贵州省桐梓县余家坪龙井出露条件及水化学特征差异研究_高峰.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-03-02修回日期 2020-03-07 项目来源 贵州省矿泉水资源成矿机理与规律研究 （贵州省地质矿产勘查开发局地质科学研究项目） 。 作者简介 高峰 （1988-） ， 男 （汉族） ， 山东章丘人， 工程师， 现从事水文地质、 工程地质方面技术工作。 贵州省桐梓县余家坪龙井出露条件 及水化学特征差异研究 高峰* （贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队， 贵州 遵义 563000） 摘要 余家坪龙井由位于盘龙河河谷左岸的两处上升泉S1、 S2构成， 两处泉眼相距约20m， 通过取 样检测， 两泉眼均富含锶元素， 但其锶、 硫酸根含量存在较大差异。在为期一个水文年的动态长观工 作及枯、 丰、 平季节取样检测工作基础上， 开展调查工作， 辅以水文物探、 岩矿分析等手段查明两处富 锶泉水的出露条件， 并综合分析研究两处泉点水化学特征差异的原因。 关键词 余家坪龙井； 富锶泉水； 出露条件； 水化学特征差异 中图分类号 P641 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202010-0170-03 1余家坪龙井概况 1.1水温、 水量 余家坪S1、 S2泉点在观测年内水温变化在18℃～ 19.5℃， 为 “冷泉” ， 两泉点水温变化曲线近一致， 水温动 态变化较稳定， 受气候因素影响较小。 S1泉点流量变化范围为5.37～14.34L/s， 稳定系 数为0.37， S2泉点流量变化范围为1.58～11.89L/s， 稳 定系数为0.13， 动态变化较稳定的。 1.2水化学特征 根据动态观测期内平、 枯、 丰水季节对两处泉点采 样分析数据， S1、 S2 泉点水化学类型分别为 HCO3 SO4-Ca、 HCO3SO4-CaMg型， 主要阴、 阳离子及化 学性质变化不大， 另其锶含量均较高， 均达到饮用天然 矿泉水标准 （表1） 。 2研究区地质概况 2.1地层、 构造 泉点S1、 S2均出露于三叠系中统松子坎 （T2s） 地 层中， 岩性以互层状白云岩、 泥岩、 页岩、 灰岩等为主。 两处泉点构造上位于官店向斜南东翼、 北北东木干田 断裂西盘影响带上。 研究区北面大面积出露三叠系下统茅草铺组 （T1m） 灰岩， 官店向斜北西面大面积出露寒武系、 奥陶 系及二叠系碳酸盐岩。 2.2研究区富锶背景 2.2.1研究区岩相古地理 碳酸盐岩特别是深海相碳酸盐岩锶含量较高， 平 均可达2000ppm， 主要来源于其组成矿物成分菱锶矿 （SrCO3） 、 天青石 （SrSO4） 。根据贵州岩相古地理， 研究 区栖霞中晚期海水淹没贵州全省， 为晚古生代以来最 大海侵期， 故相应时期沉积形成的碳酸盐岩均富含锶 元素。 2.2.2研究区岩矿检测 分别于研究区不同地层岩石采样并进行锶含量 检测分析， 结果显示区内出露岩石锶含量最高的是 P2qm灰岩， 次为T1m灰岩， 另T2sh灰岩、 T2s灰岩锶 含量均高达2400ppm以上。 3余家坪龙井出露条件及地下水化学组分差异原因 综合分析 3.1余家坪龙井出露条件 3.1.1地球物理特征 为协助查明控制余家坪龙井出露的水文地质构造 条件及地下水流向特征， 研究区布设5条物探剖面， 工 作方法采用高密度电法及充电法， 物探工作确定了木 干田断裂发育位置， 并推断余家坪龙井地下水补给路 径来自NE及NW两个方向。 