北方岩溶大泉地下水系统的圈划:以太原盆地东西山地区为例

运用地下水系统分析理论, 以山西省太原盆地东西山地区为实例, 利用GIS技术对区内岩溶大泉地下水系统进行了圈划.运用岩相古地理、地质构造和水文地质分析方法, 首次提取了研究区岩溶含水系统的区域隔水底板等高线、边山断裂两壁投影图及岩溶水系统图等定量或半定量水文地质信息, 圈划出了东西山岩溶水系统的局部饱水带、饱水带和碳酸盐岩非饱水带.研究结果表明, 西山地区兰村泉、晋祠泉属于同一个岩溶子系统; 西冶泉岩溶子系统是相对独立的岩溶水系统; 东山基岩山区大部分属于娘子关泉岩溶子系统, 且东山岩溶水子系统与盆地地下水有密切水力联系而与兰村泉-晋祠泉岩溶子系统无直接关系.这些为模拟盆地地下水系统和评价北方岩溶地下水资源提供重要的科学依据, 对前人就太原盆地边山岩溶水系统边界的确定和内部结构的划分提法有了新的认识.      

太原边山断裂带地热资源研究

太原岩溶含水系统主要由东山、北山、西山及盆地岩溶地下水流域所构成,其含水岩系为奥陶系中统,根据系统内150余件水化学资料,对岩溶含水系统的地温场和水化学场特征进行了描述,与水动力场性质是一致的;通过地球化学温标对热储温度的定量计算,表明边山断裂带“历史”上确有地热存在;初步分析研究了边山断裂带地下热水的成因及其赋存规律,认为东、西边山地热分布是不均一的,呈明显的“点”状特征,故地热井施工位置应在第一、二级断裂之间。     

平潭岛外-乌丘屿段滨海断裂活动性分析

滨海断裂位于福建沿海与台湾海峡盆地之间,呈带状分布。研究认为该断裂带为-深大断裂带,地震活动频繁,对其两侧的地质构造起着一定的控制作用。通过对平潭岛外-乌丘屿段高分辨多道地震的解释,发现该区海域不但断裂比较发育,而且活动时代较新,见有数个断点断过晚更新世地层。本文结合该区域内浅地层剖面与地质测年,综合分析断裂的活动时代,认为平潭岛外滨海断裂至少在晚更新世晚期仍处于频繁活动之中,甚至最新活动时代可能为全新世。     

阿尔金断裂晚新生代左旋走滑位错的地质新证据

通过对沿阿尔金断裂中段 (位于东经 88°至 92°)发育的晚第三纪走滑盆地沉积历史和走滑变形过程的野外观测以及对第四纪索尔库里盆地形成和演化过程的沉积环境复原的分析 ,提出了阿尔金断裂中段晚新生代左旋走滑位错的地质新证据。研究表明 ,晚第三纪走滑盆地经历了中新世晚期至上新世早期斜张走滑拉分和上新世晚期以来左旋错动的演化过程 ,沉积体沿断裂的错位分布特征指示至少发生了 80 km的左旋走滑位错。发育于阿尔金山链内部的索尔库里盆地起源于晚第三纪早期强烈的侵蚀作用 ,成为柴达木盆地快速沉积的主要物源区。该侵蚀盆地于中晚更新世闭合并演化成一个独立的沉积盆地。通过侵蚀盆地外流通道的复原指示阿尔金断裂自晚第三纪以来累积了 80～ 1 0 0 km的左旋位错。在此基础上 ,结合穿越断裂构造的 级区域水系形成的洪积裙宽度和主干河道沿断裂迹线的拐折长度 ,探讨了阿尔金断裂晚新生代左旋走滑位错量沿走向分布的特征 ,估算了左旋走滑速率     

