昆明及周边地区早二叠世梁山组的隔水作用探析

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:ljh6090008
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早二叠世梁山组产出于阳新灰岩(P1y)和石炭系、泥盆系(C+D)之间,其存在对阳新灰岩(P1y)和石炭系、泥盆系(C+D)是否为同一个岩溶水系统是一个关键的因素。如果阳新灰岩和石炭系泥盆系的灰岩中间存在连续、稳定、层厚充分的梁山组地层,那么它们将是两个不同的岩溶水系统,正确划分地下水系统是准确评价地下水资源、地下水合理开发利用的基础。总结分析早二叠世梁山组的层位是否稳定,厚度是否充分,是否隔开了两个岩溶水系统有着重要的水文地质意义。这将会对评估隧道涌突水的多少和对环境影响有新的认识,对保障岩溶隧道的修建安全,保护岩溶地区的人文环境,研究区域水文地质条件,地下水资源的开发利用,掌握岩溶系统的水文地质边界都有着十分重要的意义。因此了解掌握昆明地区梁山组的隔水性能有着非常重要的研究意义。本文经过4次现场调查和查阅大量文献资料,并结合3个相关工程实例,查明了昆明地区的地质环境条件、梁山组地层的沉积环境及分布出露特征。探讨了影响梁山组隔水性的主要因素,探讨了昆明地区梁山组隔水性能,通过实例讨论了梁山组地层水文地质单元的控制作用,取得了如下几点认识:(1)从地层岩性、地质构造及梁山组古地理概况和地层沉积特征、岩溶水文地质条件等方面对昆明地区梁山组的环境地质条件进行了归纳总结。研究区内梁山组为滨海沼泽相,主要岩性为粘土岩、铝土岩、铝土质页岩、黑色页岩、砂岩夹煤偶夹灰岩透镜体。厚度0-224.8m,沾益老虎洞最厚。(2)研究区内梁山组主要分布于康滇古陆和牛头山古陆之间,展布方向与构造线方向一致,主要为北东向,其次为南北向。主要分布在昆明、寻甸和沾益地区,其余地区零星分布,研究区西部和宜良-曲靖一线由于长期受隆起没有接受沉积。昆明地区梁山组由于几条控制性大断裂的作用切割最为破碎。走向为北东向的梁山组条带连续性较好。(3)研究区内影响梁山组地层隔水性的因素主要有岩性组合、厚度和构造因素。由于研究区地处云南山字型构造带,主要受南北向断裂控制和华夏构造体系控制,研究区内北西向断裂和东西向断裂多为张性或张扭性断裂,这些断层切穿梁山组往往会使梁山组两侧的岩溶水联通。研究区内构造是影响梁山组隔水性的重要因素。(4)通过对大公山水文地质单元、吴家营水文地质单元和长虫山水文地质单元的分析,发现梁山组上覆阳新灰岩(P1y)下伏石炭系泥盆系灰岩(C+D)岩溶发育强烈,梁山组与可溶岩交界处发育串珠状落水洞,梁山组对水文地质单元的控制作用十分明显,仅在断层处失去隔水意义。(5)结合工程实例和查阅相关文献和资料,根据影响梁山组隔水性的因素,结合地形地貌、地层岩性、地质构造,通过对研究区的水文地质条件和梁山组条带两侧灰岩的岩溶发育情况和地下水出露特征进行分析,指出了12个典型的具有隔水意义的地区,15个典型失去隔水意义的地区。(6)通过Modflow模拟发现,梁山组的厚度对渗流场有着非常明显的影响。当梁山组地层在厚度为5m时,并不具备隔水性;当梁山组厚度为25m时,具有一定的隔水性;梁山组厚度为50m时,具备较好的隔水性;当梁山组的厚度为100m时,具备良好的隔水性。梁山组的厚度在5~25m的范围内变化对地下水渗流场的影响高于在25m~50m范围内变化;厚度增大到100m时梁山组隔水性显著增强,所以梁山组的隔水性主要取决于其厚度。梁山组阻挡后的污染物顺层向两侧扩散,梁山组厚度越小污染物越过梁山组迁移得越远,污染物影响范围越大。但不管梁山组的厚度是5m还是100m,经过10年的迁移,污染物都穿越了梁山组地层,说明了隔水层是相对的。
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