柳江盆地实习指导书

柳江盆地

水文地质专业实习指导书

（内部试用）

中国地质大学（北京）

水资源环境学院

前言 (1)

第一章柳江盆地概况 (2)

第一节自然地理概况 (2)

1．地理位置 (2)

2．气象、水文 (3)

3．人文景观、地质公园 (3)

4．经济人口 (4)

第二节地质概况 (4)

1．地貌 (4)

2．地层 (4)

3．构造 (7)

3．地质构造发展简史 (9)

第二章水文地质现象认识实习 (10)

第一节教学目的及内容 (10)

第二节阶地与河谷孔隙潜水认识实习 (10)

第三节裂隙岩溶水认识实习 (11)

1．亮甲山裂隙岩溶水认识实习 (11)

2．东部落府君山组裂隙岩溶水形成条件 (11)

3．潘庄寒武系张夏组灰岩裂隙岩溶水成因分析 (12)

第四节风化裂隙水认识实习 (13)

第五节泉水调查及成因分析 (13)

1．潮水峪凤山组泥质砾屑灰岩裂隙水赋存条件分析 (13)

2．408医院断裂构造低温热水温泉的成因 (14)

第六节柳江盆地水文地质 (15)

第七节备选水文地质观察路线 (15)

第三章水文地质测绘方法实习 (17)

第一节水文地质测绘的一般规定 (17)

第二节水文地质测绘工作方法 (18)

第三节水文地质测绘基本训练 (20)

第四节实习区水文地质测绘要求 (22)

第五节水文地质测绘实习 (24)

第四章水文地质编图及水文地质报告编写 (25)

第一节编绘综合水文地质图 (25)

补充阅读材料：综合水文地质图编图方法 (26)

第二节编写水文地质报告 (31)

补充阅读材料 (33)

前言

水文与水资源工程专业是实践性很强的专业，三年级的专业教学实习是本科教学中最重要的实践教学环节。为突出我校“水文与水资源工程”专业在地下水方面的优势和特色，我院选定秦皇岛柳江盆地作为水文地质专业实习基地，着重培养本科生的野外工作能力和水文地质分析方法。实习分四个阶段进行：○1准备阶段：准备实习用具、熟悉实习地区的地质及水文地质资料；○2路线教学实习阶段：认识水文地质现象、学习水文地质分析方法；○3水文地质填图实习阶段：学习水文地质测量方法，分析填图区地下水补给、汇集和溢出条件，确定地下水类型及其富水性的空间分布；○4编写实习报告阶段：编制水文地质图件，编写实习报告。通过水文地质教学实习，培养学生的水文地质读图能力、水文地质现象认识和分析能力、区域水文地质条件综合分析能力、水文地质图和报告的编制能力。实习过程中，适当引入GPS、GIS和RS技术，使学生了解现代技术方法在水文地质工作中的应用。

中国地质大学水资源与环境学院于1999年开始招收水文与水资源工程专业本科生，于2002年7月首次到秦皇岛柳江盆地进行水文地质专业实习。为了保证实习工作顺利进行及建立我院水文地质专业实习基地，2002年5月曹文炳和当时的硕士生李志明两位同志到秦皇岛柳江盆地进行了实地考察和实习准备工作。考察中得到吉林大学曹建峰教授的大力帮助。曹建峰教授详细地介绍了柳江盆地各水文地质观测点的情况，并提供了他们累积的实习资料。2002年专业教学实习开始的前一周，水资源与环境学院的从事水文地质专业的教师到柳江盆地进行集体备课，商定实习内容和实习路线，并将原定的石门寨水文地质填图区调整到黄土营－东部落水文地质填图区。黄土营－东部落水文地质填图区位于柳江向斜东翼，是柳江盆地二级水文地质单元，水文地质结构清晰，水文地质现象小而全，张岩子－东部落标准地层剖面贯穿其中，适于本科生水文地质填图实习。水文地质专业实习基地确定以后，水环学院就一直筹划实习指导书的编写工作。

2002年使用的实习指导书是在吉林大学水资源系（原长春地院水文系）编写的实习指导书基础上，根据教学需要改编而成。改动部分如下： (1)路线教学阶段，在保留6水文地质观察点基础上，加入九道缸、花场峪两条备用观察路线；(2)增加了与柳江盆地水文地质密切相关的地貌、地质、构造以及气象、水文方面的基本内容；(3)为提高学生综合分析能力，并能通过实际调查后建立水文地质模型思维方法，加入提高水文地质综合分析能力阶段的教学内容；(4)将第三章和第四章合并为独立进行水文地质测绘。

2004秦皇岛矿产地质水文地质工程地质大队为我们提供了柳江盆地水文地质图、石门寨水源地下水开采、岩溶塌陷等资料。同年，年学校设立了“秦皇岛柳江盆地水文地质专业实习基地建设”教改项目。自此，“秦皇岛柳江盆地水文地质专业实习基地”建设工作全面展开。

特别感谢河北地勘局秦皇岛矿产地质水文地质工程地质大队、吉林大学水资源系（原长春地院水文系）对我们的支持和帮助。

第一章柳江盆地概况

柳江盆地隶属秦皇岛市抚宁县。石门寨镇是柳江盆地的商业中心，距秦皇岛市约20公里，有铁路和公路通往秦皇岛市，交通十分便利。柳江盆地一直是我校地质专业和其他与地学有关院校的地质实习地点，同时，也是国家级地质公园，地质现象丰富。我校秦皇岛实习基地位于秦皇岛市山东堡，住宿、教学条件好，为教学实习提供了物质条件。

第一节自然地理概况

1．地理位置

柳江盆地位于秦皇岛以北约20公里，地理坐标为东经119度3分——119度4分，北纬40度3分——40度12分。盆地东西宽约10公里，南北长20公里，面积约200平方公里。见（图1-1）。