帕米尔高原东北缘活动构造对塔什库尔干盆地地热控制作用

帕米尔东北缘位于青藏高原西北部,是新构造运动最强烈的地区之一。受控于公格尔拉张断裂作用的塔什库尔干盆地,活动构造强烈,高的大地热流值和丰富的地下水,使其具备地热资源形成的地质构造和水文条件。基于塔什库尔干盆地北部的曲曼地区地质构造、湖相地层年代学调查研究,该地区发育晚更新世的NNE向f_1和f_2正断层以及第四纪沉积物之下存在隐伏的近EW向的断层f_3。这3条断层是塔什库尔干断裂在不同构造演化时期形成的次级断层。结合EH-4电磁成像和钻孔及抽水试验等资料表明NNE向f_1和f_2正断层是地热系统的导水通道,而近EW向f_3断层为导热通道。该地区地热模式是大地热流为热源-地下水深循环逐渐加热-构造控水和控热。     

龙海流会—漳浦将军澳断裂活动与地震

福建龙海流会 -漳浦将军澳断裂展布于九龙江口以南沿海 ,地质构造上属于长乐—诏安断裂带南段 ,是我国东南沿海晚第三纪玄武岩喷发的地区之一。本文分析了龙海流会 -漳浦将军澳断裂从晚第三纪 -第四纪晚更新世多次的玄武岩喷发及活动特征 ,探讨了活动断裂与地震的关系 ,分析了地质旅游综合开发的潜在优势。研究结果表明 :龙海流会 -漳浦将军澳断裂是晚第三纪 -第四纪晚更新世早期 (N2 -Q3)玄武岩循其多次喷发 ,晚更新世 (Q3)活动明显 ,属晚更新世活动断裂 ;该断裂附近今后仍有可能发生 5级左右地震 ,应加强地震监测 ;本区玄武岩火山口及名胜古迹旅游资源十分丰富 ,可努力使其成为今后发展的重要行业。     

晋西南峨嵋台塬的岩溶水系统及岩溶水资源潜力

本文通过分析峨嵋台塬的地质结构和岩溶水补给的自然条件,提出:(1)峨嵋台塬岩溶水具独立的地下水系统特征,北边界为里望断裂,南边界为临猗断裂,西边界为沿黄河东岸延展的夹马口—小梁断裂,东边界为稷王山东麓泥页岩带和变质岩体;(2)岩溶水主要来自稷王山裸露区大气降水,少量排向河津—侯马盆地和运城盆地,大量沿临猗断裂带向黄河方向迳流排泄,排泄量不到东王岩溶泉流量的10%;(3)峨嵋台塬岩溶水潜力有限。     

陇东盆地地热系统地温场特征及平凉地热勘查评价

甘肃陇东盆地属鄂尔多斯盆地西南部,包括西缘冲断带、天环向斜与东部斜坡带等次级地质构造单元,赋存白垩系自流盆地型地下热水和奥陶系碳酸盐岩岩溶型水,盆地内大地热流值普遍偏低。本文就平凉地热资源勘查和钻探验证的基础上,从区域地热地质构造、深部构造、盆地结构、地温场特征对地热赋存条件、影响温度的因素和热源机制进行了分析,对地热资源开发前景进行探讨和评价。     

第四纪洞庭盆地沅江凹陷东缘鹿角地区构造—沉积演化研究

沅江凹陷为第四纪洞庭盆地东部的一个次级凹陷。通过地表地质调查和钻孔资料,在沅江凹陷东缘北部鹿角地区第四纪构造、沉积及地貌特征研究基础上,探讨并提出其构造-沉积演化过程：早更新世早期洪湖-湘阴断裂和荣家湾断裂相继活动,断裂以西地区断陷沉降并沉积,以东地区则构造抬升而遭受风化剥蚀。早更新世末期凹陷区东部构造反转抬升并遭受侵蚀。中更新世早期和中期凹陷区断陷沉降并接受沉积。中更新世晚期研究区整体抬升而遭受剥蚀。晚更新世西部主凹陷区在稳定或弱沉降并形成泥质沉积,东部间歇性抬升。在上述中更新世晚期开始的构造抬升的同时,研究区东部产生了自东向西、自南向北的构造掀斜。全新世构造总体稳定,西部洞庭湖区形成湖冲积。区域上,第四纪洞庭盆地构造性质经历了早期断陷到晚期坳陷的转变。     

