豐都縣某地區巖溶發育特征及影響因素

宋磊

豐都縣某地區巖溶發育特征及影響因素

宋磊

（核工業西藏地質調查院，成都 610059）

以豐都縣瀾天湖地區巖溶發育為研究對象，在區域地質資料和本次水文地質勘察的基礎上，對瀾天湖地區巖溶發育特征、影響因素以及發育特點進行了深入分析研究。研究結果表明，①石柱子向斜為巖溶發育創造了良好的條件；②瀾天湖地區碳酸鹽廣泛分布，為巖溶發育提供了物質基礎；③豐富的降雨和冰雪融水，為巖溶發育提供了良好的外部條件。綜合分析認為巖溶發育具有兩大特點：線性，繼承性。

巖溶；發育特征；影響因素；豐都

重慶豐都縣碳酸鹽巖廣泛分布，在工程建設中，巖溶問題的發生，將會對城市建設、垃圾場、機場等的建設和運營產生重大的不良影響。因此，查明該地區的巖溶發育特征以及影響因素，有助于該地區工程建設。

以豐都縣瀾天湖地區為研究對象，從巖溶發育地質環境條件入手，查明巖溶發育的特征以及巖溶發育的影響因素，為瀾天湖地區工程建設提供了科學的水文地質資料，進一步推動豐都縣“興旅活縣”戰略。

照片1 研究區二疊系下統灰巖

1 區域地質條件

1.1 地形地貌

豐都縣位于四川盆地東南部，川鄂湘黔山地與四川盆地的過度地帶，整個地勢東南高，西北低，由一系列平行褶皺山系構成，境內地貌的顯著特征為“四山夾三槽”。

瀾天湖地區位于豐都縣長江南岸北部，山勢起伏及海拔高差大，整體地勢南高北低，從東向西傾斜。最高海拔1 945m，最低海拔400m，高差達1 550m。

1.2 地層巖性

研究區地層分布有：志留系下統小河壩組（S1)、二疊系（P1、P2)、三迭系下統飛仙關組（T1）和嘉陵江組（T1），基巖產狀320°～330°∠12°～35°，其中二疊系（P1、P2)構成了該區的主要地層。

1）二疊系下統（P1)：主要為棲霞組、茅口組，上部巖性頂段為深灰、灰色中厚層含有機質生物碎屑灰巖，低段為夾薄層灰黑色有機質頁巖。下部頂段為含大量燧石團塊及少許有機質頁巖，中段為灰、淺灰色厚層狀灰巖，底段為中厚層有機質灰巖（照片1）。

2）二疊系上統（P2)：上部下段巖性為灰白色粘土巖、粘土質頁巖、炭質頁巖，上段為深灰色中厚層灰巖，含燧石團塊及夾薄層硅質巖。下部為淺灰色厚層含生物碎屑灰巖，頂端有約1m中厚層含泥質、硅質灰巖。

1.3 地質構造

該區位于石柱向斜南東翼，中梁子背斜北西翼，距石柱向斜向斜核部約4km，距中梁子背斜核部約6km，距橋子溪正斷層北東端約4km。石柱向斜核部地層為上沙溪廟組紫紅色泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖，翼部地層為二疊系、三迭系灰巖。軸線方向北東。南東翼地層傾向10°～20°，北西翼地層傾向40°~50°。中梁子背斜核部地層為志留系中統羅惹坪組頁巖及生物碎屑灰巖。軸線方向北東。南東翼地層傾向10°~30°，北西翼地層傾向5°~14°。橋子溪正斷層N35°E轉N20°W，長度大于14 km，傾向西，傾角45°，為張扭性斷層。

該區主要發育兩組陡傾裂隙：第一組：300°～330°∠75°～85°，結構面平直，張開度一般在2~8cm；第二組：170°～180°∠70°～80°，結構面平直—粗糙，張開度一般在3~12cm，一般延伸5~10m，甚至數十米。

圖1 節理裂隙走向玫瑰花圖

1.4 降雨

根據豐都縣氣象局提供的豐都縣30年逐月降雨量的資料，30年逐年平均降雨量為1058.5mm，降雨量主要集中在5～9月，占全年降雨量的78.5%，降雨量最少在2月，月平均降雨量為18.2mm。總體上，瀾天湖地區降雨豐富。

