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.      

稳定同位素在太原地区岩溶水资源研究中的应用

对太原地区的岩溶地下水进行了大量稳定同位素研究后,得出了西山岩溶水与浅层水混合线的公式为;δD=5.6δ18O-16.1。这条混合线与雨水线的交点给出了未混合前西山岩溶水的δD=-75.6‰,δ18O=-10.7‰。从而计算出浅层水对晋祠岩溶泉的补给量约为36％。根据D、O、S稳定同位素数据及水化学特征,可把太原地区岩溶水划分为两个系统——西山岩溶水系统及东山-北山岩溶水系统,兰泉属于东山系统。硫同位素数据表明,这两个岩溶水系统之间存在着水力联系,即有一部分来自西山的岩溶水补给了兰泉。      

太原东山岩溶地下水系统的边界

太原东山岩溶地下水系统的边界用地质构造结合水位及水化学资料以及水的稳定同位素含量进行了详细研究。北部以系舟山断褶带为界。沿该边界北边松散层中排出的三个泉群是东山岩溶地下水深部循环的结果。东山局部系统的地下水可以排入地表河流并以总的向东方向流入滹沱河。由大威山—杨坪望背斜组成的南部边界是不透水的,这就得出结论在榆次附近三叠系中溢出的沅涡泉排除了来自东山岩溶地下水的补给可能。西部边界以三个断裂带作为边界。东山岩溶地下水在该边界北部可以流入太原盆地,在谷旦附近可以补给第四系含水层,而在边界南部东山煤矿附近处在滞流带。      

山西太原地下水流系统数值模拟

本文介绍太原市及其周围地区地下水流系统数值模拟研究成果。计算结果显示；太原盆地及西山地下水处于严重超采状态，东山地区有部分地下径流未被截取面排出区外。     

GIS技术在太原西山地区岩溶水系统研究中的应用

查明太原西山地区岩溶水系统的结构及其循环演化规律,正确评价岩溶地下水资源,对于太原市工农业的发展具有十分重要的意义.本文详细介绍了地理信息系统(GIS)技术,在准确快速描绘西山地区的区域隔水底板等值线图中的应用方法,将有利于对该岩溶水系统的结构、循环演化规律及地下水资源空间分布的了解.     

太原西山岩溶发育特征及地下水天然资源的研究

本文从岩石微观上、宏观上研究了太原西山中奥陶系碳酸盐岩的裂隙岩溶特征,并就地下水天然资源作了研究。      

太原东山晚古生代含煤岩系沉积环境与古河道地貌和水文参数

太原东山-寿阳勘探区位于沁水盆地西北隅。煤系沉积环境演化规律是:本溪组主要是受潮汐作用影响的泻湖和海湾沉积环境,太原组和山西组下部是三角洲沉积环境,向上过渡为上三角洲平原—冲积平原沉积环境。依据地层三分法原则,提出了东山与西山岩石地层对比,并阐述“东山砂岩”命名的必要性。定量地质学可以作为研究古代沉积环境的辅助方法。一、东山与西山岩石地层对比     

太原东西山岩溶地下水补排关系论证

本文从地质结构、水化学、环境同位素、岩溶水动态、区域水动力场等方面分析,论证了太原东西山岩溶地下水不存在水力联系,即西山区为一独立的岩溶水系统,而东山区属于娘子关岩溶水系统的一部分。      

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。     

云南鹤庆西山岩溶地下水均衡模拟

鹤庆西山岩溶地下水是当地人们生产生活的重要水源,开展岩溶地下水均衡调查及计算模拟,掌握研究区岩溶地下水动态,对鹤庆西山地下水资源开发利用及管理有重要的意义。本文在收集研究区地质资料的基础上,对研究区的自然地理条件、地层岩性、地质构造和水文地质条件等地质背景进行分析并划分岩溶地下水系统。采用数值模拟法对云南省鹤庆西山岩溶地下水均衡进行了模拟计算,并与水量均衡法进行了对比。结果表明:岩溶系统划分合理,各岩溶子系统补给与排泄基本均衡;各岩溶子系统的排泄以集中排泄为主,集中排泄占总排泄量的67%~92%;考虑岩溶管道的集中排泄模型更符合研究区岩溶地下水运动特点。      

