沂沭斷裂帶西側(cè)第三紀(jì)玄武巖含水特征

王志強(qiáng)　王永順

摘 要：沂沭斷裂帶西側(cè)第三紀(jì)玄武巖主要分布在臨朐——昌樂(lè)一帶，玄武巖地下水巖性控水明顯，含水層巖性主要為氣孔狀玄武巖和松散砂礫石，組成氣孔狀玄武巖裂隙水含水層和松散砂礫石孔隙水含水層，以及近幾年在臨朐東部發(fā)現(xiàn)的熔渣——孔洞水含水層。

關(guān)鍵詞：玄武巖；砂礫石層；含水層；熔渣——孔洞水

1 玄武巖的基本特征

1.1 空間分布特征

山東東部的新生代玄武巖按空間分布特征可以分為兩種：定向分布的火山群和孤立的小火山。絕大多數(shù)玄武巖屬于定向的火山群。山東東部分布三條平行排列的火山群，北面的火山群為濰坊火山群，南面的火山群為沂水火山群，膠東的蓬萊地區(qū)稱之為蓬萊火山群（陳立輝.2012）。臨朐-昌樂(lè)玄武巖屬于濰坊火山群，分布在臨朐東北部、昌樂(lè)西南和濰坊西南部。以北東東方向展布，其走向與沂沭斷裂帶（郯廬斷裂帶）成40-50°斜交。

1.2 成因特征

玄武巖的形成條件是沂沭斷裂帶在新生代發(fā)生了顯著的活動(dòng)，隨著斷裂帶的不斷活動(dòng)，斷裂切割加深，到新生代早期已經(jīng)切入到上地幔，致使幔源玄武巖噴發(fā)（牛漫蘭.1993）。巖漿活動(dòng)分為三期，即早期的牛山期、中間的山旺期和晚期的堯山期。

1.3 地層巖性特征

臨朐-昌樂(lè)一帶玄武巖由上新統(tǒng)堯山組和中新統(tǒng)山旺組、牛山組構(gòu)成。堯山組以中心式噴發(fā)為主，巖性主要為褐黑色橄欖玄武巖，厚層及巨厚層，塊狀及板狀構(gòu)造，致密堅(jiān)硬。

山旺組：山旺組上部為灰、深灰色氣孔狀玄武巖、橄欖玄武巖，夾少量褐黃色泥巖；下部產(chǎn)有豐富的硅藻土礦。

牛山組：牛山組玄武巖以裂隙式中心溢出為主，局部中心式噴發(fā)，巖性主要為氣孔狀、杏仁狀玄武巖、黑灰色橄欖玄武巖。

2 玄武巖地下水類型及富水規(guī)律

玄武巖含水層按賦存形式分為玄武巖裂隙-氣孔水、砂礫石孔隙水和熔渣——孔洞水。

2.1 玄武巖裂隙-氣孔水

在玄武巖頂、底部的氣孔發(fā)育帶，由氣孔、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙組成了導(dǎo)水和儲(chǔ)水網(wǎng)絡(luò)，形成了獨(dú)特的熔巖裂隙——?dú)饪姿ＥＩ浇M玄武巖由于是多期噴發(fā)，也就形成了多層含水層。特別是在氣孔狀玄武巖與致密玄武巖互層時(shí)，氣孔狀玄武巖裂隙發(fā)育，致密玄武巖裂隙不發(fā)育形成相對(duì)隔水層，具有沉積巖含水層的特點(diǎn)。玄武巖裂隙——?dú)饪姿难a(bǔ)給來(lái)源有大氣降水和地表水。其中大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。含水層特點(diǎn)是地下水位埋深較小，一般不超過(guò)20m。補(bǔ)給到玄武巖裂隙——?dú)饪字械牡叵滤刂闪严丁饪捉M成的導(dǎo)水、儲(chǔ)水網(wǎng)絡(luò)由水位高處向低處徑流、排泄。

玄武巖裂隙——?dú)饪姿饕獮闈撍畬樱绊懫涓凰潭戎饕袃煞矫嬉蛩貨Q定，一是含水層厚度，二是補(bǔ)給面積大小。

2.2 砂礫石孔隙水

牛山組玄武巖底部發(fā)育有古河床，由砂、卵礫石組成，砂礫、卵石成分主要為石英、長(zhǎng)石及花崗巖。卵石粒徑5-10cm，占20-30%，卵石為次園狀，其余為砂礫。埋藏在水位以下的砂礫石便形成砂礫石孔隙水含水層。含水層的透水性取決于砂礫石的分選程度和含泥質(zhì)多少，砂礫石分選性好，含泥質(zhì)少，透水性強(qiáng)，反之透水性弱甚至不透水。砂礫石層由于是河床相沉積，呈條帶狀分布，厚度2-5m，寬度在10-20m不等。通過(guò)實(shí)地調(diào)查古河床在溝谷中露頭及打穿古河床的機(jī)井資料，古河床的走向與現(xiàn)有河床相近。

古河床含水層的補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水通過(guò)上部玄武巖裂隙網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)給，部分地段為越流補(bǔ)給，常常為承壓水含水層。

