灌陽盆地水文地球化學特征簡析

鐘錦清

（廣西壯族自治區(qū)三一〇核地質(zhì)大隊，廣西 桂林 541213）

廣西是我國礦產(chǎn)資源較為富集的地區(qū)之一，自1955年開展勘查工作以來，經(jīng)過廣大地質(zhì)勘查工作者的辛勤勞動，發(fā)現(xiàn)和探明了多種類型的礦化點，提交了所研究礦區(qū)地質(zhì)勘查報告及礦產(chǎn)資源儲量，為我國工業(yè)的發(fā)展提供了必備原料。礦產(chǎn)資源普查找礦的方法有多種，總的可歸為三大類，即地質(zhì)法、地球物理探礦法和地球化學找礦法。水文地球化學找礦法是地球化學找礦法之一；通過研究成礦區(qū)域伴生元素形成的水分散暈和水分散流，研究地球化學規(guī)律和水動力特征，以尋找礦床的形成與破壞規(guī)律。

灌陽盆地位于桂北灌陽縣，灌陽縣目前已發(fā)現(xiàn)礦種有：煤炭、鐵、銅、鉛、鋅、錫、鎢、銻、金、壓電水晶、硫鐵礦、長石、磷礦、高嶺土、方解石、建筑石料用灰?guī)r、水泥用灰?guī)r、等27種，礦床、小礦、零星資源等156處[1]，表明該地區(qū)具有良好的礦產(chǎn)資源開采潛力。本文是以灌陽盆地為研究對象，通過收集前人資料及地下水取樣分析結(jié)果，重新分析地下水的水文地球化學及金屬元素含量特征，分析并總結(jié)了灌陽盆地礦區(qū)水文地質(zhì)條件，為盆地開展下部工作提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

灌陽盆地是夾于海洋山穹窿和都龐嶺短軸背斜之間的斷陷盆地，穹窿及短軸背斜（圖1），侵入了加里東期花崗巖體，而燕山期花崗巖體主要組成都龐嶺巖體之東體。海洋山巖體：占據(jù)海洋山穹窿核部，分主體、補體和脈巖。主體為中至中細粒黑云母二長花崗巖，巖體平均礦物含量為4.5×10-6；補體，礦物特性為中細至細粒黑云母花崗巖。同位素年齡為403Ma～418Ma。都龐嶺巖體：分西體和東體。西體分布于都龐嶺復(fù)式巖體西部，巖性為細中粒黑云母二長花崗巖，礦石同位素年齡為407Ma～422Ma，含量為3～6×10-6。都龐嶺東體，分布巖體東部，呈巖基產(chǎn)出。巖性為中細粒、中粒黑云母花崗巖，礦石同位素年齡174Ma。補體多侵入在都龐嶺東體外圍和西體中，巖性為細粒黑云母花崗巖，白云母同位素年齡168Ma，也屬燕山早期花崗巖體。

圖1 灌陽盆地地質(zhì)構(gòu)造簡圖

在斷陷盆地中沉積有寒武、奧陶、泥盆、石炭及白堊系。寒武系和奧陶系僅出露在地勢較高部位，是加里東期巖體形成時的重熔物源之一。泥盆系占據(jù)整個灌陽盆地，沉積不整合于加里東期花崗巖體或老地層之上。白堊系見下統(tǒng)及上統(tǒng)，分布灌陽向斜核部偏東，沉積不整合于上古生界地層之上，巖性為紫紅色碎屑巖，局部夾泥灰?guī)r，含量為2～5×10-6。

灌陽盆地經(jīng)歷了加里東期、印支期、燕山期三次強烈的褶皺和斷裂活動，而喜山期活動較弱，致使本區(qū)構(gòu)造具多期多階段特點。加里東運動形成海洋山穹窿、灌陽復(fù)向斜的基底和都龐嶺短軸背斜，并伴隨巖漿侵入活動。印支運動形成灌陽復(fù)向斜主體向斜及其次級褶皺和斷裂構(gòu)造。燕山運動以強烈斷裂活動為主，并伴隨巖漿侵入活動。

2 盆地水文地質(zhì)條件

灌陽盆地處于全州-灌陽復(fù)向斜峰叢谷地一級水文地質(zhì)單元區(qū)之南端，屬次一級水文地質(zhì)單元即灌陽承壓水（斷陷）盆地。它位于觀音閣殼內(nèi)斷裂構(gòu)造帶之上盤（F1、F2、F3、F4北東向斷裂帶組上盤）。地貌上處在海洋山、都龐嶺兩大巖體構(gòu)成的中-低山區(qū)及其夾持的低洼谷地--灌江河谷地。灌江河由西南角進入盆地，向北穿越山嶺流入湘江。

灌陽盆地是承壓水（斷陷）盆地，地下水補給、徑流、排泄條件發(fā)育完好。盆地西南側(cè)中低山區(qū)，是地表水、地下水的補給區(qū)。各類地下水在周邊中-低山區(qū)接受補給，或從側(cè)旁向河谷地帶匯集、或向深部循環(huán)運移，最終匯集灌江河河谷區(qū)，它既是地表水、地下水匯集區(qū)，也是淺層水和深層水（斷裂構(gòu)造）、無壓水和承壓水、古今冷水和溫水循環(huán)交替的特殊減壓排泄區(qū)。

