滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响

黄胜东, 赵龙, 黄贵任, 陈积普, 王宇. 滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响——以楚雄谢家河河谷为例[J]. 中国岩溶, 2022, 41(4): 610-622. doi: 10.11932/karst20220409
引用本文: 黄胜东, 赵龙, 黄贵任, 陈积普, 王宇. 滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响——以楚雄谢家河河谷为例[J]. 中国岩溶, 2022, 41(4): 610-622. doi: 10.11932/karst20220409
HUANG Shengdong, ZHAO Long, HUANG Guiren, CHEN Jipu, WANG Yu. Dissolution characteristics of gypsum salt in the red beds of central Yunnan Province and their effects on groundwater quality: A case study of Xiejiahe valley in Chuxiong City[J]. Carsologica Sinica, 2022, 41(4): 610-622. doi: 10.11932/karst20220409
Citation: HUANG Shengdong, ZHAO Long, HUANG Guiren, CHEN Jipu, WANG Yu. Dissolution characteristics of gypsum salt in the red beds of central Yunnan Province and their effects on groundwater quality: A case study of Xiejiahe valley in Chuxiong City[J]. Carsologica Sinica, 2022, 41(4): 610-622. doi: 10.11932/karst20220409

滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响

  • 基金项目: “十四五”国家地下水环境质量考核项目:国家及省级污染防治专项资金(JSKTC-20210102) (合同编号:4532300HT202100029)
详细信息
    作者简介: 黄胜东(1978-),男,高级工程师,主要从事水工环地质勘查研究。E-mail: 470605182@qq.com
    通讯作者: 陈积普(1981-),男,博士,讲师,主要从事工程地质方面的教学与科研工作。E-mail: cip836@163.com
  • 中图分类号: P642.25

Dissolution characteristics of gypsum salt in the red beds of central Yunnan Province and their effects on groundwater quality: A case study of Xiejiahe valley in Chuxiong City

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  • 滇中红层多含有石膏、岩盐等可溶盐矿物,在可溶盐富集地段,地下水往往表现为咸水或微咸水而不适宜饮用。文章以楚雄市谢家河河谷为例,基于钻探、物探、测井、水质分析等综合勘察资料,研究红层膏盐在地下水循环中的溶蚀特征并分析膏盐溶蚀对水质的影响。结果表明:膏盐溶蚀形式主要为散点状膏盐的溶蚀孔洞和裂隙状石膏的溶蚀裂隙,溶蚀强度主要受控于含水介质孔隙发育程度和地下水循环速度;浅层地下水循环速度快,虽可溶盐溶蚀强烈,但对地下水水质影响较弱,水质超标面较小;深层地下水循环速度慢,可溶盐溶蚀后富集于深层承压含水层中,导致地下水水质超标面大;断裂及其影响带导水造成深层承压水向浅层地下水越流,导致浅层地下水水质变差。

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  • 图 1  云南红层分布及谢家河河谷位置(据文献[11])

    Figure 1. 

    图 2  研究区水文地质略图

    Figure 2. 

    图 3  研究区地下水循环示意图

    Figure 3. 

    图 4  钻孔K1、K2和K19岩芯中的裂隙状石膏

    Figure 4. 

    图 5  研究区K1g2地层裂隙石膏分布示意图

    Figure 5. 

    图 6  研究区红层中膏盐溶蚀特征

    Figure 6. 

    图 7  钻孔揭露溶蚀孔洞发育深度

    Figure 7. 

    图 8  研究区钻孔水质情况对比

    Figure 8. 

    表 1  研究区水样δ34S值与 ${\rm{SO}}_4^{2 - }$ 浓度

    Table 1.  δ34S and ${\rm{SO}}_4^{2 - }$ concentrations of water samples in the study area

    样品编号 采样位置 δ34SV-CDT值/‰ /mg·L−1 样品编号 采样位置 δ34SV-CDT值/‰ /mg·L−1
    1 K8孔
    (118.0~150.6 m)
    26.9 1 914.3 9 K13孔
    (10~90 m)
    25.0 2 218.2
    2 监测井
    (93 m段)
    26.8 4 578.0 10 K17孔
    (57~91 m)
    13.5 2.1
    3 K7孔
    (61.5~98.3 m)
    −1.5 4.8 11 K20钻孔
    (0~94 m)
    / 0
    4 K16孔
    (43.4~73.0 m)
    −1.3 6.0 12 K2钻孔
    (93~150 m)
    26.6 3 356.5
    5 K6孔
    (77.6~121.3 m)
    26.4 745.7 13 K9钻孔
    (0~85 m)
    / 12.3
    6 K1孔
    (69.0~121.1 m)
    30.0 540.2 14 K6北东200 m
    院内机井
    / 0.5
    7 K14孔
    (48.0~67.0 m)
    −8.7 17.7 15 K10钻孔 25.0 123.4
    8 K11孔
    (65.0~76.6 m)
    23.8 925.2 16 K19钻孔
    (12~91 m)
    24.3 645.2
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    表 2  石膏充填部位含水层特征与硫酸盐含量动态