图1-1 秦皇岛交通图

2．气象、水文

秦皇岛地区属温暖带半湿润季风型大陆性气候，春季受海洋东南季风影响，冬季除受东北寒流影响外，还受海洋暖流调节，四季分明，春季干旱多风，夏季凉爽，秋季较短且天高气爽，冬季寒冷干燥。多年平均气温10℃，最高气温39.9℃，最低气温-24.3℃，4月—10月下旬为无霜期。多年平均降水量698.5 mm，多年平均蒸发量为1600 mm。降雨多集中在七、八月份，雨量年际变化及季节变化均较大。

大石河是区内最大的河流，源于青龙县老岭，全长67.3公里，流域面积约625平方公里。大石河有两条支流，东支为东宫河，流域面积88平方公里；西为鸭水河，流域面积29平方公里；大石河与两条支流在蟠桃峪汇合后流出盆地，于山海关西流入渤海。

大石河水库（燕塞湖）始建于1972年4月，历时3年，于1975年6月建成并蓄水，总投资930万元。水库集水面积560km2，水域面积4.6km2。水库设计容量1.03×108m3，调节容量0.038×108 m3，设计农业供水量380×104 m3/a，工业供水量640×104 m3/a。

主坝体长365m，坝顶高程60.6m，坝基高程19m，坝体高41.6m。坝体采用浆砌石表面，内为毛石混凝土。坝体上游坡度比为1:0.1，下游坡度比1:0.69，河床平均高程24m。

泄洪洞：2×1.5m弧形闸门，调节流量57.3m3/s；

溢洪洞：平卧式钢闸门，2×4T卷扬机；

输水洞：2×1.5 m弧形洞，设计输水量10.88 m3/s；

电站：3×320kw发电机组，季节性发电。

大石河水库接受河流季节性补给，7、8、9月降水量大，为主要补给期。库区，大石河多年平均流量1.55m3/s，最大年径流量3.72m3/s。由于水库蓄水不足，2000年后大石河水库主要用于秦皇岛、山海关两市供水。目前水库水质2-3级，供水量13×104m3/d－14×104 m3/d。

汤河流域位于柳江盆地西南。汤河源于抚宁县柳观峪北，向南经海阳镇至白塔岭村注入渤海湾，全长28.5公里，流域面积184平方公里。平水期汤河流量较小，每年汛期河水暴涨，最大洪峰流量2000m3/s，多年平均径流量3680万m3。

3．人文景观、地质公园

南戴河位于抚宁县城东南19．5公里处，东北隔戴河与北戴河海滨相望，一桥相连。为省级风景名胜区。该区东起戴河口，西至老河口，金沙海岸17．5公里。这里沙软潮平，滩宽水清，潮汐稳静，空气清新，风爽无尘。岸边林带苍翠，绿树成荫，游人于此可尽享“洗海澡、晒沙滩、钻密林、尝海鲜”的乐趣，饱赏“晨暖云霞”、“红日浴海”、“日落洒金”乃至“海市蜃楼”奇观。景区内主要景点有：西游记宫、环游世界宫、游乐城、戏水乐园、水上乐园、明珠海上游乐。中国万博文化城位于抚宁县牛头镇，占地面积40公顷，是一处集文化博览、科技知识、民族风情、商业贸易、旅游度假等于一体的大型综合性人文景观。走进宏伟壮观的城门楼，穿过三人合抱的华夏图腾柱，便是八座按八卦方位排列的展馆群，主要有艺术精品馆、国防教育中心、科技中心、奇石馆、体育博物馆、民间收藏馆。城内还有目前亚洲最大的电脑程控音乐喷泉、民族度假村、百食街等。

柳江盆地是国家级地质公园－柳江国家地质公园，包括周边的长寿山、角山、燕塞湖和祖山，面积186平方公里。境内有十分丰富的地质遗迹和地质景观资源，被称为华北地台地质演化教科书。

4．经济人口

抚宁县现辖8镇、3乡、2个省级开发区，共615个行政村，1个办事处。全县总面积1626.7平方公里，耕地面积58万亩，总人口50.6万，其中农业人口45万人，有满、回、朝鲜、蒙古等15个少数民族。2002年，全县实现国内生产总值37.97亿元，比上年增长8.5%，实现财政总收入3.21亿元，农民人均纯收入2837元。

第二节地质概况

1．地貌

柳江盆地为一低山丘陵盆地，盆地外缘大面积出露海西期、燕山期花岗岩，形成陡峻的中山，盆地内多为浑圆的低山丘陵。大石河、汤河蜿蜒穿过盆地，沿岸发育有河漫滩、阶地等第四系冲积层。驻操营、石门寨两地河谷宽阔，河谷地貌发育较全，形成冲积平原。以石门寨为例，大石河在上庄坨村—蟠桃峪一段，河谷宽阔，河谷中河漫滩、阶地发育较为齐全，河漫滩，高出河床1—2米；一级阶地，为冲积阶地，高出河漫滩2—3米，阶面平整宽阔，发育在亮甲山—北浅水营一带；二级阶地，为基座阶地，陡坎高5—10米，沉积物保存在阶地后缘；三级阶地，为侵蚀阶地，阶面被冲沟切割，不连续。

2．地层

柳江盆地为一向些构造。地层分区属华北—东北南部区。盆地外围广泛分布着前震旦系的变质岩和燕山期侵入岩，盆地内分布着古生界—中生界的地层。盆地内出露地层层序和特征如下。

元古界

1．长龙山组（Pt3ql）

长龙山组为本地区内最老的沉积地层单位，主要分布在东部落张岩子至东部落、南部鸡冠山等地。本组由两个沉积韵律组成，下韵律底部是灰白色含砾粗粒长石石英净砂岩，向上过度为紫色、黄绿色杂色页岩，与下伏绥中花岗岩块体岩石呈沉积接触。厚度为91m。