3.1.2构造控制条件分析 170 2020年第10期西部探矿工程 泉点出露于三叠系中统松子坎 （T2s） 地层中， 岩性 呈碳酸盐岩与碎屑岩互层状分布特征， 故推断泉点的 形成主要受断裂构造控制。根据地面调查及物探工 作， 证实了泉点出露于北东走向木干田断裂上盘， 深部 地下水沿断裂破碎带向上排出地面， 三叠系中统松子 坎 （T2s） 岩层呈隔水顶板的作用。 木干田断裂于余家坪一带显示阻水性质， 但其断 裂影响带上构造裂隙发育， 另外该区地势较低， 地下水 沿破碎带形成的导水通道， 以承压水形式排出地面。 3.1.3地下水补给、 径流、 排泄条件分析 通过水文地质调查、 水文地球物理勘探、 地球化学 岩矿鉴定等工作， 结合贵州省岩相古地理及锶的溶滤 迁移特征等成果， 对余家坪龙井富锶地下水的形成条 件进行综合分析研究， 对余家坪龙井地下水补给、 径 流、 排泄条件进行综合分析， 余家坪富锶泉水地下水补 给源分为两部分 其一为泉点北北东面河谷、 斜坡地带， 出露地层为 茅草铺组 （T1m） 、 松子坎组 （T2s） 、 狮子山组 （T2sh） ， 岩 性以灰岩、 白云质灰岩等为主， 该套岩层组合Sr含量达 2600ppm， 含水岩组水化学类型为HCO3-Ca （ Mg） 型， 为泉点地下水近源补给区， 近源补给区地下水主要通 过上游S1泉点排出。 其二为官店向斜北西翼寒武系碳酸盐岩大面积出 露地区， 出露地层为栖霞茅口组 （P2qm） 、 龙潭长兴组 （P3lc） 、 茅草铺组 （T1m） 、 松子坎组 （T2s） 、 狮子山组 （T2sh） 等， 岩性以灰岩、 白云岩， 夹泥岩、 砂岩及煤层， 为碳酸盐岩与碎屑岩互层状结构， 碳酸盐岩含水岩组 水化学类型为HCO3-Ca （ Mg） 型、 HCO3SO42--Ca （ Mg） 型， 该套岩层总体锶含量较高， 尤其是栖霞茅口组 （P2qm） Sr含量高达15200ppm， 为地下水远源补给区。 受官店向斜构造及阻水岩层共同控制下， 北西面 地下水通过深部循环径流至余家坪地下水系统。受上 覆及下伏阻水岩层控制， 远源补给区地下水径流主要 沿茅口组 （T1m） 、 栖霞茅口组 （P2qm） 碳酸盐岩岩层自 北西向南东径流。其中远源补给区地下水通过S1、 S2 泉点排出 （图1） 。 3.2余家坪龙井地下水化学组分差异原因分析 3.2.1余家坪龙井SO42-组分特征分析 研究区内地下水水化学类型以HCO3-Ca、 HCO3- CaMg为主， 三叠系上统龙潭长兴组 （P3lc） 或其下 伏地层三叠系中统栖霞茅口组 （P2qm） 含水岩组地下 水受煤系地层影响， SO42-离子含量升高， 水化学类型为 HCO3-Ca、 HCO3SO4-Ca。 若余家坪龙井地下水补给来源全部为北面三叠系 （T）碳酸盐岩含水岩组， 则其水化学类型应该为 HCO3-Ca型， 另两处泉点硫酸根离子含量相差近一 倍。综上推断区内另有二叠系中上统 （P23） 岩层赋含 地下水通过其他径流路径补给该处泉点， 由于不同补 项目 （mg/L） 阳离子 阴离子 有益组分 K Na Ca2 Mg2 Fe2 Fe3 Al3 Cl- SO42- HCO3- CO32- F- NO3- Sr S1 平 1.03 3.34 101.65 13.48 ＜0.05 0.04 0.08 5.15 90.06 247.81 0.00 0.21 16.82 1.18 枯 1.24 4.15 91.32 12.03 0.01 0.02 6.94 81.22 222.23 0.00 0.19 17.75 