盆地水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，地下水發(fā)育，水量豐富（多個大水量的深部水順河谷斷裂構(gòu)造帶（組），呈上升泉群出露（最大流量55.0L/s～86.0L/s），動態(tài)穩(wěn)定。灌江河河谷屬多組構(gòu)造切割的斷陷谷，河谷區(qū)被剝蝕、侵蝕類堆積物及紅層覆蓋。盆地地下水具明顯的承壓性，且深部地下水（含水帶）承壓性強于淺部地下水（含水帶）之承壓性，為深部地下水及其所攜帶的放射性水化找礦信息出露地表，提供了水文地質(zhì)、深循環(huán)水動力條件；盆地地下水類型主要為花崗巖風化裂隙水、斷裂帶構(gòu)造裂隙水以及盆地內(nèi)石炭、泥盆系碳酸鹽巖巖溶水、“白堊系紅盆”砂礫巖孔隙-裂隙水和第四系砂礫石孔隙水等。

盆地東南側(cè)至少有兩處礦化異常區(qū)域，顯示地下水異常場于盆地深部廣泛存在，為在盆地尋找深部礦產(chǎn)資源方面提供了多方面水文地球化學找礦信息。

3 水樣采集和分析測試

本次水樣分析結(jié)果采用了中南地勘局三一〇大隊（現(xiàn)廣西三一〇核地質(zhì)大隊）在灌陽縣新街-西山地區(qū)放射性水化普查項目中所取的280個樣品的結(jié)果，取樣布線是根據(jù)山區(qū)沿溝谷進行，平坦丘陵區(qū)垂直構(gòu)造、地層的走向進行。取樣密度為3.44個/km2，地下水占取樣總數(shù)的54.6%，礦區(qū)地下水的賦存情況分析使用3650A紫外熒光儀進行，分析樣品均采用了密碼檢查和外檢相結(jié)合的方法。

4 水文地球化學特征

4.1 水化學特征

本區(qū)氣候溫暖、潮濕多雨，屬中低山丘陵地區(qū)，地下水化學成份與該區(qū)氣候、地形地貌、巖性等因素有關(guān)。隨著地層特性的改變，地下水中陰陽離子、礦化度、pH值都有不同程度的變化，地下水水質(zhì)類型與巖性關(guān)系更密切，幾乎是不同的礦物特性就有不同的水質(zhì)類型。地下水礦化度除與地形地貌有關(guān)外，也受地下水的徑流條件和溶濾作用強弱的影響，具有逐漸過渡性。而水中pH值則與巖性、水質(zhì)類型有關(guān)，它具有分帶性。

根據(jù)對盆地280個取樣點的水化學成分分析測試表明，灌陽盆地最低洼部位為礦化度最高地段，一般為0.3g/l～0.5g/l，pH值6.5～7.8，地下水水質(zhì)類型為HCO-3-Ca·Na型。從盆地低洼地段到盆地東、西兩側(cè)，巖性由亞砂土、亞粘土、灰?guī)r過渡到花崗巖，地形緩變陡，地下水水力坡度增大，徑流速度快，水與礦石作用短，再加上花崗巖堅硬，溶濾作用不明顯，以至于地下水礦化度一般較小，在0.03g/l～0.015g/l之間。在花崗巖地區(qū)，水質(zhì)類型一般為HCO-3-Na型，pH值在5.9-6.5之間，呈弱酸型反應(yīng)。

4.2 礦區(qū)水文地球化學特征

灌陽盆地地下水中異常水暈展布多受北東、北西向等構(gòu)造帶控制，多種金屬元素演化過程和運移方向之差異，是上游山區(qū)（或補給區(qū)）深部和盆地深部存在礦化信息的反映。

河谷區(qū)是灌陽盆地地下水匯集區(qū)，也是古今地下冷熱水減壓排泄成礦區(qū)的主要部分，河谷區(qū)地下水金屬元素含量為1.04μg/L～3.9μg/L，最高10.4μg/L。灌江河河谷與龍水河谷一樣，是灌陽盆地深部礦化信息顯露部位。此外，在灌陽盆地西南側(cè)都龐嶺巖體內(nèi)接觸帶所組成的中低山區(qū)，為地下水的補給區(qū)，氡異常水暈或水中氡的高“移（滑）動平均等值線”展布在該地，等值線圈受多組構(gòu)造（近東西向、近南北向、北東向、北西向等構(gòu)造帶）控制，最主要受北東向構(gòu)造帶組（F1、F2、F3、F4）控制；而對應(yīng)滯留在低凹的河谷區(qū)為成礦異常區(qū)。

5 結(jié)論

綜合上述，可以得到以下認識：

（1）灌陽盆地礦產(chǎn)資源比較豐富。該區(qū)加里東期巖體、中上泥盆統(tǒng)層位，可為成礦時提供部分物源，重要的是還有燕山早期巖體的主物源供給。

（2）為區(qū)域性殼內(nèi)大斷裂夾持（NE向和近EW向），且為花崗巖隆起間的斷陷盆地；其中區(qū)內(nèi)大斷裂（NE向）帶組的主導(dǎo)斷裂（F2），不僅與區(qū)域內(nèi)成礦關(guān)系密切，且下盤均出現(xiàn)了水文地質(zhì)異常。