第八节 接触型蓄水构造
不同地质体之间因某种特殊的接触关系而形成的蓄水构造,称为接触型蓄水构造,它包括侵入岩体蓄水构造、侵入接触带蓄水构造、侵入岩体阻水式蓄水构造、不整合接触蓄水构造等形式。
一、侵入岩体蓄水构造
侵入岩体蓄水构造是指由岩浆岩侵入体与围岩接触而构成富水条件的地质构造,通常有两种原因可以使侵入接触构造具备蓄水条件:
(1)由于侵入接触面裂隙发育,成为含水介质,侵入岩体和围岩中裂隙不发育,构成相对隔水边界,形成侵入接触带蓄水构造。围岩为非可溶性的岩石时形成此类蓄水构造。
(2)围岩为强透水的岩石,侵入岩体为弱透水的岩石,此时侵入岩体起到阻水的作用,因而构成蓄水条件,形成侵入岩体阻水阻水蓄水构造。围岩为可溶性的岩石时形成此类蓄水构造。
但是,并非所有的侵入体与围岩的接触关系都能构成蓄水条件,不具备蓄水条件的侵入接触构造,不能成为蓄水构造。
二、侵入接触带蓄水构造
侵入接触带蓄水构造是指岩浆岩侵入体与围岩之间的接触带裂隙特别发育而形成蓄水构造。接触带中裂隙的形成原因,主要有以下几个方面:
(1)岩浆侵入过程中在围岩中产生的构造裂隙。当岩浆向上侵入时,对周围的岩石产生一个巨大的压力,因而在岩体附近围岩当中产生大量的挤压裂隙,甚至形成小断层。而当岩浆冷凝时,由于岩体的冷缩,使得岩浆岩体作用在围岩中的压力减小,而造成围岩中应力状态的改变,由挤压状态改变为引张状态,故围岩中形成的裂隙具有张裂隙的性质。
(2)侵入岩体边缘部位产生的各种原生节理。岩浆冷凝过程中,由于体积收缩,往往在岩体表面产生各种原生节理,如发生在岩体接触面附近,垂直于层面、呈楔形开口的纵、横节理及平行于岩体表面的层面节理。上述这些节理具有特殊的水文地质意义,往往与围岩中的张裂隙构成条带状的含水层。
(3)后期构造变动形成的构造裂隙密集带。当侵入岩体与围岩的力学性质存在明显的差异时,其接触面是一个软弱结构面。在后期的构造变动过程中,往往沿此结构面造成应力集中,是结构面两侧的岩体产生相对滑动而形成裂隙密集带。
综上所述可知,上述各种成因的裂隙主要分布在接触带附近,且彼此穿插沟通,形成带状分布的蓄水构造。
三、侵入岩体阻水式蓄水构造
花岗岩、闪长岩等深成岩的透水性很差,当其岩体侵入强透水的岩层中,并处于地下水流的下游方向时,能起到很好的阻水作用,将地下水阻挡在强透水层一侧,并形成局部富水区。这样形成的蓄水构造称之为侵入岩体阻水式蓄水构造 (图2-20)。
济南地区附近的地形是南高北低,寒武系、奥陶系地层呈单斜状产出,走向北东60°、倾向北西30°。受北西向断裂构造切割抬升的影响,形成千佛山地垒断块。市区北侧有燕山期的岩浆侵入活动,侵入岩像一道地下的幕墙,阻挡了地下水向下游的排泄,构成了侵入岩体阻水式的蓄水构造。在市区较低的位置,地下水涌出地表,形成著名的趵突泉、珍珠泉、五龙潭、黑虎泉等四大泉群。这种形式的蓄水构造,由于受侵入作用及变质作用的影响,靠近侵入岩体的接触带,岩石的裂隙或岩溶通常比较发育,往往构成蓄水构造的富水区。而远离阻水岩体的地带,由于侵入作用及变质作用的减弱乃至消失,裂隙、岩溶的发育程度呈递减的趋势;同时由于地形变高等原因,地下水埋藏深度逐渐增大,富水性逐渐减弱,构成该蓄水构造的补给区和径流区。济南的泉群,就是这样一个大型的侵入岩体阻水和接触带富水的蓄水构造。
四、不整合接触蓄水构造
新老地层之间的不整合接触包括:角度不整合接触与平行不整合接触两种类型,它们都是地质历史上大的沉积间断,不整合面就是古代的侵蚀面。当不整合接触具备以下条件时,即可形成蓄水构造:
图2-20 山东省济南附近水文地质剖面图
(1)不整合接触的新老地层具有完全不同的透水性时,则透水层构成含水介质,不透水层构成隔水层。
(2)构成隔水边界的不整合接触面,其产状和形态对地下水的储存具有重大意义,产状直立的构成隔水的幕墙,形态如盆地的构成汇水盆地。
对于蓄水构造而言,最具有意义的不整合接触是指第四系地层或第三系地层与前基岩之间的接触,以及寒武系地层与太古界、石炭系或第三系地层与奥陶系地层之间的不整合接触。