照片2 溶孔發育特征

照片3 鉆孔揭露T1f地層巖溶發育特征

2 巖溶發育特征

2.1 巖溶水平發育特征

根據對研究區巖溶發育調查分析，巖溶發育主要集中在藥材溝—王家壩子—外偏—龍洞坪、雙水井—哨廠溝—黃家屋基—金竹林和大塘壩—田家埡口—陡坎子—廂壩三條大致平行地區。

2.2 巖溶垂直發育特征

根據實地調查和鉆探揭露，水文地質鉆孔揭露場址區各地層巖性巖溶發育特征。

三疊系嘉陵江組巖溶發育段：水位地質鉆孔揭穿此層，標高1 270.6~1 256.4m，厚度為14.2m，灰巖，灰色，巖芯為短柱狀，塊狀，巖溶發育，溶孔發育，直徑一般0.2~10cm，溶隙內充填粘土、碎石等，局部夾泥灰巖，此段嚴重漏漿（照片2）。注水試驗地層滲透系數K=4.263 0~5.078 7m/d，屬強透水地層。

三疊系飛仙關組鉆孔揭露包氣帶厚度61.8m，標高1 256.4~1 194.6m，灰巖，灰色，中厚層狀，其中標高1 256.4 ~1 221.9m，層厚34.5m，巖芯表面光滑、沒有巖溶痕跡。壓水試驗地層滲透系數K=0.009 14~0.014 7 m/d，屬微弱透水地層。標高1 192.6~1 167.3m，層厚25.3m，巖芯呈碎塊石狀，碎塊石長度2~5cm，局部呈柱狀，柱長10~40cm不等，巖芯表面光滑，層間裂隙發育，裂隙表面局部有巖溶溶蝕痕跡（照片3），壓水試驗地層滲透系數K=1.428m/d，屬弱透水地層。

3 影響巖溶發育因素分析

3.1 巖性對巖溶發育影響

所謂巖溶就是指水對可溶性巖石化學溶蝕的作用。巖性是巖溶發育的物質基礎。

研究區內巖溶漏斗、溶蝕洼地、溶洞等分布在三迭系下統飛仙關組、嘉陵江組的和二疊系下統棲霞組、茅口組，巖性為灰巖和白云質灰巖。巖性組合表現為上覆地層為易溶性灰巖，下臥地層為相對難溶性灰巖和頁巖互層，巖溶沿兩套接觸帶發育。如調查區東部巖性組合為上覆地層為二疊系下統，主要為棲霞組、茅口組，上部巖性頂段為深灰、灰色中厚層含有機質生物碎屑灰巖，底段為夾薄層灰黑色有機質頁巖，下部頂段為含大量燧石團塊及少許有機質頁巖，中段為灰、淺灰色厚層狀灰巖，底段為中厚層有機質灰巖。下臥地層為志留系下統小河壩組巖性為黃灰、淺灰色頁巖、粉砂質頁巖，頂部及下部夾生物碎屑灰巖透鏡體。巖溶沿地層走向，棲霞組、茅口組灰巖中較發育。調查區中部巖性組合為上覆地層為三迭系下統飛仙關組，下覆地層三迭系下統嘉陵江組，巖溶沿地層走向，在地層分界兩側較發育。

泉水與地層關系統計表

泉點數（個）地層巖性分層泉水個數占泉總數 60T1j2338% T1f3254% P236% P111.50% S1x11.50%

調查區泉水與地層巖性的統計可以看出，嘉陵江組和飛仙關組出露泉點占調查泉點個數92%，其中嘉陵江組地層出露的泉點占調查泉點個數38%，飛仙關組出露泉點占調查泉點個數54%（見表）。

3.2 構造對巖溶發育影響

研究區主要發育褶皺，位于石柱向斜南東翼，中梁子背斜北西翼，控制著該區地下水流動方向。調查區巖溶受節理裂隙控制（照片4），平面分布走向與節理裂隙走向位置一致，節理裂隙走向控制巖溶發育帶，兩組節理裂隙交匯地段巖溶成片分布，巖溶規模較大。

