摘要
贵州西部山高坡陡,地形强烈切割,浅层地下水的赋存和富集条件差,加之区内煤炭资源丰富,煤炭资源的开采和加工严重污染水环境,致使区内工程性缺水和水质性缺水问题严重。茅口组石灰岩地层分布广泛,岩溶发育强烈,岩溶地下水丰富,且上覆致密岩层峨眉山玄武岩的存在,阻断了龙潭组煤层与茅口组的水力联系,故其水质较好,是区内理想的水源。因此,本文以贵州西部威宁-水城-关岭-贞丰一线以西为研究区,采用野外现场剖面的测量、取样、室内测试等手段,利用单因素方差分析、多变量判别、数理统计等方法,从宏观和微观两个方面探讨了岩溶发育的特征,分析了岩溶发育的受控因素;从岩溶地下水系统的类型、地下水的循环特征、地下水赋存的均匀性特征、地下水富水性等方面探讨了赋水性特征。通过系统的分析与研究,得出主要成果如下:(1)宏观面岩溶发育率为3.8%-33.7%,岩溶地貌个体形态发育密度为0.0068-0.0789个/km~2,构造发育程度和钻孔岩溶发育为中部最强,北部和南部次之,且宏观岩溶发育强度顺序为:中部>北部>南部,西部>东部;垂向上茅口组灰岩岩溶发育的有效深度为茅口组顶部50m范围,溶蚀裂隙、溶孔、溶洞发育,且断裂构造带附近岩溶发育程度比其它地带高。(2)研究区茅口组灰岩以粒屑结构为主,填隙物主要为亮晶和泥晶方解石,平均粒基比为0.92-3.55,平均孔隙度为0.88%-1.08%,平均渗透率为0.009-0.016 m D;微观溶蚀形态主要为晶内溶孔、粒间溶孔、溶蚀裂缝,岩溶发育分形指数为1.023-1.299,微观面岩溶发育率在1.85%-4.01%之间,且微观岩溶发育强度顺序为:中部>北部>南部,西部>东部;(3)影响茅口组灰岩化学溶蚀的关键地球化学元素及影响程度大小依次为Ca>Si>Fe>Al>Mg>O>C。构建的厘定茅口组灰岩岩溶化程度的化学溶蚀指标为CHI=-16.937×ln(Ca)-5.675×ln(Mg)-4.925×ln(Si)+3.025×ln(Al)+1240×ln(Fe)-43.308。(4)研究区地下水系统地质结构类型主要分为岩溶带+玄武岩盖层、岩溶带+硅质岩盖层、岩溶带+碎屑岩盖层三种组合类型。地下水系统主要划分为“岩溶带似层状地下水系统”和“构造控水型地下水系统”两类,并分析了这两类地下水系统的补径排及均匀性特征。(5)通过统计茅口组地层出露的泉点、地下河、井的流量,利用克里金插值法绘制了富水性分布图。通过评价得出研究区中部富水性好,北部一般,南部差;西部富水性好,东部一般,区内富水性在空间上具有不均匀性。根据岩溶发育和富水性特征将研究区地下水赋存区段划分为晴隆-兴仁一线以北有利区和晴隆-兴仁一线以南不利区。