古河床砂礫石與牛山組底部普遍存在的砂礫巖雖然沉積部位基本相同，但透水性截然不同，古河床沉積的砂礫石分選好、顆粒大、泥質(zhì)少、未膠結(jié)、透水性強(qiáng)；牛山組底部砂礫巖顆粒細(xì)、泥質(zhì)多且部分膠結(jié)，基本不透水。牛山組底部砂礫巖普遍存在，分布均勻，而古河床砂礫石層范圍小，分布不均，成條帶狀展布。

古河床砂礫石成分由古河床沉積時(shí)上游母巖成分決定的，上游為片麻巖、花崗巖為主的巖石，下游古河床礫石成分為長(zhǎng)石、石英和花崗巖；上游如果是石灰?guī)r地層的山區(qū)，下游古河床礫石成分以石灰?guī)r為主。由于第三系地層距今時(shí)間相對(duì)較短，古河床砂礫石母巖與現(xiàn)有出露基巖有相關(guān)性。

2.3 熔渣——孔洞水

在玄武巖噴發(fā)初期，剛開始噴發(fā)的火山彈、浮石塊、火山礫、火山碴以及少部分陸源巖屑被堆積起來(lái)，然后又被玄武巖流覆蓋，被埋藏的松散堆積物在地下水位以下時(shí)，在地下水潛蝕-沖蝕作用下，松散物質(zhì)被逐漸掏空成小孔洞，隨著通道逐漸擴(kuò)大，地下水的潛蝕作用隨之逐漸加強(qiáng)，同時(shí)伴隨搬運(yùn)作用。由于碎屑物底部剝蝕面多為不透水層，地下水沿剝蝕面流動(dòng)，更加增加了碎屑物沿剝蝕面沖蝕能力，長(zhǎng)期沖蝕——搬運(yùn)作用，使玄武巖底部火山碎屑物中小孔洞逐漸擴(kuò)大形成大孔洞，孔洞的相互連通在松散堆積物處便形成熔渣——孔洞含水層。熔渣——空洞含水層發(fā)育在玄武巖噴發(fā)間隙的剝蝕面之上。熔渣-孔洞水含水層主要靠大氣降水通過(guò)玄武巖裂隙補(bǔ)給，其豐富程度主要由空洞大小、延伸長(zhǎng)度、地下埋深及補(bǔ)給區(qū)大小等因素決定。

熔渣-孔洞含水層，在垂向上出露部位為剝蝕面以上位置，野外露頭觀察多在剝蝕面以上1-3m范圍內(nèi)，橫向上沿剝蝕面呈層狀展布，厚度不一呈波浪狀起伏，孔洞大小不均。剝蝕面之上并非都能形成熔渣孔洞，有的地段剝蝕面直接與玄武巖接觸，缺少火山碎屑物，有的地段雖有火山碎屑物，但不具備形成熔渣孔洞的其他條件，所以野外地質(zhì)剖面上常常看到熔渣孔洞部分地段連續(xù)，部分地段間斷的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）玄武巖裂隙-氣孔水含水層分布普遍，但含水層透水性不均，其富集程度與其巖性、地層時(shí)代、地形條件、巖層結(jié)構(gòu)，以及蓄水構(gòu)造類型有著密切關(guān)系。其中，巖性是富水性大小最基本因素，其他條件則起著一定的控制作用。

（2）砂礫石孔隙水含水層分布不均成條帶狀，走向與現(xiàn)有河床相近，在臨朐東部近南北向延伸。由于砂礫分選性好，透水性強(qiáng)，具有優(yōu)越的補(bǔ)給條件，即玄武巖裂隙、孔隙與砂礫層直接相通。部分地區(qū)越流補(bǔ)給。既有潛水含水層又有承壓水含水層，地下水比較豐富。

（3）熔渣——孔洞水含水層形成的地質(zhì)條件為玄武巖噴發(fā)間隙剝蝕面之上火山碎屑物的存在，第三紀(jì)有數(shù)次玄武巖噴發(fā)，這就產(chǎn)生了不同期次的風(fēng)化殼，具備形成松散堆積物的條件，由此可以形成數(shù)層熔渣——孔洞水含水層。熔渣——空洞相比氣孔狀玄武巖中的孔洞，會(huì)更容易被沖蝕成大孔洞，孔洞相互聯(lián)通形成孔洞層。熔渣——孔洞水含水層位于相對(duì)不透水剝蝕面之上，更有利于地下水的匯集，所以熔渣——孔洞水含水層是玄武巖地區(qū)的重要含水層。

近幾年部分玄武巖地區(qū)由于過(guò)量開采地下水，導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，井出水量逐年減少。因此，玄武巖地區(qū)評(píng)價(jià)地下水時(shí)一定要注重儲(chǔ)水構(gòu)造對(duì)地下水的作用，特別是斷塊儲(chǔ)水構(gòu)造、霍皮型火山巖栓（李春山.1988）儲(chǔ)水構(gòu)造。同時(shí)注重玄武巖分布面積、含水層厚度等因素對(duì)地下水儲(chǔ)量的影響。引用地下水含水系統(tǒng)和地下水流動(dòng)系統(tǒng)的概念，對(duì)一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行全面分析，綜合考慮各種影響因素，對(duì)地下水做出切合實(shí)際的評(píng)價(jià)，從而達(dá)到合理開采。