临沂地区寒武奥陶系含水特征及找水应注意的问题

    何万双+邓宏文

    摘要：临沂地区多山地，山区地下水资源匮乏，多数乡村靠天吃饭，如遇干旱少雨，居民生产和生活用水困难，结合我部在2011年在该地区打井抗旱的实地情况，本文对临沂地区寒武系、奥陶系地层的含水特征进行分析。

    临沂地区地层分区属华北地层区鲁西分区，本区寒武系发育齐全。寒武系、奥陶系地层在临沂地区分布范围比较广泛，在本次抗旱找水打井的蒙阴、沂南、平邑等地均有分布，虽分布面积相对比较小，约占该区山区面积的20%左右，但却是当地工农业用水及人畜饮水的主要开采含水层组。

    一 寒武系地层

    寒武系地层包括下寒武统、中寒武统和上寒武统。本区下寒武统由下至上分为馒头组和毛庄组。本区中寒武统由下至上分为徐庄级和张夏组。本区上寒武统由下至上分为崮山组、长山组和凤山组。

    二 奥陶系地层

    奥陶系地层包括下奥陶统和中奥陶统。

    按山东省地质志地层划方法，分本区下奥陶统自下而上分为纸坊庄组、东黄山组、北奄庄组、土峪组、五阳山组五个组，其中纸坊组又分为上下两个层段。本区中奥陶统自下而上分为阁庄组和八陡组。

    三 寒武系岩层含水特征

    寒武系主要由石灰岩、白云岩、泥灰岩夹砂岩、页岩组成，赋存地下水类型为碳酸盐岩夹碎屑岩类裂隙岩溶水。根据其岩性及富水特征还可进一步细分为三个含水岩组：下寒武统馒头组，中寒武统张夏组，上寒武统固山、长山、凤山组。而毛庄组、徐庄组等其它组段地层主要由砂页岩组成，从而构成相对隔水层组。

    （一）下寒武统馒头组含水特征：馒头组地层岩性主要以白云岩、灰岩为主，区域含水性好，特别中下部含水相对比较丰富。此次抗旱我部在蒙阴县的岱崮镇、坦埠镇和旧寨乡等地所打的30多眼井，大多数含水岩组都是馒头组。在该地区一般只要在区域水位以下有馒头组中下部灰岩含水岩组，并达到一定厚度，其水井水量大都可达到20吨/时以上。

    （二）中寒武统张夏组含水特征：张夏组的厚层鲕状灰岩段岩溶比较发育，含水性好，是本区富水性比较好区域含水层组之一，但含水的均匀性不如馒头组好，富水性受构造断裂控制比较明显，如蒙阴县坦埠镇诸夏村井和旧寨乡九峪子村井，井位均布在断层附近，两井井深分别为109米和80米，水量分别为40吨/时和60吨/时。本区张夏组灰岩大部分出露位置较高，多形成山顶，当地人称为崮，是一种独特地貌景观。

    （三）上寒武统含水特征：上寒武统固山组、长山组、凤山组地层岩性主要由薄层泥质灰岩、竹叶状灰岩组成，裂隙岩溶发育较差，区域富水性相对较差，但在断裂破碎带附近布井水量较大。如蒙阴县旧寨乡八里庙村村中旧机井即布在断层附近，井深90米，水量达40吨/时。在上寒武系布井时，一定要找断层和裂隙发育带，否则一般水量很小甚至无水。

    四 奥陶系岩层含水特征

    本区奥陶系主要石灰岩、白云岩组成，赋存地下类型为碳酸盐岩类裂隙岩溶水，奥陶系中下统碳酸盐岩类含水岩组是本区最富水的含水岩组，单井泉涌水量最大可达每昼夜数千立方米。

    本次抗旱僅在蒙阴县就有40多眼井开采含水层为奥陶系岩溶水含水岩组，从这些井钻井实践看，本区奥陶系岩层含水特征主要有以下几个：

    一是奥陶系灰岩白云岩岩溶水分布十分不均匀，其富水性主要受地质构造控制。地下水主要富集在裂隙岩溶发育带，如各种断层带及其影响带、各种裂隙密集带、与侵入岩体的接触带、与非可溶岩层接触带，以及背斜核部等构造张裂密集发育带等。而在裂隙岩溶发育差的地域，富水性极差。如在蒙阴县大常路镇薛家官庄村，先后在该村布井3眼，前两眼井井深160—190之间，水量仅3—5吨/时，而第三眼井正打在裂隙岩溶发育带上，水量达60吨/时，水量相差十几倍。

    二是从各组段岩层富水性上看，中奥陶统各组段要比下奥陶统各组段富水性好。中奥陶统特别是上部灰岩白云岩由沉积间断出露地表遭受长期剥蚀，岩溶比较发育，富水性好。如蒙阴县大常路镇于洼村井，即位于奥陶系中统上部灰岩分布区，井深80米，水量为30吨/时。另外奥陶系中统顶部与石炭系或侏罗系接触带附近灰岩裂隙岩溶发育，富水性较好，打井成功率高，并且在河谷低洼地带还有岩溶大泉出露，如蒙阴县大常路镇南泉村岩溶大泉，泉流量达100吨/时以上，目前是附近多个村庄的集中供水水源，泉水流量比较稳定。

    三是分布在地势低洼汇水条件好的排泄区的奥陶系灰岩分布区岩溶发育相对比较均匀，区域含水性比较好，水量也比较丰富。如蒙阴县垛庄镇、界牌镇、桃虚镇和沂南县的沂南—砖埠子（为灰岩隐伏区）等地区大部分位于奥陶系灰岩岩溶水排泄区，所打的井水量大都在30吨/时以上，大的可达100吨/时。如垛庄镇后里村井，井深84米，水量为100吨/时。在岩溶水排泄区打井成功率较高。

    四是分布在地势较高的补给区和径流区的奥陶系灰岩白云岩，岩溶发育极为不均匀，含水性受构造控制更为明显，在构造断裂带附近岩溶发育，富水性好，其它地域则岩溶发育差，含水贫乏。如蒙阴县联城镇小山口村即位于奥陶系灰岩补给区，历史上长期缺水，当地井队先后打了3眼深井都能未出水，我部经过祥细勘察，将井位布在一条断层旁侧，成井深度110米，水量达30吨/时，解决了该村祖祖辈辈吃水难问题。因此，在奥陶系灰岩补给径流区，必须寻找裂隙岩溶发育带方可布井。

    在奥陶系岩溶水分布区布井时，要首先寻找裂隙岩溶发育带，其次要考虑岩溶比较发育的排泄区，第三还考虑地层组段岩性特点。

    结束语：本区寒武系包括三个裂隙岩溶水含水岩组，其中以下寒武统馒头组含岩组区域含水性最好，打井成率最高；中寒武统以张夏组鲕状灰岩层段含水性最好，且富水性主要受构造制；上寒武统固山、长山、凤山组灰岩白云岩含水岩组富水性最差，且富水性受构造控制明显。

    奥陶系裂隙岩溶水含水岩组是本区最富水的含水岩组，其中以中奥陶统上部富水性最好，下奥陶统中上段要比下段富水性好；地处地形低洼的排泄区要比地势较高的补给径流区富水性好。奥陶系灰岩裂隙岩溶水分布十分不均匀。