第四纪华容隆起构造活动、成因及动力机制

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中部。通过地表观察和第四系钻孔对华容隆起及周缘地貌、第四纪断裂和沉积进行调查,恢复华容隆起构造升降特征与过程,进而探讨华容隆起的成因及其构造活动的动力机制。研究表明:早更新世-中更新世中期华容隆起与周缘凹陷一道沉降,同时前者受周边正断裂控制相对后者有抬升,中更新世晚期一道抬升,晚更新世—全新世构造稳定或弱沉降。第四纪期间华容隆起总体表现为明显的构造沉降。以上表明第四纪华容隆起主要由前第四纪盆—山地貌分异造成,其次与第四纪期间相对周缘凹陷抬升有关。上述地质特征以及区域第四纪地质资料,表明早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地为断陷盆地,中更新世晚期—全新世转变为坳陷盆地。就华容隆起第四纪构造活动的动力机制进行了探讨并提出:1)早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关。2)中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关。3)江汉—洞庭盆地的整体性沉降导致盆地中部的华容隆起以沉降为主;华容隆起特殊的地壳物质结构可能导致深部物质更难向外迁移,使其相对周缘凹陷有抬升。     

雄安新区起步区及周边地热资源特征与影响因素

本文综合分析了雄安新区起步区及周边地区构造、沉积、地温梯度、储盖组合、热储成岩与孔隙演化史等地质特征,总结了研究区地热资源成藏模式与影响因素：中-上元古界碳酸盐岩热储沉积期物质基础的差异性、后期的燕山-喜山构造运动演化特征控制了研究区热储、盖层和通道组合特征;特别是研究区断裂构造作用是决定研究区碳酸盐岩地层抬升、剥蚀并使其遭受岩溶作用的主导因素,其控制了本区岩溶发育区的分布和岩溶古地貌的总体格局;中-上元古界碳酸盐岩岩相以发育藻礁滩和藻坪为特征;岩溶作用类型主要有准同生岩溶、层间岩溶、潜山岩溶和断层相关岩溶等,其横向分布受古剥蚀地貌高地的控制,纵向上受潜水面的控制具有分带性特征;对热储起建设性的成岩作用主要有溶蚀作用、构造破裂作用等;本区雾迷山组热储井口水温多在50 ℃～60 ℃、热水出水量多在80～120 m³/h、矿化度多在1 900～3 100 mg/L之间。主要来自太行山麓的大气降水经断裂及不整合运移至研究区凸起、古潜山等正向构造单元的中-上元古界碳酸盐岩地层有利沉积相带处,在运移和储集过程中经正常热流背景下的深部来源的热持续加热,在凸起、古潜山等正向构造单元处特别是断裂发育带聚集成藏,形成具有勘探开发价值的地热田。     

冷热混合作用下的岩溶地下热水形成机制新认识

岩溶型地热是地热系统的重要类型,岩溶介质的特殊性使得其形成过程中易与浅循环水系统发生更多的相互作用,而有别于其他介质地热系统.本文以四川盆地边缘的铜锣山背斜岩溶地下热水系统为研究对象,通过野外调查、水文地球化学、环境同位素等方法和手段,结合区内地热地质和岩溶地质条件,系统探讨了岩溶地热系统热水出露过程中的冷、热水混合作...     

Characteristics of karst groundwater system in the northern basin of Laiyuan Spring area

Guided by the theory of groundwater system, based on the groundwater level data from the northern basin of Laiyuan Spring area, the authors took into account factors such as the lithology, geological structure and topography to study the relationship between groundwater recharge, runoff and drainage in this area. It was concluded that the infiltration of atmospheric precipitation is the main source of groundwater supply in this area; the upper layer of the Spring area is distributed with the Cambrian-Lower Ordovician karst water, and the lower layer is filled with the Jixian system karst water. The upper layer of karst water supplies to the lower layer of karst water or the pore water in loose strata through the fault while the lower layer of karst water runs to the three strong runoff belts from the east and west sides of the watershed, southwards into the basin, partially replenishing the pore water in loose strata, or forming fault Springs (e.g. Nanguan Spring, Beihai Spring) when dolomite movement encounters faults. Replenished by atmospheric precipitation and the upper and lower layers of karst waters, the pore water in loose strata joins the groundwater in the southern basin and then flows eastwards, in the end it flows out of the system in Shangfanpu. Through the analyses of groundwater level data and hydrogeological drilling data, based on groundwater D and 18O isotope test results, the karst groundwater circulation system in the northern basin of Laiyuan Spring area is further verified, which provides hydrogeological basis for water resources development and utilization as well as protection in this area.     

