水文地质工程地质实习报告

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水文地质工程地质实习报告
前言
实习目的和任务
实习过程（实习阶段的划分、踏勘点观测内容）
完成工作量统计（踏勘点数量、统测水位面积、测量井点数量、水质分析数量等）
1、 自然地理及地貌概况
1、1气象、水文
焦作的气候属大陆季风型温暖带半干旱性气候，四季分明。多年平均气温14.9℃，多年平均降水量为594.4mm，年最大降水量为921.6mm(1965年)，年最小降水量为289.4mm（1981年）。降水年内分配不均，多集中在六、七、八月份，三个月降水量约占全年降水量的65%左右。区内河流有丹河、峪河、西石河、三门河，丹河属黄河水系，其余属海河水系。丹河和峪河为常年性河流，其它为季节性河流。
1、2地形与地貌
焦作市区北部为太行山区，南部为黄河、沁河冲洪积平原。全区地形，西北高，东南低。北部山区地面高程200-1790m地形陡峭，河谷深切，岩石裸露，发育地表岩溶景观，地面起伏大。市区及市区南部为山前倾斜平原区，地形略向南、南东倾斜，由北向南逐渐降低，地面标高80-200m。
在长期内外地质营力的互相作用下，形成了山区和冲洪积平原二个一个地貌单元。根据地貌成因和形态特征，山地和冲洪积平原共划分为七个二级地貌单元。分述如下：
（一）山地
1、构造侵蚀中心
分布于市区北部山西境内的晋庙铺、柳树口、夺火一带，山体呈北东向展布，标高1000-1790m，地形陡峭，沟谷深切，似峰林地貌。组成山体岩性以元古界变质岩为主。
2、构造溶蚀低山
分布于寨豁、赵庄、西村、黑龙王庙一线以北，地面标高500-1000m。地形起伏较大，沟谷深切。组成山体岩性多为中奥陶灰岩，地表岩溶发育。有溶隙、溶沟、溶槽及大型溶洞。
3、构造剥蚀丘陵
分布于近山前地带，标高200-500m。山顶呈浑圆状，山坡平缓。地表多出露中奥陶系灰岩和石炭—二叠系砂页岩。
（二）山前倾斜平原
分布于山前一带，由季节性河流堆积而成。由坡洪积斜地、冲洪积扇群、扇（间）前洼地和交接洼地组成。
1、坡洪积斜地
不连续地分布于市区东北部的方庄、薄壁近山前地带，由重力和坡面水流作用堆积而成，粘土、碎石、卵石等组成的坡积物呈倒石堆状或围绕坡麓堆积构成坡积裙，坡积裙相连组成坡积斜地。
2、冲洪积扇
在丹河、西石河、山门河、子房沟、翁涧河等河流的出山口处，间歇性暂时洪流堆积作用形成了一系列冲洪积扇。不同时期，不同河流的洪积扇重叠或相连，呈带状沿太行山前连成一片。组成物质为粉质粘土、粘土、卵砾石等。
3、扇前洼地
分布于铁路线以南至新河间的朱村—于村—墙南—待王一带，为西石河、翁涧河、山门河洪积扇的前缘地带，地形低洼，地面标高95-85m，微向东南倾斜。组成物质以粉质粘土、粉土为主，夹有沙层。
4、交接洼地
分布于新河—大沙河一带，为黄河、沁河的冲积平原和太行山山前冲洪积平原之间的交接洼地，由粉质粘土、粉细砂土组成。地势低洼，地面标高100-90m，微向东南倾斜。
在山前冲洪积平原中上部，分布有十几座煤矿。采煤引起地表下沉变形，地表形成塌陷坑。据调查，焦作矿区有较大的塌陷坑17个，塌陷面积近70km2。
2、区域地层
2、1地层
本区出露有太古界、元古界震旦系、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界石炭—二叠系、中生界三叠系、新生界第三系和第四系。由老至新分述如下：
太古界（Ar）：出露于山区峪河口，薄壁一带，主要岩性为中等程度变质作用形成的片麻岩和混合岩，厚度大于1000m。
震旦系（Z）：分布于山区马鞍石水库一带，与下伏太古界呈角度不整合接触。主要岩性为浅红、紫红色石英砂岩，厚度100-500m,。
寒武系（E）：出露于丹河、峪河等深切河谷中，与下伏震旦系地层平行不整合接触。总厚度300-500m，分下中上三统。下统主要为泥灰岩、泥质灰岩、砖红色页岩和砂岩，中统下部为紫红色页岩、砂岩，中上部为深灰色亮晶灰岩、白云岩，下统是中厚层状结晶白云岩。
奥陶系（O）：山区广泛出露于地表，山前倾斜平原区则隐伏于石炭—二叠系地层之下，与下伏寒武系地层呈整合接触。总厚度500m，分中统、下统。下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细晶白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生界地层之下外，大部分埋藏于石炭系地层之下。是一套碳酸盐地层，厚度约400m。岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。