2．景儿峪组q j

分布在东部的张崖子、南部的鸡冠山、西部的408医院一带。

岩性为一套蛋青色、紫红色、灰紫色薄板状灰岩、泥岩及少量页岩。

与长龙山组整合接触，本组属滨海相至浅海相沉积。厚度为28m。

古生界

寒武系

3．府君山组（相当于昌平组）

该组是本区寒武纪最早的沉积，分布于东部落—马家峪、庄河、上平山一带。

主要岩性为深灰色厚层灰岩，底部常为白云质花斑灰岩及少量结晶灰岩，含沥青。上部有叠层状灰岩。与下伏景儿峪地层为似整合接触。东部落一带厚度为143米。

4．馒头组

分布在东部落西部的山脚。

岩性为紫红色、紫色页岩夹泥灰岩，底部为含砾砂质泥岩，与下组府君山组为平行不整合接触。

5．毛庄组

分布在东部落、庄河、沙河寨及上平山一带。

岩性主要是紫色、紫红色页岩、泥岩夹少量薄层灰岩、灰岩透镜体。顶部为大量紫红色页岩为结束标志。厚度约200米左右。

6．徐庄组

该组出露在沙河寨、赵家峪、东部落小溪沟、张庄一带。

主要岩性为紫色、灰褐色页岩、粉砂质页岩，常含较多云母片。底部常夹有几层厚约几十公分的灰岩或灰岩透镜体。该组以较连续的紫色、灰紫色、灰褐色或灰绿色云母质页岩夹灰岩为特征，有别于下伏的厚层紫色页岩的毛庄组。该组厚度为146—200米。

7．张夏组

出露在东部落西山318高地以北，赵家峪、张庄、伍庄以及北石门寨。

岩性以中层、厚层含海绿石鲕状灰岩、迭层灰岩夹少量黄绿色页岩为特征。上部为厚层鲕状灰岩，少量中层、薄层鲕状灰岩。下部为中层、薄层鲕状灰岩，夹少量黄绿色页岩。该组与下伏徐庄组界线是以鲕状灰岩连续出现为分层标志。层厚100米左右。

8．崮山组

出露在张庄附近、石门寨以南、东部落西山、山羊寨以西。

岩性为一套紫色粉砂质页岩与紫色、灰紫色竹叶状灰岩互层为主，夹有鲕状灰岩和叠层灰岩夹层。与下伏张夏组分界是以紫色岩层为标志。层厚70余米。

9．长山组

出露在潮水峪东山、驻操营、伍庄以北、石门寨等地。

主要岩性，下部，为紫色竹叶状灰岩、叠层灰岩、泥质条带灰岩夹少量紫色页岩；上部，为紫色粉砂质页岩夹少量竹叶状灰岩。底部为灰紫色厚层灰岩或竹叶状灰岩。该层与崮山组为连续沉积，岩性相似，分层时可考虑长山组页岩较少，灰岩较发育为特征。层厚10—18米。

10．凤山组

出露在228高地、潮水峪。

该组岩性为薄层灰岩、薄层泥质条带灰岩与黄绿色页岩互层，夹竹叶状灰岩。底部常以青灰色竹叶状灰岩直接与长山组接触。层厚100米左右。

奥陶系

11．冶里组O

分布在石门寨一带。

岩性以灰色竹叶状灰岩、薄层灰岩、薄层泥质条带灰岩夹黄绿色页岩为特征。韵律性明显，由页岩→薄层灰岩→中层灰岩构成小型海进、海退的小旋回。下部常以页岩与薄层灰岩互层为主，化石较丰富。

12．亮甲山组O

出露在石门寨、小刘庄—驻操营一带。

岩性为一套灰岩沉积，下部，为灰色中层、厚层花斑状灰岩（又称豹皮灰岩）；中部，花斑状灰岩与纯灰岩互层；上部，为白云岩。本层厚度为167米。顶部有平行不整合面，面凹凸不平有铝土质泥岩、紫红色鲕状铁质泥岩在侵蚀面上。

----------------------------------------平行不整合面-----------------------------------------------

表1-1 柳江盆地地层简表 界 系 统

组 厚度（m ）岩 性 描 述 新生界Kz 第四系Q

粘土、黄土及砂砾石层。与下伏地层角度不整合接触。 上统

孙家梁组J 3s >350 流纹质、粗面质和粗安质火山熔岩、凝灰岩、火山角砾岩与集块岩。中统 蓝旗组J 2l >1000流纹质、安山质、粗安质、玄武质火山熔岩、凝灰岩、火山角砾岩和集块岩。与下伏地层角度不整合接触。 侏罗系 J 下统 北票组J 1b 493 砾岩、含砾粗砂岩夹粉砂岩、黑色炭质页岩，夹煤线，含植物化石及少量双壳类化石。与下伏地层角度不整合接触。 中

生

界

Mz

三叠系

T 上统 黑山窑组T 3h

162 黄灰色含砾粗砂岩、粉砂岩、黑色炭质页岩互层，夹煤线，含植物化石及双壳类、昆虫类化石。与下伏地层角度不整合接触。 石千峰组P 2sh 150 紫色粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩和含砾粗砂岩。 上统

上石盒子组P 2s 72 灰白色含砾粗粒长石砂岩夹少量紫色细砂岩和粉砂岩。 下石盒子组P 1x 115 黄褐色含砾粗粒杂砂岩、长石岩屑杂砂岩、泥质粉砂岩、粘土质粉砂岩构成三个韵律。 二叠系

P 下统 山西组P 1s 62 灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩，具可采煤层。 上统 太原组C 3t 51 中细粒长石岩屑砂杂岩、粉砂岩、炭质页岩夹泥质灰岩透镜体。 上

