复杂构造井田含水层特征及其水力联系辨识

摘要

山西宁武北辛窑井田开采范围内发育5组含水层,加之复杂断裂构造导致各含水层水力联系不清,在巷道掘进过程中很难判断涌水源,进而无法针对性的提出防治水措施。基于此,综合利用氢氧同位素、氚同位素和;C同位素的示踪特性,结合常规水化学离子特征、微量元素(以F;为主)测试技术分析了各含水层的水力联系。厘定了北辛窑井田各含水层的水质特征及水力联系,构建了复杂水文地质条件下多层含水层水力联系的综合判别方法。建立了3种识别图版:常规水化学组分的Piper和Durov识别图版以及氘氚同位素识别图版,可实现含水层水源快速识别。氢氧同位素分析得出石盒子组与新生界含水层有水力联系,奥陶系含水层与太原组、山西组有水力联系;氚同位素示踪可确定石盒子组含水层与新生界含水层的地下水存在水力联系,太原组与山西组、太原组与奥陶系含水层有水力联系;C同位素示踪表明石盒子组含水层与新生界存在水力联系,山西组、太原组、奥陶系含水层3者间相互混合。结合常规水化学离子和微量元素特征最终确定山西宁武北辛窑井田内奥灰水与太原组、山西组地下水存在水力联系,奥灰水越流补给其上2个含水层;新生界与石盒子组存在水力联系,并补给石盒子组含水层。