石炭系（C）：山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生界地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层，厚70-90m。
二叠系（P）：隐伏于山前平原之下。岩性为砂岩、页岩互层，夹可采煤层。厚度为70-120m。
三叠系（T）：未出露。据钻孔揭露，岩性为砂岩、页岩，夹煤层。
第三系（R）：未出露。据钻孔资料，下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是粘土、砂砾石互层。
第四系（Q）：主要分布于山前冲洪积平原区，分中更新统、上更新统和全新统。
中更新统（Qal-pl2）：零星分布于近山前地带。上部为坡洪积成因的粉质粘土和粉土，含碎石及钙质结核：下部为松散卵砾石、含砾粘土和粉质粘土等。厚20-88m。
上更新统（Q3al-pl）：广泛分布于山前倾斜平原上。由冲洪积黄土状粉土、粉质粘土、砂及砂砾石组成，厚5-60m。粉土、粉质粘土中富含钙质结核和小砾石，局部有钙质结核层，柱状节理和大裂隙发育。
全新统（Qal4）：分布于南部黄河和沁河冲积平原上，由浅黄色粉土及砂层组成。厚10-40m。
3、区域构造及新构造运动
1、地质构造
本区广泛发育了燕山运动以来所形成的各种构造形迹，断裂构造尤为发育，多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成由北向南呈阶梯状下降的单斜式构造形式，倾角为10°—20°。区内主要构造体系轮廓有东西向构造，北东向构造和北西向构造。工作区地表多被第四系松散堆积物覆盖，断裂构造以隐伏构造为主。
东西向构造主要包括凤凰岭和盘古寺—新乡断裂，两条断裂规模大，切割深度较大，早、更新世活动较强烈，并对区域型构造格局和地形、地层分布等有一定的控制作用。
凤凰岭断裂沿走向大致分为三段，各段活动略有差异。西石河以西，由近于平行的五条东西向断层组成，断层错断古生界地层，断距小于100m，上新世以来断层落差约为250m，局部见有断裂错段晚上更新世—早中更新地层，表明中更新世前断层曾有过活动。西石河以西至焦作市北，断裂沿山前向东延伸，在地貌上构成山区和平原自然分界。在焦作市以东的平原区，断层隐伏于新生界地层之下。
盘古寺—新乡断裂（焦作段称朱村村断层）是一条规模较大，切割较深的区域性活动断层裂，对全区地形地貌、构造格局和地层厚度都有较强控制作用。断裂分为三段：柏山以西，构成山区与济源盆地的分界线，两侧基岩落差700—1000m，沿断层局部见有破碎带，下盘为古生界地层，上盘早更新世地层被断层错断，中更新世地层无明显变形迹象。有关地质资料证实，该断层活动时代为N2—Q2。自柏山至修武大高村，断裂隐伏于第四系下。大高村东（城东村断裂）断层两侧沉积地层及构造均不同，其南是武陟隆起，其北是修武地堑。据煤田物探资料，该断层自古生界以来具有明显的继承性正断层活动特征，新生界地层最大断距达800m。该断层现在仍在活动，沿断裂也曾记录到一些小地震活动。
北东向断裂是本区最发育的构造，规模较大的断裂有九里山断层、马坊泉断层和薄壁断层，规模较小断裂更多，有三十九号井断层、王封断层、三号井断层、西仓上断层等。这些北东向断层将焦作西部地层切割成地垒和地堑断块，将焦作东部的地层切割成南升北降的阶梯状断块。
九里山断裂为一隐伏正断层，与薄壁断层组成地堑，其间沉积了巨厚的第三系和第四系底层。据有关资料显示，该断层在第三纪晚期和第四纪早更新世活动强烈。薄壁断层是区内的的一条基底断裂，下盘出露太古界、震旦纪和下古生界地层，上盘为上古生界和新生界地层。在晚第三纪时活动比较强烈，近期仍有微弱活动的迹象。1973年10月辉县2级地震和11月修武的2.2级地震与断裂活动有关。
北西向断裂有平陵断层和武陟断裂，断裂规模和活动性都次于其他方向断裂。
2、新构造活动
本区新构造活动比较活跃，主要的表现形式有：（1）差异性升降运动，即山区强烈上升，平原区不断下降。基岩山区由于强烈上升，基岩裸露，沟谷深切，山坡陡峭，河床堆积物很少，河谷断面多呈“V”字型。平原区由于长期下降，相继沉积了中更新统、上更新统，其中上更新统厚度就达500-700m，最厚达1000m以上。现代的地壳变形资料表明，不均匀升降活动仍在继续。（2）老构造继承性活动，近期以来，在新地应力场作用下，区内一些断裂如凤凰岭断层、盘古寺-新乡断层、薄壁断层、九里山断层等均继承性活动或复合型活动，物探、地震、卫星照片等方面的资料均明显地显示出活动迹象。（3）地震活动比较频繁