古

生

界

Pz2

石炭系

C

中统 本溪组C 2b 82

青灰色细砂岩、粉砂岩、泥页岩、铝土质岩夹4~5层泥灰岩透镜体，含植物化石和又壳类、腕足类、蜓类等化石。与下伏地层平行不整合接触。 中统 马家沟组O 2m 101

白云质灰岩、白云岩及少量灰岩。 亮甲山组O 1l 118

灰色中厚层豹皮灰岩夹砾屑灰岩，含头足类、腹足类、海绵类等化石。奥陶系O 下统 冶里组O 1y 126

灰色泥晶灰岩、砾屑灰岩、泥质条带灰岩，上部夹黄绿色页岩。 凤山组∈3f 92

泥质条带灰岩、砾屑灰岩、泥灰岩、钙质页岩互层。 长山组∈3c 18

粉砂岩夹砾屑灰岩、生物碎屑灰岩，化石丰富。 上统 崮山组∈3g 102

紫色砾屑灰岩、粉砂岩夹灰色藻灰岩、鲕粒灰岩和泥质条带灰岩。 张夏组∈2z 130

灰色鲕粒灰岩、藻灰岩夹泥质条带灰岩、生物碎屑灰岩。 中统 徐庄组∈2x 101

黄绿色页岩、粉砂岩、暗紫色粉砂岩夹少量鲕粒灰岩透镜体。 毛庄组 ∈1mo 112

紫红色页岩、粉砂岩为主，夹少量灰岩透镜体。 馒头组 ∈1m 71

鲜红色页岩。与下伏地层平行不整合接触。 下 古 生 界 Pz1 寒 武 系 ∈ 下统 府君山组∈1f 146

暗灰色厚层豹皮灰岩、细晶灰岩，底部为角砾状灰岩。与下伏地层平行不整合接触。 景儿峪组Qbj

28 紫红色、灰紫色薄板状泥灰岩、泥岩及少量页岩、与长龙山组整合接触，滨海相至浅海相沉积。 元古界Pt 青白口系Qb

长龙山组Qbc 91 灰白色含砾粗粒长石石英砂岩、石英砂岩、海绿石砂岩夹紫色、黄绿

色页岩。与下伏地层不整合接触。

太古界

绥中花岗岩γ2

石炭系

13．本溪组C

出露在槐树店以东至石岭以北，石门寨以西。

岩性以深灰色、褐灰色粗砂岩、细砂岩、粉砂岩夹泥岩，有少量泥灰岩透镜体。该组为一套海陆交互相沉积。底部有含铝土质粘土岩，常具鲕粒结构。

14．太原组C

分布在黑山窑、上庄坨、沙锅店至驻操营以北。

主要岩性为深灰色粉砂岩及泥岩，夹少量砂岩，含可采煤（煤4、煤5、煤6）。本组底部为一层浅灰色或黄白色细砂岩或中砂岩（俗称云山砂岩）。

其上还有二叠系和中生代的侏罗系地层，与水文地质专业教学内容关系较小，故不在此列出。地层重点在寒武系、奥陶系地层。为记忆方便起见，可按下面次序记忆。

府君山、馒、毛、徐、张、崮、长、凤，冶里、亮甲。

3．构造

柳江盆地位于燕山沉降带东段，山海关台隆南缘一古老变质岩系隆起的构造区内。受北北东向构造控制，为一不对称构造盆地。本区在地质发展历程中，经历了加里东运动、海西—印支运动和燕山运动。考虑到各个时期的地质建造发育情况，可划分为两个主要构造层，一是，震旦系—古生界构造层；另一个是，中生代构造层；两个构造层构成明显的角度不整合接触，构造线以北北东向为主。

（1）柳江向斜

柳江构造盆地是由晚震旦世—中生代岩层构成的向斜构造，北起城子峪，南至上平山，长20公里。东起张崖子、黄土营，西到花场峪，宽10公里。震旦系、古生界地层环盆地分布，构成向斜翼部，中生代侏罗系地层分布在向斜核部，为一北北东向的不对称的甚至轴面向西倒转的向斜。东翼较缓，一般倾角为10°—30°之间。西翼较陡，一般倾角在40°左右。基底为古老变质岩系。

1．向斜东翼区

东翼构造简单，地层出露较全，占整个向斜面积的2/3。地层走向NNE向，向西倾斜，倾角一般为15°—25°。在黑山窑一带，因接近向斜南部转折端，岩层产状剧烈改变，由北向南，从近南北走向渐变为北西—南西走向，至南端变为东西走向，倾角近于直立。在寒武系地层中有一系列的侵入岩株，或切穿地层，或顺层侵入。

东翼区断层主要有北东向、北西向两组，此外，还有近南北向和近东西向两组。

2．向斜西翼区

西翼区占的面积较小，以苏庄—花场峪一线为界。南部界线在山羊寨南，形态上程一狭长地带，带内，地层产状陡立，倾角在70°以上，在秋子峪—山羊寨一带产状甚至倒转。其外缘与燕山期花岗岩接触，接触带上主要是徐庄组，变质作用明显，揉皱强烈。向斜西部边界多为北北东向高角度逆断裂带，由数条逆断层组成。北北东向断裂较新，切断东西向断裂。

柳江向斜南部埋深较大，北部较浅。以奥陶系顶面枢纽来看，南部，埋深在海平面下900米，位置在秋子峪—山羊寨一线；北部，纳子峪一带，埋深在海平面下不足400米。

（2）断裂构造

本区断层教发育，主要为正断层和逆断层。择其与本教学实习有关的断层列举如下。

伍庄—傍水崖断裂带

断裂发育在向斜西翼，西起伍庄，东到傍水崖，由数条平行的断层组成，形成迭瓦式

构造，断层面多向西倾斜，倾角70°—80°，断层面呈舒缓波状，见有挤压透镜体、构造角砾岩和牵引褶皱。

石门寨126高地北采石坑正断层

断层出露在向斜东翼，走向NNE15°，倾角61°，断层面呈锯齿状，断裂带宽15米，带内有断层角砾岩，角砾呈菱形或方形，一灰岩为主，后期被硅化。近断裂东侧有正长斑岩侵入，宽约3.5米。

