微山湖區(qū)第四系沉積特征及含水層分析

■段友春 張啟慧 李繼寶 童召軍

（山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)山東滕州277599）

微山湖區(qū)第四系沉積特征及含水層分析

■段友春 張啟慧 李繼寶 童召軍

（山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)山東滕州277599）

本文主要研究微山湖區(qū)第四系下組地層特征及含水性質(zhì)，掌握第四系下組沉積巖性特征，為分析第四系含水層及與下伏基巖導(dǎo)水性能打下基礎(chǔ)。[關(guān)鍵詞]微山湖區(qū)第四系含水層粘土層

0 前言

微山湖區(qū)位于華北板塊魯西隆起區(qū)魯西南潛隆起菏澤-兗州潛斷隆，湖區(qū)第四系主要為沖積相、洪積相粘土、砂、礫石沉積，在表層有3-6m湖相淤泥沉積。湖區(qū)煤炭資源豐富，在煤系地層及侏羅系上直接沉積第四系松散層，而第四系地層下組含水層與基巖接觸，可構(gòu)成對(duì)基巖含水層的直接補(bǔ)給。為此有必要對(duì)第四系松散層分布特征及含、隔水層在剖面上的沉積特征進(jìn)行仔細(xì)研究。

1 微山湖區(qū)沉積基底

微山湖區(qū)主采煤層為石炭二疊系山西組第三煤層，基底為經(jīng)風(fēng)化剝蝕后的奧陶系地層，在煤系地層沉積后，燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使石盒子群和山西組上部部分地層遭受剝蝕。侏羅系地層不整合沉積于剝蝕地層之上，受燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)第二幕影響，本區(qū)又發(fā)生了輕微褶皺和較強(qiáng)的斷裂，經(jīng)過(guò)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期風(fēng)化侵蝕作用，微山湖區(qū)形成了高低不平的沉積基底，其上沉積了一套第四系的松散沉積物。

2 湖區(qū)第四系分層沉積特征及含水性質(zhì)

為探明湖區(qū)第四系下組地層特征及含水性質(zhì)，特在湖區(qū)中部某煤礦設(shè)計(jì)施工了5個(gè)水文勘探鉆孔，通過(guò)對(duì)這5個(gè)鉆孔的資料分析整理，可較好的掌握第四系下組沉積巖性特征，為分析含水層及與下伏基巖導(dǎo)水性能打下基礎(chǔ)。

位于微山湖區(qū)某煤礦礦區(qū)范圍內(nèi)第四系沉積厚度呈現(xiàn)出北東至南西逐漸增厚的特點(diǎn)，據(jù)施工的5個(gè)鉆孔資料揭示，第四系厚度在78.10～96.28m，平均89.06m。

湖區(qū)第四系沉積層由褐黃色、灰綠色、灰色粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂（砂礫、砂姜）及砂、砂礫層組成。根據(jù)其巖性、富水特性等可劃分為上、下兩組，平均厚度分別為38.55m、50.51m，其中下組大體又可分為上、下兩段。如下表所示：

表1 第四系下組分層及砂層厚度

鉆孔資料揭示第四系上組主要巖性為黃褐色、褐黃色夾少量灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂（砂姜）、細(xì)砂及粗砂，中部含少量灰白色鈣質(zhì)結(jié)核，中下部有含較多灰黑色鐵錳結(jié)核。上組厚度在35.55-40.05m間，平均38.55m，含砂層2-5層，平均厚度在6.25m，砂層厚度不大且不穩(wěn)定，較松散，滲透性一般。砂質(zhì)礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石，粘土礦物成分以高嶺石、蒙脫石、伊利石為主。上組含水層直接與大氣降水、地表徑流關(guān)聯(lián)，含水量變化較大。

圖1 微山湖區(qū)第四系下組地層剖面對(duì)比圖

第四系上、下組之間為一層粘土層所隔開，該粘土層層位穩(wěn)定，平均深度在38.55-46.20m間，平均厚度為7.64m，單層厚度大，顏色主要為褐黃色夾少量灰綠色，粘結(jié)性好，可塑性好，可作為上、下組砂層含水層之間理想穩(wěn)定的隔水層。