3、区域地震活动
焦作历史地震活动水平较低，自有地震史料以来，仅有过一次中等强度的地震，即1587年4月10日在35.3N、113.5E的修武县发生的6级地震，震中距离焦作城区约26km，对焦作造成6度烈度的破坏。由于焦作处在河北地震带、汾渭地震带和河淮地震带的交接部位，发生在这些地震带上的中强震，会对焦作市造成一定程度的破坏。根据历史地震资料统计，对焦作造成5度烈度以上破坏的历史地震共有12次，其中造成6度破坏的地震有7次。
区内现今时常发生小地震，自1970至今年，共记录到ML≥3级地震3次，最大的地震为1979年3月20日修武4.0级地震。地震活动与活动断裂有一定联系，1587年修武5.5级地震发生在北东向马坊泉断裂与东西向朱营断裂交汇处，1979年修武4.0级地震发生在盘古寺-新乡断裂与平陵断裂的交汇处。
4 、区域水文地质条件
4.1含水层组级富水性
依据含水介质特征、储水特点、地层年代和含水层富水性，区内含水层可以划分为寒武系——奥陶系灰岩岩溶含水层组、石炭系薄层灰岩岩溶含水层和第四系松散沉积物孔隙水含水层组。
1 寒武—奥陶系灰岩岩溶含水层组
含水层岩性主要为奥陶系中统灰岩和寒武系中统灰岩，总厚900m，岩溶裂隙发育，富含裂隙岩溶水，是本区最富水的含水层。在北部山区成裸露型，山前倾斜平原区掩埋于石炭—二叠和新生界地层之下，成埋藏型。
岩溶发育程度和含水层富水性与岩性、构造、地形、地貌等条件有关。主干断层包括凤凰岭断层带、存断层带、九里山断层带和方庄断层带是岩溶水地底下强径流带和富集带，岩石破碎，岩溶发育，裂隙密集，岩溶水沿这些主干断层富集、运动。凤凰岭断层带上分布着数个大型水源地，其中岗庄水源地，在0.05㎞²的面积上分布有50个水源井，取水量超过1.5m³/s。凤凰岭与朱村断层之间的焦西矿区、凤凰岭断层与九里山断层相交出来的三角形区域即演马、韩王、九里山、古汉山一带，在东西向主干构造控制下，北东向断裂构造发育，造成岩石破碎，岩液发育，并发育有岩溶洞，富水性强，是岩溶水极强富水区，单井出水量大于3000m³/d，最大可达16000 m³/d。处于该区的演马矿、九里山矿、王封矿等均是大型岩溶水充水煤矿，常发生大型岩溶水突水事故。方庄断层和九里山断层相汇处附近即冯营、方庄一带，奥陶系灰岩埋藏深小于500m，岩溶也比较发育，单井出水量1000—3000m³/d，是岩溶水强富集区。朱村断层以南和焦东矿区的凤凰岭断层以南，奥陶系灰岩岩溶含水层深埋于新生界和石炭一二叠系底层之下，岩溶发育微弱，富水性较差，是弱富水区。北部山区奥陶系灰岩出露于地表，岩溶水水位埋深大，岩溶发育程度和富水性具有不均匀性。
2 石炭系薄层灰岩岩溶含水层
石炭系薄层灰岩岩溶水分布于山前冲积平原上的石炭系薄层灰岩中。石炭系有5—11层薄层灰岩。其中第八层灰岩和第二层灰岩分布比较稳定，八灰侯6—10m，二灰4—21m，含裂隙岩溶水。八灰和二灰位于大煤之下，据煤层分别是20m和70m，是煤层底板充水含水层，常造成矿井底板突水。石炭系薄层灰岩地表出露很小，直接接受大气降水入渗补给量非常有限，仅在近山前及九里山、演马矿一带与第四系松散沉积物条带状接触的区域，就受上部第四系孔隙水的流补给。因此，石炭系薄层灰岩是煤层底板的直接充水层，对煤矿生成构成威胁，但供水意义不大。
3 第四系松散沉积物孔隙水含水层组
孔隙水主要分布于山前冲洪积平原区，含水层主要为砂砾石层或中西沙层，顶板埋深为20—40m。受地质、地貌和水文地质条件影响，含水层富水性空间分布不均。
丹河、西石河、山门河等河流的冲洪积扇上，含水层为砂砾石层，厚度20—50m，导水性和渗透性强，补给、径流条件好，富水性强。单井出水量扇体上部大于5000m³/d。扇体中下部为3000—5000m³/d。冲洪积平原的扇间区，含水层为砂、砂砾石，连续性差，常呈透镜体状，厚度为10—15m，导水性和渗透性比较差，单井出水量1000—3000m³/d。山前倾斜平原的前缘区，含水层位上更新统中细砂岩，单层厚度5—10m，富水性差，单井出水量500—1000m³/d。坡洪积裙区，含水层是坡洪积的碎石和砾石，连续性差，多呈透镜状，局部半胶结，富水性最差，单井出水量小于500 m³/d。