北京西山泉域岩溶水系统特征探讨

北京西山地区岩溶地下水主要以相对独立的岩溶地下水系统进行循环,其水文地质条件、系统结构模式及其水资源的重要性等,在北方具有代表性。文章主要以北京西山鱼谷洞泉域岩溶水系统、黑龙关泉域岩溶水系统、玉泉山泉域岩溶水系统为研究对象,从岩溶含水层结构、地下水循环、地质构造等方面,总结出北京西山泉域岩溶水系统特征主要为:双层含水层结构、多个子系统构成且多点排泄、系统内岩溶水转化关系复杂多样、岩溶水富集带及系统边界集中在逆冲断层处。      

太原市东山矿区岩溶地下水排供结合研究

太原市为华北地区严重缺水城市之一，而与此紧紧相连的太原市东山煤矿，丰富的岩溶地下水造成750下山煤层无法开采。为了解决东山煤矿12873万t煤炭资源带压开采问题及缓解太原市供水紧张的局面。笔者从分析东山岩溶水系统水文地质条件入手，对井田内水文地质条件进行了定量研究，认为将东山煤矿的疏干降压与太原市的供水结合起来其利大于弊。     

太原东山岩溶水系统水质分区特征及成因初探

本文据太原东山岩溶水系统的地质，水文地质特征及实际观测资料，总结了系统内的水质分区特征，并对水质变化原因进行了初步的分析讨论。     

山西太原西山东缘(晋祠-平泉)构造变形特征及其地质意义

太原西山地区位于山西吕梁山-太行山中部,其构造变形特征对于深入认识华北克拉通中部造山带中-新生代构造演化过程及分析该地区水文地质条件具有重要意义.本次研究对太原西山东缘的晋祠-平泉一带进行详细构造解析及相关构造模型分析.研究结果显示,以石炭系本溪组-奥陶系峰峰组的区域不整合面为构造分界面,太原西山东缘奥陶系碳酸盐岩与石炭系-二叠系碎屑岩的构造样式具有明显差异性.碳酸盐岩层主要发育近S-N向箱式褶皱及断层,碎屑岩层主要发育NE-SW向宽缓褶皱,NE-SW向断层对二者进行叠加改造.上述构造样式的垂向差异性是力学性质不同的岩层在区域构造演化过程中差异性变形的结果.综合分析表明,太原西山地区S-N向和NE-SW向构造形迹形成于华北克拉通中部燕山期陆内造山作用的不同阶段,其区域应力场表现为早期近E-W向(或NWW-SEE向)挤压和晚期NW-SE向挤压,具有"顺时针"演化特征.将野外观测结果与水文钻孔数据相结合,初步构建研究区的构造模型.模型结果显示,近S-N向断层和NE-SW向断层为研究区内主要断裂体系,直接控制了节理等次级裂隙的产出特征,对于太原西山地区的古岩溶作用、岩溶地下水强径流带和强富水区的分布具有明显控制作用.     

一个独特的岩溶水流系统模式——兰村泉岩溶水流系统研究

著名岩溶大泉——兰村泉出露于山西省太原西山山麓,历来被认为是西山北部碳酸盐岩裸露区岩溶水的排泄点,无人提出过异议。然而,笔者进行细致的研究之后发现前人在分析水流系统中釆用的方法存有一     

