东大井田内羊泉正断层导水性探讨

2023年12月31日发(作者：酒楼管理)

东大井田内羊泉正断层导水性探讨

摘要 东大井田内羊泉正断层属区域性断层，该断层由井田东南部进入本井田，至东北部尖灭。本文根据勘探阶段3个钻孔对羊泉正断层在井田内的控制情况，结合其它地质资料，分析认为该断层在井田北中部为阻水断层，而在井田东南则为导水断层。

关键词 东大井田；羊泉正断层；导水性

1 概述

东大井田位于山西省南部，晋城市西北方向约36km处，隶属沁水县郑庄镇、端氏镇管辖。勘探施工过程中，在井田东南部羊泉断层附近出现钻孔涌水现象。本文根据钻孔涌水情况和井田内控制该断层钻孔资料，结合其它地质资料，对区域性羊泉正断层在井田内导水性进行探讨。钻孔位置及羊泉正断层见图1，该图为东大井田的东南角。

2 地层

井田内基岩出露较好，由南至北依次出露地层为二迭系上统上石盒子组上段（P2s3）、石千峰组（P2sh）、三迭系下统刘家沟组（T1L），第四系（Q）不整合于不同时代地层之上。

3 井田构造

本井田位于区域沁水复式向斜轴部南端，晋-获褶断带西部，沁水盆地南缘东西-北东向断裂带的北部，井田内构造与这些构造密切相关。

3.1 褶曲

井田内大的褶曲5条，走向大致南北-北东向，构成构造形态的骨架。其中本文主要叙述为韩家腰背斜。该背斜在井田内延伸长约8km左右，中南部走向北北东向，北端走向北北西向，轴部出露石千峰组地层，两翼地层倾角6°~15°（见图1）。

3.2 断层

井田内目前查明断层8条，均为正断层，其中落差大于30m的断层5条，小于30m的断层3条。其中本文主要叙述的为羊泉正断层（见图1、图2）。

该断层位于井田东南边缘，属于沁水盆地南西-北东向断裂带断层之一。井田内长约6.1km，南部走向北东向，北部走向北北东向，倾向南东，倾角65°~75°。井田内最大落差250m。该断层两翼伴生有多条落差不等的张性正断层，说明该

断裂具张扭性特征，符合区域规律。井田内该断层由0001、0207、0606三个钻孔所控制。

4 井田主要含水层

1）奥陶系中统岩溶裂隙含水层

该含水层为岩溶裂隙含水层，位于延河泉域北边界奥陶系深埋区，属弱迳流带，井田内该含水层可分为下马家沟组、上马家沟组及峰峰组。峰峰组含水层单位涌水量为0.0051L/s.m，渗透系数0.0110m/d，属弱富水性含水层；上、下马家沟组含水层单位涌水量为0.0797L/s.m，渗透系数0.9842m/d，属弱富水性含水层。

2）石炭系上统太原组含水层

该含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层。根据钻探资料分析，推测属弱富水性含水层。

3）二叠系下统山西组及下石盒子组含水层

为碎屑岩裂隙含水层，单位涌水量为0.0036L/s.m，渗透系数0.0096m/d~0.0234m/d，为弱富水性含水层。

4）上石盒子组（P2S）及石千峰组（P2sh）含水层

为碎屑岩裂隙含水层，单位涌水量最大为0.3333L/s.m，属弱-中等富水性含水层。

5）基岩风化带含水层

该含水层由不同时代地层基岩风化裂隙含水层，其富水性受风化裂隙发育程度的影响，单位涌水量为0.0224L/s.m~0.1061L/s.m，渗透系数0.0244m/d~0.6689m/d。该含水层为弱-中等富水性含水层。

6）第四系松散岩类孔隙含水层

主要为第四系松散沉积物，分布于山间河谷地带，富水性因地而异，愈靠近河谷富水性愈好，主要接受大气降水及河水的补给，受大气降水影响明显。

5 井田主要隔水层

1）石炭系中统本溪组底至上统太原组15号煤层底隔水层

主要由泥岩、铝质泥岩等组成，阻隔奥陶系中统岩溶裂隙水对上覆煤层的影响。

2）二叠系砂岩层间隔水层

由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等组成，平行分布于各砂岩含水层之间，与砂岩形成平行复合结构，起到层间隔水的作用，阻隔各含水层垂向水力联系。