1.06 丰 1.18 2.20 92.32 11.20 ＜0.05 0.07 0.03 4.57 67.59 254.08 0.00 0.17 13.03 0.78 S2 平 1.20 1.47 122.26 24.15 ＜0.05 0.05 0.04 3.54 209.80 239.37 0.00 0.25 11.33 2.57 枯 1.18 1.70 118.18 24.31 ＜0.002 0.01 3.50 192.38 250.36 0.00 0.22 8.90 2.00 丰 1.41 1.81 112.76 20.53 ＜0.05 0.04 0.02 3.54 174.07 241.45 0.00 0.25 9.09 1.82 表1S1、 S2泉点主要水化学组分 171 2020年第10期西部探矿工程 给路径地下水通过两泉点排泄比例组成不同， 导致其 硫酸根含量存在差异。 3.2.2余家坪龙井锶元素组分特征分析 地下水中锶含量的主要取决于岩石中锶元素含 量、 溶滤时间及温度条件， 即补给条件的差异。余家坪 龙井S1、 S2锶含量相差近一倍， 推断造成差异的原因 同上述对SO42-组分特征分析， 远源地下水补给径流路 径较长， 地下水循环条件差， 为围岩中锶元素向地下水 中的迁移提供较好的环境， 故其地下水锶元素含量较 高。 4结论 针对出露富锶、 高产地下水天然露头， 钻探手段为 “杀鸡取卵” 式的破坏型手段， 通过动态长观、 水样检 测、 水文地质调查、 水文物探、 岩矿分析等多种方法， 综 合研究富锶泉水的出露条件及两处泉点水化学特征差 异的原因。结果表明其出露条件与水化学特征两者之 间相互印证、 相互契合， 为该类专项水文地质调查、 研 究方法提供思路。 （上接第166页） 参考文献 [1]熊翥.地震数据处理应用技术[M].北京 石油工业出版社， 2008. [2]陈娟， 赵玉华， 胡剑， 等.叠前保真去噪技术在额济纳旗及其 邻区的应用[J].地球物理学进展，， 2014，， 29 （5） 2157-2163. [3]李美， 赵玉华， 刘静， 等.苏格里气田地震资料叠前保幅去噪 技术研究[J].地球物理学进展， 2012， 27 （2） 680-687. [4]韩淼， 白忠凯， 杨有星.塔里木盆地西南坳陷山前带复杂地 震资料 “六分法” 叠前去噪方法应用研究[J].地球物理学进 展， 2016， 31 （3） 1088-1094. [5]徐颖， 刘晨， 吕秋玲， 等.多域组合去噪技术在塔中奥陶系低 信噪比资料处理中的应用[J]. 石油物探， 2015， 38 （2） 172- 179. （上接第169页） （2） 现在对煤层以及底板进行卸压是当前有效地 防范冲击地压的方法， 其中卸压方式主要有如下三种 第一， 改变岩层的力学性能； 第二， 优化煤层应力集中； 第三， 运用冲击地压预警方法， 避免出现冲击地压。 （3） 对冲击地压实现监测预警， 通常， 可以选用震 动场、 应力场以及相应的流变场联合监测预警， 并且在 工程实践中得到了认可， 能够有效地避免冲击地压的 发生， 避免不必要的经济损失， 因此具有巨大的发展潜 力。 参考文献 [1]王伟强， 公维宽.大埋深高应力巷道掘进期间矿压显现规律 与冲击地压防治[J].煤矿现代化， 2020 （1） 33-35. [2]邵福兵.综放工作面冲击地压防治技术浅析[J].能源技术与 管理， 2018 （6） 88-90. [3]张占国， 马智勇， 王振.冲击地压煤层瓦斯防控技术体系研 究[J].矿业安全与环保， 2019 （6） 77-79. 172