第四系下組主要巖性為淺灰綠色、黃褐色細(xì)砂、中砂、粗砂、粘土質(zhì)砂、砂質(zhì)粘土、粘土及少量砂礫，底部含較多灰白色鈣質(zhì)結(jié)核，下組含砂層多，厚度較大且較穩(wěn)定，呈松散狀，滲透性好，含水性好。砂質(zhì)礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石，粘土礦物成分以高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石為主。其巖性特征剖面如圖1所示。

根據(jù)巖性及富水性等特征，可大體將下組劃分為上、下兩段，其間為一層相對(duì)較穩(wěn)定的粘土層所間隔，該粘土層平均深度在57.46m，除水2015-1號(hào)孔在有較深外其他都變化較小，平均厚度在3.59m，除水2015-5號(hào)孔因下組厚度較小而不明顯外，在其他四個(gè)孔都可以作為劃分下組上、下段的分界層位，該層粘土呈黃褐色雜少量灰綠色，較厚，粘結(jié)性及可塑性好，較質(zhì)密，隔水性好。

下組上段平均厚度11.26m，含砂層2-6層，砂層平均厚度6.96m。該段砂層層數(shù)不多，但厚度相對(duì)較大，且較穩(wěn)定，呈黃褐色，多含礫石，呈松散狀，滲透好，是第四系的主要含水層段。

下組下段平均厚度31.60m，含砂層4-9層，砂層平均厚度15.51m。該段砂層層數(shù)較多，但厚度較小且層位不穩(wěn)定，下部砂礫層多為鈣質(zhì)結(jié)核及砂姜，透水性較差，多呈灰綠色，較上段砂層致密，滲透性不好，據(jù)抽水試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)顯示該層段水量較小。下段與基巖不整合接觸，基巖風(fēng)氧化嚴(yán)重，多含褐黃色鐵質(zhì)風(fēng)氧化物及礦物條帶，物性極差。

根據(jù)對(duì)水2015-3號(hào)孔的兩次抽水試驗(yàn)結(jié)果比較可以推測(cè)，或者水2015-3號(hào)孔基巖與第四系下組間水力聯(lián)系較弱，或者下組上、下段間粘土隔水層阻隔性較好，使得基巖砂巖層含水量較小，兩種情況都可說(shuō)明第四系下組上、下段粘土隔水層與基巖含水量之間有著明顯的影響關(guān)系，因此分析該粘土層的分布范圍及隔水性能將對(duì)正確評(píng)價(jià)基巖砂巖含水層水力分布有著重要的意義。除水2015-5號(hào)孔外其他孔的上、下段間粘土層層位都較明顯且穩(wěn)定，因此可得出，該粘土層在大部分地區(qū)都較穩(wěn)定且隔水性能較好，總體仍可有效阻隔第四系下組上、下段間砂層含水層之間的水力聯(lián)系，使得下段砂層含水量不會(huì)太大。

3 總結(jié)

微山湖區(qū)第四系主要為沖積相、洪積相粘土、砂、礫石沉積，據(jù)在湖區(qū)施工的5個(gè)鉆孔地質(zhì)資料揭示，第四系沉積層由褐黃色、灰綠色、灰色粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂、砂、砂礫層組成。根據(jù)其巖性、富水特性等可劃分為上、下兩組，下組整體又可分為上、下兩段。其中上、下兩段間粘土隔水層因其隔水性能較好而對(duì)第四系與基巖之間的水力聯(lián)系和含水量有著重要意義。資料顯示該粘土層在大部分地區(qū)較為穩(wěn)定，局部區(qū)域因第四系下組總厚度偏小而不太明顯，但總體仍可有效阻隔第四系下組上、下段間砂層含水層之間的水力聯(lián)系。

［1］劉延欣，李廷，種衍芬，孫守增. 鮑店煤礦第四系下組底部含水層可疏性研究［J］. 山東煤炭科技，2013，2：117~118.

［2］郜普濤，武 斌，徐興海. 微山湖區(qū)第四系下段含水層對(duì)礦井涌水量的影響分析［J］. 中州煤炭，2012，（7）：51~53.

［3］王宗勝，劉延欣，鄭元忠. 兗州礦區(qū)第四系松散物沉積環(huán)境與特征分析［J］. 山東煤炭科技，2014，4：171~173.

［4］宋明春，王沛成. 山東省區(qū)域地質(zhì) [M]. 濟(jì)南：山東省地圖出版社，2003.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-118-1