太原盆地区碳酸盐岩中—低温地热系统演化

针对太原盆地区碳酸盐岩中—低温地热系统与边山岩溶水系统的相互作用关系这一难点问题, 以地质构造分析为背景, 以岩溶水的水化学、同位素组成特征为线索, 重塑了太原盆地区碳酸盐岩中—低温地热系统地质演化过程.获得了如下3方面的认识: (1)该系统经历了自燕山运动以来的5个阶段的地质演化过程.在晚第三纪至早更新世阶段的稳定沉降期, 该系统与边山岩溶水系统开始分离, 并各自演化.(2)该系统的岩溶作用来自于2个方面: ①中更新世晚期-晚更新世早期的大气降雨沿汾河等断裂带下渗, 经与石炭—二叠煤系地层中的金属硫化物作用, 形成富含硫酸的地下水, 补给碳酸盐岩热储层, 并与其中存留的更古老的岩溶水混合, 促进了碳酸盐岩溶解; ②受中更新世晚期-晚更新世早期盆地基底岩浆的烘烤, 碳酸盐岩发生热解.(3)该系统中的岩溶热水形成于中更新世晚期-晚更新世早期, 由于上覆盖层良好的保温作用而封存至今.其分布范围受地质构造的控制, 东西向分别以东山、西山断裂为界, 南以田庄断裂为界, 北以亲贤地垒北边界为界.      

太原东山上古生代地层的初步研究

一、引言 1922年,瑞典人(王那)琳在仔细观察并研究了太原东山和西山的地质以后,发表了“太原附近地层详考”一文;对研究我国北部上古生代地层的工作曾起到了重要的作用。不过,在这篇文章中的确还存在不少错误和失实的地方,首先(王那)琳对太原附近山西统下界的确定是自相矛盾的,上下接触关系也不明确。其次是他对东、西山太原统中几层石灰岩的对比,特别是对     

太原东山地下水的三种混合模式

文章利用水文地球化学和同位素水文学的原理和方法,识别出太原东山地下水的三种不同混合模式。在杨兴、大方山岩溶洼地,受污染的浅层第四系地下水向深部灰岩含水层的入渗混合。在东山煤矿,因矿坑突水引起灰岩地下水的侧向补给和径流,使原滞流区的灰岩地下水受到不断混合和淡化。在谷旦附近,煤系地层和灰岩地下水沿隐伏断裂带朝上向第四系含水层排泄,形成三种水的混合。     

云南蒙自断陷盆地岩溶地下水流向研究

岩溶地区地下水径流特征复杂。以云南蒙自断陷盆地为例,通过开展水文地质调查、示踪试验、综合研究等,揭示了不同水文地质单元岩溶地下水径流方向:蒙自盆地内东山—蒙自(Ⅰ-1)、大屯(Ⅰ-2),蒙自盆地东南黑龙潭(Ⅰ-3)单元内岩溶地下水整体由南东流向北西;新安所(Ⅰ-4)单元内由南向北;蒙自盆地南部8号暗河(Ⅱ-1)、9号暗河(Ⅱ-2)两个水文地质单元内岩溶地下水由北流向南,对研究西南典型岩溶区地下水径流特征、合理评价和开发地下水资源具有重要的理论意义和实际应用价值。     

太原掀斜构造特征及其成因分析

在对太原掀斜构造形迹分析的基础上,通过节理统计,以板块构造和大陆动力学理论为基础,研究了古构造应力场特征和构造演化历程。结果表明:太原掀斜构造由东山背斜、西山向斜和太原断陷组成。中生代以来的构造演化可分为中生代晚期、古近纪及新生代晚期三个阶段。主体构造,即东山背斜、西山向斜以及相伴生的南北向褶曲等都是在中生代晚期北东—南西向右旋力偶作用下形成。区内等距分布的北东东向至东西向的正断层组等次级构造及太原断陷的雏形形成于古近纪北东—南西向左旋力偶。在新生代晚期北西—南东向拉张应力作用下,太原断陷进一步拉张下陷,形成现今构造格局。不同时期应力场和板块构造动力系统不尽相同,但它们之间有继承的特点,其形成演化与区域大陆动力学条件转化和演化一致。