北侧低洼处，地处嵩山复背斜北翼且邻近五指岭断裂，在成井深度230m的情况下，获得单井涌水量612m3/d，含水层组为二叠系的砂岩，补给来源为山区大气降水的入渗补给与径流补给。

（五）基岩风化壳片状蓄水构造

基岩风化壳片状蓄水构造由元古宇变质岩表层风化带构成，且有第四系、新近系松散层覆盖区。地下水储存于基岩表层的风化裂隙中，其下部的完整基岩则构成隔水层。居民生活用水井深度一般小于20m，风化裂隙带厚度一般不超过10m。地下水富集部位位于地形低洼（盆地）地带。

综上所述，在巩义的南端中元古界石英砂岩与下寒武统灰岩的接触部位，分布有接触岩溶蓄水构造、基岩风化壳片状蓄水构造，蓄水条件良好。在涉村—西村一带的基岩出露区，嵩山背斜的合适部位存在裂隙发育地段，可形成单斜蓄水构造。在山前倾斜平原和河谷平原地区，松散层中的卵砾石层蓄积大量的地下水。而在受断裂构造控制的地区，极易形成断裂蓄水构造，其富水部位主要分布于断裂或次级断裂上盘的裂隙带。不过，在巩义东部大峪沟等地由于煤矿等矿产开采的缘故，断裂构造形成的储水空间已多被疏干，该区不以断裂蓄水构造为目标进行找水。同时，在邙山丘陵地区，钻探揭示地下水水位出现明显整体下降，在张岭和叶岭地区均可见轻微固结的砂层及砂卵石层。

可以看出，找水在于对各蓄水构造和赋存条件的判断，其依赖于地质、水文地质调查工作。只有在充分掌握地质构造、地形地貌、地层岩性等区域地质、水文地质条件的基础上，综合分析研究蓄水构造的三要素，再辅以物探手段加以验证才能找到合适的含水层位和井位。除此之外，还必须考虑当地经济的发展对地下水的蓄积所造成的影响，以免造成目标含水层已被疏干的现象。

全国地下水环境类型划分为平原—盆地地下水、黄土地区地下水、岩溶地区地下水和基岩山区地下水四种。

1、平原—盆地地下水。地下水主要赋存于松散沉积物和固结程度较低的岩层之中，一般水量比较丰富，具有重要开采价值，分布于我国的各大平原、山间盆地、大型河谷平原和内陆盆地的山前平原和沙漠中。

2、黄土地区地下水。黄土地区地下水是平原-盆地地下水的一种，是中国的一大特色。

主要分布在我国的陕西省北部、宁夏回族自治区南部、山西省西部和甘肃省东南部地区，即日月山以东、吕梁山以西、长城以南、秦岭以北的黄土高原地区。

黄土地区地下水主要赋存于黄土塬区，在一些规模较大的塬区，地下水比较丰富，具有供水价值。

3、岩溶地区地下水。地下水主要赋存于碳酸盐岩（石灰岩）的溶洞裂隙中，其赋存状态取决于岩溶发育程度。

我国碳酸盐岩分布较广，有的直接裸露于地表，有的埋藏于地下，不同气候条件下，其岩溶发育程度不同，特别是北方和南方地区差异明显。

4、基岩山区地下水。广泛分布于岩溶地区以外的其它山地、丘陵区，地下水赋存于岩浆岩、变质岩、碎屑岩和火山熔岩等岩石的裂隙中，是我国分布最广的一种地下水类型。

基岩山区地下水只有在构造破碎带等局部地带富水性较好，大部分地区水量较贫乏，一般不适宜集中开采，但对山地丘陵区和高原地区的人、畜用水有重要作用。

地下水的水质级别

1、一类水质：水质良好。地下水只需消毒处理，地表水经简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用者。

2、二类水质：水质受轻度污染。经常规净化处理（如絮凝、沉淀、过滤、消毒等），其水质即可供生活饮用者。

3、三类水质：适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。

4、四类水质：适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区。

5、五类水质：适用于农业用水区及一般景观要求水域。超过五类水质标准的水体基本上已无使用功能。

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