河北省崆山白云洞成因与演化

河北省崆山白云洞发育在以中寒武统张夏组为主的碳酸盐岩地层中,平面形态主要受NNW向、NE向和近EW向断裂控制,垂向上可分为3层,各层洞穴以沿陡倾断裂侵蚀、溶蚀而成的通道相连.第一层厅堂状溶洞(天堂、人间和地府)沿NNW向断裂展布,形成于早更新世中晚期;第二层格网状洞穴(迷宫和龙宫上部)沿NNW.和NE向断裂发育,形成于中更新世中期—晚更新世初;第三层形态曲折的廊道形洞穴(龙宫下部)主要追踪NE和NNW向断裂延伸,形成于晚更新世晚期—早全新世初期.在白云洞形成发育过程中,曾经历了多次构造运动破坏.现今的白云洞,景观损毁、岩石破裂严重,灾害承受力低,因此洞穴结构稳定性保护和洞穴地质环境治理是当前重要而紧迫的任务.     

金沙江断裂带中段岩溶发育和地下水循环特征

金沙江断裂带中段碳酸盐岩分布区水文地质结构复杂、岩溶水量丰富, 是工程地质安全的重要威胁之一。文章在岩溶地貌和水文地质调查的基础上, 采用水化学和新型同位素测年与示踪的方法, 研究了金沙江断裂带中段岩溶发育特征, 分析了岩溶水补给、径流和排泄过程。结果表明: 岩溶空间分布和地下水补给、径流、排泄均受构造控制; 在垂向上主要存在3个高程级别的岩溶发育分区, 其中二级和三级顶部岩溶的发育时间分别为晚中新世至晚更新世和上新世至晚更新世; 岩溶水补给区海拔4400~4600 m, 主要补给源为大气降水和冰湖水, 水中228Ra/226Ra数据显示非定曲断裂控制范围内水源难以形成跨断裂影响范围的补给; 岩溶水循环速度快, 岩溶大泉的85Kr年龄＜15 a, 且基本没有年龄较大的地下水混合; 径流过程中碳酸盐岩溶蚀和阳离子交换作用不充分。在工程中应充分考虑活动断裂影响下岩溶水径流通道空间分布、高水压影响和特殊天气条件带来的地质灾害威胁。      

试论武汉地区构造演化与岩溶发育史

为了更全面地揭示岩溶发育特点,运用历史比较法,研究了武汉地区构造演化和岩溶发育史。古生代—中生代早期,武汉及周边地区地壳运动以整体升降为特点,各时代地层之间为平行不整合接触。晚古生代和中生代早期发生的两次大的海进—海退作用分别形成了石炭—二叠系和下三叠统两套碳酸盐岩系,为武汉地区岩溶发育提供了物质条件。中三叠世期末的印支运动产生的强大的NNE—SSW向挤压应力,形成NWW—SEE走向的线状褶皱,控制了碳酸盐岩的平面分布格局。晚三叠世—侏罗纪,武汉以西及北部等地隆起,东部及东南部的梁子湖地区在襄樊—广济等断裂的控制下逐步开始凹陷。这一时期内,地表、地下水总体向东部梁子湖凹陷汇集,控制了武汉地区第一期地下岩溶的发育。白垩—古近纪,武汉及周边地区地壳活动表现为差异性沉降,接受沉积,岩溶作用停止。新近纪—早更新世,武汉以西的潜江凹陷继续发展,而武汉地区则总体隆升。该时期内古地势东高西低,地表、地下水由东向西流动,第二期地下岩溶也自东向西发育。中、晚更新世时期,武汉及周边地区总体下沉,广泛形成厚10～30 m不等的老粘性土层覆盖于前二期岩溶之上。由于相对不透水层的阻隔,这一时期内岩溶作用基本停止发生。全新世时期,地表水的侵蚀作用部分地破坏了老粘土盖层的连续性。由于碳酸盐岩分布于现长江水体以下10～20 m,侵蚀基准面远高于碳酸盐岩的分布高程,地下水活动很弱,岩溶作用很弱或未发生。      

