宁波盆第四系含水层淡水体成因研究

论文摘要

宁波盆地是一个以侏罗系-白垩系火山-沉积岩为基岩盆底的断陷盆地,自中更新世开始堆积了一套复杂的冲积、冲湖积、海积和冲海积地层。由于晚更新世和全新世的几次大规模海侵,宁波盆地的地下水大多已经咸化。宁波盆地中更新统和上更新统的冲积含水层中,保留了一部分的淡水透镜体。本文在充分了解和分析宁波盆地地质条件和水文地质条件的基础上,通过资料的收集、分析,重点研究了第四系下隐伏断层的性质及其与含水层的关系。设计了共25个深部承压水采样点,于2017年11月与2018年5月进行了两次深部承压水的采样,并对样品进行了同位素(2H、18O、3H、14C、222Rn)以及常规水化学离子的测试,通过离子相关性分析法、离子比例系数分析法、同位素水文地质学方法等多种方法,对研究区深部承压淡水体的来源与演化进行了研究。主要研究内容和成果如下:（1）总结了宁波盆地第四系的沉积环境与演化过程,利用研究区丰富的钻孔和剖面图资料,建立了宁波盆地第四系地层的三维地质结构模型。结合区域地质构造背景、地应力场演化、隐伏断层性质以及地下水动力场演化,推测了宁波盆地深部承压淡水体的成因,在前人对此认识的基础上,提出了新的可能存在的补给源。认为,承压含水层保留了一部分的更新世陆源淡水,且同时存在现代水补给。现代大气降水在隐伏断层的露头区域进入其中,在水力梯度的驱使下,从山区向平原中心区运移。在平原区的深部承压水被开采后,断层中的裂隙水向上运移,自下而上补给深部承压水。（2）水化学、同位素测试结果显示,[Cl]/[Br]与Na/Cl比值随TDS升高趋近于标准海水值,且Cl-浓度、δ18O值均与TDS存在良好的相关关系,表明深部承压水的咸化机制主要为与海水之间的混合效应。样品的δ2H、δ18O值明显小于现代大气降水,向上偏离当地大气降水线,多数14C样品的年龄大于10ka.B.P,表明深部承压水保留了较多的更新世古水成分,并存在来自其他地区的补给源。多数样品的3H浓度大于1TU,表明深部承压水受到了1952年之后的大气降水补给。（3）采用古水-海水的二元混合模型,可以对大部分水样做出合理的解释,但对于少部分水样,采用不同指标得出的计算结果相差较大。将研究区上游山间沟谷区的地表水作为端元3,利用三端元混合模型重新计算,结果吻合较好。2H、18O、14C、222Rn及TDS数据关系密切,222Rn浓度变化较大的水样,其14C年龄往往偏小,其中部分水样的2H、18O、TDS值亦变化明显,表明了这些采样井处的地下水在半年之内发生了较快的运动。这些采样井基本都位于隐伏断层附近,表明隐伏断层与地下水的快速运动特征密切相关。上述结果基本证实了基岩裂隙水补给深部承压水的推测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 沿海地区地下水补、径、排条件研究现状
•     1.2.2 沿海地区地下水成因与演化机理研究现状
•     1.2.3 断裂构造对地下水控制作用研究现状
•   1.3 研究区以往研究程度
•   1.4 研究内容及技术路线
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 技术路线
•     1.4.3 主要创新点
• 2 研究区概况
•   2.1 研究区范围及地理位置
•   2.2 自然地理概况
•     2.2.1 地形、地貌条件
•     2.2.2 气象、水文条件
•   2.3 地质概况
•     2.3.1 前第四纪地质
•     2.3.2 地质构造
•     2.3.3 第四纪地质
•   2.4 水文地质概况
•     2.4.1 地下水赋存条件及含水层组划分
•     2.4.2 承压淡水体分布范围的确定
•     2.4.3 地下水补径排条件
•   2.5 地下水开发利用历史与现状
•     2.5.1 地下水开发利用历史
•     2.5.2 地下水开发利用现状
• 3 宁波盆地第四系地层三维地质建模研究
•   3.1 宁波盆地第四纪沉积环境与演化
•     3.1.1 中更新世以前
•     3.1.2 中更新世
•     3.1.3 晚更新世
•     3.1.4 全新世
•     3.1.5 总体地层框架
•   3.2 宁波盆地第四系地层三维地质建模
•     3.2.1 钻孔资料整理
•     3.2.2 数据调整
•     3.2.3 三维地质模型建立
•     3.2.4 三维地质建模成果
• 4 水文地质条件分析法研究深部淡水体成因
•   4.1 区域大地构造背景和地应力场演化
•   4.2 隐伏断层的性质
•   4.3 地下水动力场演化规律
•   4.4 古河道与隐伏断层的关系
•   4.5 海侵造成的咸、淡水混合
•   4.6 断层补给理论的提出
• 5 水化学、同位素方法研究深部淡水体成因
•   5.1 水样的采集与测试
•     5.1.1 水样采集方案
•     5.1.2 采集与测试方法
•   5.2 水样测试结果
•     5.2.1 TDS和主要离子
•     5.2.2 氢氧稳定同位素
• 14C年龄'>    5.2.3¹⁴C年龄
•     5.2.4 氚
•     5.2.5 氡
•   5.3 分析与讨论
•     5.3.1 多元线性混合模型
•     5.3.2 机制一：更新世陆源淡水与全新世海水的混合
•     5.3.3 机制二：现代水通过隐伏断层补给承压水
•   5.4 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 附录
•   A.作者在攻读学位期间发表的学术论文以及专利
•   B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
•   C.学位论文数据集
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曹汉

导师: 赵瑜

关键词: 第四系,地下水,淡水透镜体,隐伏断层,同位素水化学

来源: 重庆大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 重庆大学

分类号: P641.11

总页数: 105

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