    Table 2.  Aquifer characteristics and sulfate content dynamics of gypsum filling sit

    充填位置 充填率 充填段含水情况 孔段硫酸盐含量动态 备注
    孔段/m 时间/月.日 硫酸盐/mg·L−1
    K1(110~121 m) 4.5% 岩芯段裂隙碎裂岩胶结、石膏充填,
    地下水径流弱
    69~95 8.12 540.2
    109~121 8.22 648.0
    50~121 9.20 596.8 孔组抽水后
    K2(130~142 m) 3.3% 岩芯段破碎,裂隙发育,部分无充填
    裂隙含水,地下水径流活动稍强
    65~93 8.12 2 480.1
    93~151 8.30 3 356.5
    93~151 11.10 2 225.0 孔组抽水后
    K19(69~96 m) 8.6% 岩芯段裂隙泥质胶结、方解石
    石膏充填,含水贫乏
    59~90 10.11 645.2
    14~90 11.28 738.0
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    表 3  研究区钻孔水样TDS和 ${\rm{SO}}_4^{2 - }$ 浓度统计

    Table 3.  Statistics on TDS and ${\rm{SO}}_4^{2 - }$ concentrations of borehole water samples in the study area

    钻孔 取样
    深度/m
    TDS/
    mg·L−1
    /
    mg·L−1
    地层
    描述
    钻孔 取样
    深度/m
    TDS/
    mg·L−1
    /
    mg·L−1
    地层
    描述
    K1 0~69 1 018.0 460.9 揭露断层破碎带和裂隙状石膏,高丰寺组上段 K9 0~18 228.0 17.5 监测井南西侧山脚,普昌河下段,膏盐假晶
    69~95 1 181.0 540.2 18~84 221.0 12.7
    95~121 1 205.0 596.8 K10 0~10 518.0 125.6 F8-1附近,上部第四系,下部高丰寺风化层
    K2 0~67 484.5 96.8 揭露断层破碎带和裂隙状石膏,高丰寺组上段 15~120 492.0 126.7
    67~93 4 100.5 2 480.1 K11 0~65 187.5 59.6 蔡家冲水库北西角,高丰寺上段,揭露断层
    93~150 5626.5 3 356.5 65~87 1 544.0 951.0
    K4 5~11 444.0 184.4 上部为第四系,下部高丰寺上段 K13 0~15 196.0 14.9 蔡家冲水库北西角,普昌河下段,揭露断层
    K5 0~51 316.5 29.9 上部第四系,下部为普昌河下段,膏盐假晶 15~90 3 275.5 2 218.2
    51~80 311.0 44.1 90~129 3 431.0 2 267.0
    K6 0~50 205.5 14.2 研究区中段北东侧山坡,高丰寺上段,底部揭露石膏和破碎带 K14 0~22 142.0 6.4 研究区中段断层F8-2附近,高丰寺上段
    50~78 268.0 80.3 29~67 165.0 6.2
    78~121 1 285.0 811.7 67~120 182.5 17.5
    K7 0~61 213.0 0.3 上部第四系,下部为普昌河下段,膏盐假晶 K16 0~73 179.0 6.1 上部为普昌河下段,下部为高丰寺上段
    61~104 201.0 6.6 73~97 178.5 5.5
    K8 0~30 220.5 17.4 高丰寺上段,断裂带岩体破碎,揭露石膏 K17 0~57 89.0 2.1 河谷下游,上部第四系,下部高丰寺组上段
    30~91 294.5 51.6 57~91 142.0 6.4
    91~118 3 016.0 1 685.8 K19 0~12 903.0 336.7 河谷下游F8-1附近,裂隙状石膏揭露
    118~140 3 057.0 1 914.3 12~90 1 435.0 738.0
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出版历程
收稿日期:  2022-02-25
刊出日期:  2022-08-25

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