萨拉乌苏河流域地层沉积时代及其反映的气候变化

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球变化反映非常敏感,是研究全球变化的理想区域。本文根据地质测年、气候地层对比,以及地层中气候代用指标的分析,将萨拉乌苏河流域地层和气候变化划分为全新统的风成相与湖相沉积(0~11.5kaBP),早、中期气候较暖湿,晚期气候较干旱;上更新统城川组的风成相沉积(11.5~80kaBP),气候干旱寒冷;上更新统萨拉乌苏组的湖相沉积(80~140kaBP),气候温暖较湿润;中更新统上部的河流相与风成相互层(140~190kaBP),气候冷干与温凉半干旱波动;中更新统上部的冲洪积沉积(190~220kaBP),气候较暖湿等阶段。指出自中更新世晚期以来气候发生频繁波动,无论是暖湿还是冷干阶段,气候都波动频繁,气候变化不稳定性明显。     

青藏高原东北缘若尔盖盆地晚新近纪沉积的岩石地层学

通过野外地质填图和系统取样,以岩石地层特征为基础,以新构造运动为背景,按照多重地层划分观点,本文首次对若尔盖盆地晚新近纪岩石地层的对比和划分做了深入的研究。对黄河干流、白河支流和黑河支流水系的河道堆积岩石的典型剖面的研究,表明更新-全新世的不同发展阶段具有不同的特征;相同时期不同水系的沉积物也不尽相同,反映出盆地晚新近纪地层的发育过程及空间上的差异。对冰川堆积终碛垄测年等研究反映出末次盛冰期和全新世中几次较强的寒冷事件,并划分出4套冰碛层。综合前人的古脊椎动物化石和¹⁴C、TL、OSL和ESR等同位素测年资料,将为进一步提出研究区晚新近纪年代地层的划分奠定基础。     

古堆泉岩溶地下水系统特征及系统圈划

古堆泉是汾河流域内唯一的中低温地热泉,研究其水文地质特征、划定岩溶地下水系统边界是进行岩溶地下水资源评价和地热水成因研究的基础。通过对古堆泉岩溶地下水系统的地质结构特征、水文地质结构特征和岩溶地下水循环演化规律分析,初步圈划了古堆泉岩溶地下水系统及其子系统。研究结果表明：系统内地质结构复杂、火成岩侵入和隐伏断裂发育,总体上可以将其概括为南北和东西向均"三隆三陷"的地质格局;古堆泉岩溶地下水主要接受塔儿山、二峰山及中条山碳酸盐岩裸露区的降水入渗补给,南梁泉和海头泉是系统内2个岩溶地下水的局部排泄点,古堆泉是最终排泄点。根据水文地质结构特征和岩溶地下水循环特征确定了古堆泉岩溶地下水系统边界及其水文地质性质,圈定的古堆泉岩溶地下水系统面积为2 942 km²,并进一步将其划分为4个相对独立的岩溶地下水子系统：塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统、佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统、中条山南梁泉岩溶水子系统、侯马盆地深循环岩溶水子系统。     

Geological characteristics and analysis of hydrothermal genesis in the Suijiang-1 well in Yunnan Province,China

The geothermal water hydrochemistry and isotopic characteristics of boreholes in the Suijiang-1 well in Yunnan Province were studied based on the actual drilling geology, regional geological structure and hydrogeological conditions. The analysis results show that the geothermal water is SO4-Ca?Mg type, the recharge elevation is 1 381-1 646 m, the recharge source is atmospheric precipitation, the geothermal reservoir temperature is 42-45 ℃, and the geothermal water is controlled by lithology and geological structure conditions of study area. Atmospheric precipitation enters the groundwater circulation system through the surface karst form of the Wujiaobao anticline, northwest-southeast tensile faults, fissures and karst depression, and geothermal water formed through the rising deep cycle water temperature, then blocked by the double rivers’ fault zone and drilling explosion.