潮水峪逆断层

断层出露在潮水峪泉附近小路傍，走向NE20°，倾向W270°，倾角80°—85°，断层面舒缓波状，面上可见大片擦痕、阶步、镜面断层泥及羽状小节理等。断层两侧均为凤山组泥质灰岩，东盘下降，西盘 上升。

断层附近有三条辉绿岩脉，走向NW300°—310°，大体相互平行，彼此距离较近，延伸较远，均被被断层切断。

3．地质构造发展简史

晚震旦世，柳江盆地发生海进，地势平缓的古老变质岩系上开始接受沉积，直至古生代，沉积了厚度大，相互平行的岩层。在此期间，本区于华北地区一样，有过时间长短不一的隆升侵蚀期，一次发生在震旦系晚期，景儿峪组与寒武系府君山组之间有一暂短的沉积间断；另一次发生在中奥陶世——石炭世初，经历了一个漫长的隆升剥蚀期，造成在上古生界与下古生界之间有一个沉积间断形成的平行不整合面。下古生界灰岩隆升后，在侵蚀作用下，广泛发育古岩溶。晚石炭系地层为海陆交互相，到了二叠纪时，则变为全陆相沉积。自晚震旦世至古生代末，柳江盆地升降平稳，地层接触关系均为整合及平行不整合关系。

本区，自中生代初起，在整个中生代，构造运动加剧，经历几个阶段的构造运动后，形成了柳江向斜。区内强烈的构造运动，引发了岩浆活动，在侏罗纪发生过多次猛烈的火山喷发及岩浆侵入形成燕山期花岗岩侵入体。

新生代时期有明显的上升运动，全区遭受剥蚀。第三纪时，气候炎热，形成红色土。其后，山区继续有所上升，河谷中形成阶地，而海岸区下沉，出现海进。至第四纪末，出现海退，在山海关——秦皇岛一带有砾石堤，并有海蚀平台露出海面。

第二章水文地质现象认识实习

第一节教学目的及内容

1．教学目的

使学生通过对不同类型地下水露头（泉、井）和水文地质剖面的观察，分析其形成的水文地质基本条件，掌握水文地质调查方法和技能，学会水文地质分析方法。

2．阶地与河床地下水认识实习

孔隙介质与孔隙水；地下水排泄基准面；地下水与地表水的转化；水井调查；确定阶地地下水与河水之间的关系。

3．风化壳裂隙水认识实习

基岩裂隙发育特征；风化壳与风化裂隙水；沟谷松散堆积物；地形汇水；山地水井位置分布特征；采集水样；贫水区与富水区景观差异认识。

4．裂隙岩溶水认识实习

岩溶现象；层面裂隙、构造裂隙及溶蚀作用；溶洞形成条件分析；含水层与含水系统；

碳酸盐岩地区岩脉的阻水作用；岩脉的走向与地下水流向关系及其对地下水的富集作用。

5．泉的类型及成因分析

泉水调查；泉动态分析；泉水处露条件调查；泉域范围调查；泉域补给、径流条件分析。

温泉调查；地热水利用。

第二节阶地与河谷孔隙潜水认识实习

1．教学目的

掌握丘陵山区河谷孔隙潜水形成特点分布规律。了解大石河河谷地貌、地质结构与河谷孔隙潜水之间的成因关系。

2．背景条件

大石河流经上庄坨村—蟠桃峪一段，河谷宽阔，河谷中河漫滩、阶地发育较为齐全，河漫滩，高出河床1—2米；一级阶地，为冲积阶地，高出河漫滩2—3米，阶面平整宽阔，发育在亮甲山—北浅水营一带；二级阶地，为基座阶地，陡坎高5—10米，沉积物保存在阶地后缘；三级阶地，为侵蚀阶地，阶面被冲沟切割，不连续。

孔隙潜水主要赋存在一级阶地的沙砾石层中。据钻孔资料表明，阶地砾石层厚8—10米，近山前，厚度变薄。潜水水量较丰富，单井涌水量为500—1000m3/d，村民多用此水灌溉。由于近年来潜水受到污染，村民的饮用水改用深部的岩溶水。

3．教学内容

观察亮甲山—浅水营村一段大石河的河谷地貌特征，阶地沉积物岩性，测量其厚度，并绘制出河谷第四系剖面。

调查大石河铁路桥—北浅水营—无名高地之间的2—3眼水井，测量其井深，水位埋深，访问涌水量，并测量河水位，绘制出水文地质剖面。分析地下水与地表水之间的补排关系。

第三节裂隙岩溶水认识实习

1．亮甲山裂隙岩溶水认识实习

1．教学目的

认识奥陶灰岩岩溶发育规律及其控制因素。了解奥灰裂隙岩溶水储存、运移、富集成为供水水源地的条件。

2．背景条件

亮甲山位于石门寨大石河宽河谷西岸，是奥陶系亮甲山组地层标准剖面所在地，地层岩性为中厚层豹皮灰岩，下部夹少量砾屑灰岩和薄层钙质页岩。其伏下地层为冶里组地层，岩性为微晶质纯灰岩，夹少量砾屑灰岩、虫孔灰岩、黄绿色页岩。山体西侧是石炭、二叠系碎屑岩类地层。