6 羊泉正断层导水性分析

6.1 断层两盘岩性

该断层从区外由井田东南边界进入本井田。断层两盘岩性见图2，上盘上部地层为刘家沟组（T1L）地层，岩性为薄层状细粒砂岩夹薄层状泥岩、粉砂岩；下盘上部地层为石千峰组(P2sh)及上石盒子组（P2S）。岩性为粗~细粒砂岩夹泥岩组成。

6.2 钻孔揭露断层破碎带岩性

根据控制羊泉正断层3个钻孔资料，0001号孔断层破碎带岩性杂乱，岩性为粗-细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩，以砂岩为主，砂岩呈破碎状，裂隙发育。0207、0606号孔断层破碎带岩性杂乱，为泥岩、砂质泥岩、粗-细粒砂岩，以泥岩为主，见滑面。砂岩呈破碎状，部分砂岩呈角砾状，磨园度及分选差，砂、泥质胶结。

6.3 钻孔简易水文地质

根据控制羊泉断层3个钻孔简易水文地质资料，钻进过程中，水位、消耗量及涌水量见表1。

从表可以看出，控制羊泉断层的0001号钻孔钻进时消耗量在0.05m3/h~0.12m3/h之间，水位随钻进深度下降，终孔水位标高604.96m；0207号钻孔钻进至孔深124.85m处时出现孔内涌水现象。据简易放水试验，涌水量为2.95L/s，水头高出地表8.85m，水头标高616.98m，向下钻进至终孔，涌水量在0.50m3/h~4.80m3/h之间，分析为孔内泥浆及钻具影响所致；0606号钻孔水位和消量不大，钻进时消耗量在0.30m3/h~0.60m3/h之间，终孔水位标高807.15m。

对上述水位和消耗量、涌水量分析，0001号钻孔水位随钻进深度而下降，消耗量较小，分析为钻进时使用泥浆所致。结合断层破碎带岩性，分析认为羊泉正断层在该地段为导水断层；0207号钻孔当揭露石千峰组(P2sh)下段后出现孔内涌水，结合断层破碎带岩性，分析认为羊泉正断层在该地段为阻水断层；0606号孔钻进通过断层时水位和消耗量均变化不大，消耗量未出现明显漏失，且终孔水位远大于0207号钻孔，结合断层破碎带岩性，分析认为羊泉断层在该地段为阻水断层。

6.4 0207号孔涌水部位地下水补给、径流及排泄条件

0207号孔钻进至深124.85m时孔内开始涌水，涌水层位为石千峰组下段（P2sh）地层，含水层岩性为粗粒砂岩。从图1、图2可以看出，羊泉正断层西北为韩家腰背斜，轴核部出露石千峰组地层，东南翼地层倾向东南，倾角6°～15°。由于背斜轴部裂隙发育，有利于大气降水的入渗。当羊泉正断层与韩家腰背斜轴部之间部分地层接受大气降水补给后，地下水垂直下渗，遇到泥岩隔水层后，以水平方向向东南方向径流，遇羊泉正断层后受阻形成具有一定承压性的地下水。当0207号钻孔揭露至石千峰组（P2sh）下段后，由于石千峰组（P2sh）含水层承压水水位高出钻孔口而涌出地表。

6.5 羊泉正断层导水性分析

羊泉正断层为张扭性断层。根据3个钻孔对羊泉正断层控制资料，分析该断层在东北部（0606号孔）至中部（0207号孔）为阻水断层，中部（0207号孔）至东南部（0001号孔）为导水断层。

7 结论

羊泉正断层为区域性断层，由井田东南进入东大井田，而尖灭在井田东北部。该断层在井田北中部为阻水断层，而在东南则为导水断层。

参考文献

[1]杨成田.水文地质学[M].北京：地质出版社，1985.