照片4 溶洞溶隙受節理裂隙控制

3.3 地形對巖溶發育影響

1）水平方向：從地形上看，大規模巖溶漏斗、溶蝕洼地主要發育在兩側地形相對較高，中間地形相對較平坦地段，地形上有利于地表水匯集補給地下水，地下水也有排泄空間。如何家灣巖溶發育區、雞公啄巖溶發育區、李家河溝-黃家屋基巖溶發育區，兩側地形均為相對分水嶺，區域地形北東傾向，平均坡度約17°，地下水總體北東向徑流。巖溶發育標高在1 200～1 750m之間，1 200m以下區域內沒有發現溶蝕洼地、巖溶漏斗等。

2）垂直方向：根據實地調查和測量，巖溶漏斗深度一般15～25m，最深的可達80m。何家灣巖溶片區地表標高1 760m，S008泉水巖溶出口標高1 710m，高差50m。大巖千漏斗地表標高1 830m，坑底標高1 750m，高差80m。

3.4 降雨對巖溶發育影響

研究區降雨較集中，雨量豐富。地下水的補給來源主要為大氣降水和冰雪融水，地下水在地層層間發育的巖溶裂隙中徑流，在地形相對較低地段，以泉的形式排出地表。由于地下水受季節性降雨和融化雪水補給，補給來源不穩定，順地層傾向裂隙發育，地形坡向與地層傾向同向等條件。

4 巖溶發育特點

4.1 線性

褶皺對巖溶發育的影響是對巖體受擠壓或剪切等的力發生破裂產生變形實現的，故具有線性展布特征。巖體內呈“X”型展布的節理裂隙及張拉裂隙是大氣降水下滲的良好通道，為巖溶作用持續進行提供了場所，巖溶發育的線性特征沿裂隙延伸方向展示出來。

該區巖溶發育多以巖體的層間裂隙和橫張裂隙發生，像條形洼地、槽谷、漏斗等延伸走向與此相聯系。

4.2 繼承性

該區巖溶發育，規模較大的洼地、槽谷、漏斗一般由前期發育小逐漸發育形成的，而后巖溶洼地中又發育漏斗、落水洞等垂向巖溶形態，該區巖溶發育具有疊加性。

5 結論

通過對豐都縣瀾天湖地區巖溶發育特征及影響因素分析得出以下結論：

1）該區褶皺發育，為巖溶發育創造了良好的條件；碳酸鹽廣泛分布，為巖溶發育提供了物質基礎；豐富的降雨和冰雪融水，為巖溶發育提供了良好的外部條件。

2）區域構造(褶皺)的控制著該區的巖溶發育的整體方向以及巖溶發育的垂直深度，巖性和降雨是巖溶發育的程度。

3）根據瀾天湖地區巖溶發育具有兩大特點：線性、繼承性。

總之，巖溶的發育受多種因素控制，主要受控于該區巖性分布、構造發育情況以及降雨情況。

[1]宋磊等.豐都縣瀾天湖旅游度假區及廂壩旅游集鎮垃圾填埋場水文地質勘察報告[R]. 2014.

[2] 巴特爾, 等. 貴州畢節市巖溶發育影響因素及發育特征淺析[J]. 地下水, 2014.

[3] 呂玉香, 等. 重慶涪陵焦石片區巖溶發育規律及影響因素分析[J]. 中國地質災害與防治學報, 2012.Characteristics and influencing

Influence Factors of Karstification Development in a Certain Area of Fengdu County

SONG Lei

(Tibet Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610059)

This paper deals with karstification development and its characteristics and influence factors in the Lantian Lake, Fengdu County based on regional geological and hydrogeological data. The study indicates that widespread carbonate rock, abundant rainfall and ice melt water in the Shizhuzi syncline provide good condition for karstification development.

karstification; development; influence factor; Lantian Lake, Fengdu

2018-07-01

宋磊（1982-），男，安徽阜陽人，碩士，工程師，從事工程地質、巖土工程、水文地質相關工作

P642.25

A

1006-0995（2019）02-0277-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.020