该组地层裂隙发育，在东边采石场可见三组节理裂隙，延伸长、切割深张开性好。

亮甲山下发育一较大溶洞（狼洞），洞高2.5m，宽3 m，可见深度20 m，洞中有地下水蓄积，水量很大，可供旱季灌溉之用。

沿亮甲山边北行，可见三条辉绿岩脉，宽1—2米，走向340o。岩脉两侧有水井分布，西侧的单井出水量为1200m3/d，而东侧的单井出水量在5000m3/d以上。

亮甲山东侧山脚下共有5口开采井，其中秦皇岛自来水公司供水井2口，北山电厂供水井2口，部队供水井2口。

3．教学内容

1．观察亮甲山东坡灰岩节理、裂隙发育状况，溶蚀程度及充填程度。

2．观察亮甲山下溶洞发育状况及形成条件。沿河而上，观察大石河西岸陡壁上的裂隙、层面、岩性等因素对岩溶发育的控制作用。

3．观察辉绿岩脉岩床、岩脉岩性产状及其对岩溶水富集的关系。

4．调查亮甲山下五口机井分布位置，所处的地形、地貌及地质位置，分析它们的富水条件。

5．调查机井的井深、地层剖面、水质水量及动态。

6．绘制亮甲山附近的水文地质平面图、剖面图。

4．讨论题

1．奥陶系下统灰岩裂隙岩溶水形成与富集的条件和规律是什么？

2．分析本区控制岩溶发育的主要因素？

3．形成大中型供水水源地基本条件是什么？

4．亮甲山下水源地供水井布置是否合理？为什么？

5．根据供水井开采动态资料分析能说明那些水文地质问题？

2．东部落府君山组裂隙岩溶水形成条件

1．目的

了解寒武系府君山组岩性特征、分布及岩溶、裂隙发育规律和控制因素，并认识府君山组岩溶含水系统的分布、补给特征及岩溶水富集规律。

2．背景条件

东部落村位于柳江向斜东翼一个小型山间盆地中，盆地东部为平缓坡地，西部和南部为

陡坡丘陵。第四系沉积厚度较薄，为坡洪积层和残积层，厚3—5米。寒武系府君山组灰岩分布在村东及以西的低山丘陵，厚度约80米，近南北走向，倾角16°。村西307高地一带，从坡脚到山顶，依次分布着寒武系的馒头组、毛庄组、徐庄组、张夏组，南部317高地一带分布有大面积的中生界火成岩，主要为深绿色闪长斑岩。

府君山组地层主要岩性为深灰色中厚层豹斑细晶灰岩，节理裂隙发育，岩溶现象较为发育，地表可见溶沟、溶槽、溶洞等岩溶现象。在村南可见一直径约3米的溶洞，洞中有泉水出露，动态随季节性变化较大，枯水年份，泉不溢流，水位埋深0.5—1米，可见到溶洞中岩溶沿层面和向斜的横张节理发育。

村中有4个主要的泉水出露点，平水年份总流量可达10000m3/d，为下降泉，枯水年份泉可断流，水位埋深达2—3米，水温12℃。

3．教学内容

1．观察、描述东部落村及其周围泉水出露的地形、地质部位，测量泉的流量、水温，并访问泉水动态。

2．观察、描述东部落村南溶洞发育状况及其南侧σπ的岩性、产状、与围岩的接触关系及分布状况。

3．从村东的193.7高地向西沿途观察府君山组灰岩的岩性、裂隙及岩溶发育状况。

4．绘制东部落泉出露的水文地质平面图及剖面图。

4．讨论

1．试分析府君山组灰岩的岩溶发育规律。

2．试分析府君山组岩溶含水系统的边界及水循环条件。

3．试述该岩溶地下水的富水条件。

5．编写寒武系府君山组灰岩裂隙岩溶地下水形成富集条件总结

3．潘庄寒武系张夏组灰岩裂隙岩溶水成因分析

1．教学目的：

了解张夏组灰岩的分布、岩性及裂隙岩溶发育状况。认识泉出露的地形、地质、水文地质条件。分析张夏组灰岩裂隙岩溶水的富集条件。

2．背景条件：

潘庄位于石河上游河谷阶地上，周围有大面积张夏组灰岩出露，为中厚层、灰色微晶质鲕状灰岩，质地纯净，夹薄层黄绿色页岩，地表可见溶沟、溶槽、溶洞等岩溶现象，岩溶发育。该组灰岩受燕山期侵入岩穿插切割。沿接触带岩溶发育。

3．教学内容：

1．观察潘庄东南沟中张夏组灰岩岩性，裂隙岩溶发育状况。

2．观察描述花岗斑岩的岩性、节理裂隙发育状况及其与张夏组灰岩的接触关系。

3．测量泉（井）流量、水温，访问泉（井）动态。

4．绘制泉（井）水文地质剖面和平面图。

4．讨论：

1．泉（井）出露原因。

2．张夏组灰岩裂隙岩溶水的补给、径流、排泄特征。

5．编写潘庄张夏组灰岩裂隙岩溶水的成因分析报告

第四节风化裂隙水认识实习

1．教学目的

掌握裂隙调查方法和裂隙水形成与赋存规律，比较贫水区与富水区之间的景观差异。2．背景介绍

东部落村西面的山岭为一南北走向的分水岭，赵家峪村位于分水岭的西侧。由于赵家峪村的地势较高，地下水排泄条件好，赵家峪村一带呈现出贫水区的地貌景观，植物耐旱能力强。赵家峪村一带的地下水赋存在花岗岩风化带和沟谷内松散堆积物中，水量小，而且容易干涸。

赵家峪村东口有几眼民井，分别揭露花岗岩风化裂隙水和沟谷孔隙水，井中水浅，水量小，遇枯水年份井水干涸。

3.教学内容

1．观察赵家峪村东山体的岩性、分布范围、裂隙的发育状况，并选典型地段统计裂隙率；

2．观察、描述民井的位置、地形、地质、水文地质条件；

3．绘制民井附近的水文地质平面图和剖面图；

4．测量井的水深、水温、访问井水的动态；

5．认识地下水补给区与排泄区之间的景观差异，理解地下水富集的水文地质意义。4．讨论

1．风化裂隙水的特征；

2．地形的控水作用；

3．民井的水量为什么很小，大气降水的入渗补给水量流到了何处？

4．贫水区的植被、土壤有什么特征？

第五节泉水调查及成因分析

1．潮水峪凤山组泥质砾屑灰岩裂隙水赋存条件分析

1．教学目的

掌握泉水调查方法和泉水成因分析方法，认识岩脉、阻水断层在地下水富集过程中的作用。

2．背景介绍

潮水峪泉位于潮水峪沟的沟头，在两条小溪交汇处的东侧，该泉现已被当地居民开发引用。

在泉的补给区分布着大面积寒武系凤山组砾屑灰岩。该灰岩质地坚硬、裂隙比较发育。发育有NS、EW、NE向三组裂隙。

在泉口的西侧有一条闪长岩脉，灰黑色、坚硬致密，宽约1.8m，走向3250，近直立。近岩脉部位的灰岩裂隙发育、且有小的牵引褶皱。

泉水流量不大，据当地居民讲，该泉水随季节的不同流量变化较大，丰水季节流量明显增大，遇枯水年份泉水断流。

4.教学内容

1．观察潮水峪村东山坡凤山组砾屑灰岩的岩性、分布范围、裂隙的发育状况，并选典

型地段统计裂隙率；

2．观察闪长岩脉的岩性、产状、宽度及其与围岩接触带处的特征，分析其水文地质意义；

3．观察描述泉水出露的地形、地质、水文地质条件；

4．测量泉的流量、水温、访问泉水动态；

5．绘制泉附近的水文地质平面图和剖面图。

5．讨论

1．试分析泉水的成因；

2．寒武系凤山组砾屑灰岩裂隙水的形成与富集条件是什么？

3．泉水为什么在岩脉东侧出露而不在西侧出露？富水带应如何圈定？

4．泉水的动态变化特点证明那些水文地质问题？

6．编写潮水峪凤山组砾屑灰岩裂隙水赋存条件分析总结

2．408医院断裂构造低温热水温泉的成因

1．教学目的：

认识408医院断裂构造裂隙水出露条件和形成及断裂含水系统的基本特征。

2．背景条件：

408医院低温热水泉位于柳江向斜西翼的东南角，黑嘴子村附近。该地区山势陡峻，风景秀丽。泉出露在汤河支流北岸，高出地表2—3米，泉流量较大，约为8000—10000m3/d，水温25—30℃。

泉东侧出露晚元古界青北口群下马岭组的灰色页岩、粉沙岩及中粗粒石英砂岩，泉西侧为寒武系府君山组灰岩，由于断层作用该组灰岩仅有少部分出露。泉西60米可见F24断层，该断层属于柳观峪—秋子峪断裂带中的一支。该断层走向SE120o，倾角72o，上盘为府君山组灰岩，下盘为燕山期（γ35）花岗岩。断层西侧花岗岩大面积出露，形成陡峻的山峰。

沿泉附近的河岸观察，泉侧西岸及河床中有（γ35）花岗岩分布。在附近寒武系府君山组灰岩采石场中可见到有有古岩溶发育。

3．教学内容：

1．观察408医院泉出露的地形、地质条件，测量水量、水温，访问泉水动态。

2．在泉周围地区对景儿峪组地层、府君山组灰岩、（γ35）花岗岩的岩性、裂隙岩溶发育情况进行调查。注意各组地层之间的接触关系。调查时要做路线剖面。

3．观察断裂构造的产状和展布，断层性质，两盘岩性及节理发育状况。对断层进行追踪观察。

4．绘出泉附近的水文地质图和剖面图。

4．讨论

1．分析408医院低温热水泉的出露条件和形成。

2．试述断裂构造含水系统基本特征。

3．泉的流量和水温动态反映出那些水文地质条件？

4．试述断层的水文地质意义。

5．编写408医院低温断裂构造热水泉成因分析报告

第六节柳江盆地水文地质

1．教学目的

在路线教学的基础上，安排学生对柳江盆地的水文地质条件，含水系统划分，含水系统补给，径流状况以及含水系统之间的水力联系进行综合分析，初步从宏观上把握区域水文地质条件，建立水文地质模型，形成由点到面的立体思维模式。采用教师启发，分组讨论的方法进行，重点调动学生的独立思考能力、分析能力和想象力。

2．讨论题目

1．柳江盆地中有几个含水系统发育？它们各自的空间分布特征是什么？

2．柳江盆地向斜可划分为几个裂隙岩溶含水系统？有那些因素控制其富水性？

3．由浅而深，向斜中裂隙岩溶含水系统其富水性是否有变化？说明原因？

4．第四系孔隙含水系统空间分布特征与其他含水系统的补、排关系？

5．建立一到两个含水系统的水文地质模型。要求用剖面图或平面图表示。

3．讨论提示：

1．柳江盆地周围分布着大面积的燕山期和海西期花岗岩，形成环盆地陡峻中山，构成环盆地岩浆岩裂隙含水系统。

2．柳江向斜中裂隙岩溶含水系统，寒武系灰岩，府君山组灰岩（富水），馒头组、毛庄组和徐庄组的页岩（隔水层），张夏组灰岩（强富水），崮山组、长山组、凤山组

（较富水）；奥陶系灰岩，冶里组灰岩、亮甲山灰岩（强富水）。

3．奥陶系与石炭系地层之间角度不整合面，反映一个长时间的沉积间断，是寒武、奥陶灰岩中形成古岩溶的重要时期，古岩溶发育对灰岩裂隙岩溶含水系统富水性空间

分布有什么影响？

4．石炭系为煤系地层作为区域隔水顶板。

5．第四系孔隙含水系统分布在大石河、汤河河谷沙砾石层中，与其它地下水系统的补排关系，依地形、地貌、地质条件不同而异。

6．讨论过程中，对学生提出的看法不轻易的说：“对”，或“错”。启发他们用资料和观察到的现象作为论据，进行讨论，如有重大分歧可安排一次野外实地调查。

第七节备选水文地质观察路线

备选水文地质观测路线有两条，作为教学中的补充路线，酌情使用。

1．九道缸路线

位于柳江盆地东北部边缘，大石河源头之一，分布地层主要是海西期花岗岩（γ25），构造节理裂隙发育，山峰形态陡峻奇异，郁郁葱葱，十分秀丽。大石河从汇水的山间小盆地夺一小口而出，形成九个小瀑布，每个瀑布前均有一小潭，当地人称为缸，九道缸由此而得名。每个缸形状各异，受节理组合控制。瀑布总落差近百米，丰水季节，水流逐级喷流直下，声如雷鸣。该地是一有待开发的旅游景点。

教学目的

1．观察花岗岩节理裂隙发育特征，控制因素，裂隙水形成及分布特征。

2．裂隙水对地表水的补给作用。

3．掌握待开发花岗岩旅游区的水文地质调查的基本方法。

2．花场峪路线

位于柳江盆地西北部边缘花场峪村中，汤河源头附近，分布地层主要是张夏组灰岩。一

条辉绿岩脉插入张夏组灰岩中，沿灰岩与辉绿岩接触带发育一溶洞，洞幽深，目前只探明千余米。洞内景象万千，宽窄不一，窄处，容一人弯腰而过，宽处，则可通过两辆载重汽车；洞顶，挂满形态各异的石钟乳，洞底，生长着石笋，其形态足以勾起人们丰富的想象力。

教学目的

1．观察灰岩与辉绿岩接触带岩溶发育特征及其控制因素。

2．握待开发岩溶旅游区的水文地质调查的基本方法。

3．进行洞穴水文地质调查，了解深部岩溶发育规律。

第三章水文地质测绘方法实习

教学目的

掌握水文地质测绘工作方法；建立地下水系统概念，理解水文地质单元及其边界条件、补给区、排泄区、径流条件之间的有机联系；理解地下水径流过程中的相互转化关系。

主要任务

通过野外调查与搜集有关资料，初步查明：

（1）各类含水层的分布规律与埋藏条件，包括含水层的产状、层次、岩性、厚度、分布范围、埋藏深度、水位、涌水量与水的化学成份，以及各含水层之间的水力联

系。

（2）地下水的补给条件、径流条件和排泄条件，以及地下动态的一般规律。

（3）泉的类型及其分布，包括矿泉的调查，初步确定其实际价值与开发前景。

（4）区域供水水文地质条件（包括工业及农业用水），对地下水资源及其开发前景做出初步评价。对矿床充水条件与灌区疏干条件也要进行一般了解。

（5）区域工程地质条件。

第一节水文地质测绘的一般规定

1．水文地质测绘，宜在比例尺大于或等于测绘比例尺的地形地质图基础上进行。当只有地形图而无地质图或地质图的精度不能满足要求时，应进行地质、水文地质测绘。

2．水文地质测绘的比例尺，普查阶段宜为1∶100000～1∶50000；详查阶段宜为1∶50000～1∶25000；勘探阶段宜为1∶10000或更大的比例尺。

3．水文地质测绘的观测路线，宜按下列要求布置：

（1）沿垂直岩层(或岩浆岩体)、构造线走向。

（2）沿地貌变化显著方向。

（3）沿河谷、沟谷和地下水露头多的地带。

（4）沿含水层(带)走向。

4．水文地质测绘的观测点，宜布置在下列地点：

（1）地层界线、断层线、 褶皱轴线、岩浆岩与围岩接触带、标志层、典型露头和岩性、岩相变化带等。

表2 水文地质测绘的观测点数和观测路线长度

地质观测点数(个/km2) 测绘比例尺

松散层地区 基岩地区 水文地质观测点数

(个/km2)

观测路线长度

(km/km2)

1∶100000 0.10～0.30 0.25～0.75 0.10～O.25 O.50～1.00 1∶50000 0.30～O.60 0.75～2.00 0.20～0.60 1.00～2.00 1∶25000 0.60～1.80 1.50～3.00 1.00～2.50 2.50～4.00 1∶10000 1.80～3.60 3.00～8.00 2.50～7.50 4.00～6.00 1∶5000 3.60～7.20 6.00～16.00 5.00～15.00 6.00～12.OO 注：1 同时进行地质和水文地质测绘时，表中地质观测点数应乘以2.5；复核性水文地质测绘时，观测点数为规定数的40％～50％。

2 水文地质条件简单时采用小值，复杂时采用大值，条件中等时采用中间值。

（2）地貌分界线和自然地质现象发育处。

（3）井、泉、钻孔、地表坍陷、岩溶水点和地表水体等。

5．水文地质测绘每平方公里的观测点数和路线长度，可按表2确定。

6．进行水文地质测绘时，可利用现有遥感影像资料进行判释与填图，减少野外工作量和提高图件的精度。

第二节水文地质测绘工作方法

1．水文地质测绘应在区域地质调查的基础上进行。出发前必须详细分析研究前人的工作成果（包括有关的地质资料与水文地质资料），并充分了解地方工农业发展规划与近期建设需要。在出发前要准备好野外填图用的地形底图，一般野外采取高一级的比例尺，例如1∶20万的水文地质测绘，可采用1∶10万的地形底图。凡有航空照片的地区，要充分利用航照进行判读。几个相接的图幅同时开展工作时，必须事先进行充分协商，以免接图发生困难。

2．野外测绘工作一定要根据地质、地貌条件，合理选择观测路线与布置观测点，在密度上要基本符合定额规定要求。凡有代表性的观测点（地质点或水点），均应测制实际剖面或绘制素描图。相邻的观测点应分析研究其相互关系，并经常把有关的观测点连成一个完整的剖面。根据野外观察，要注意分析各种地质、地貌现象与水文地质条件的关系，以便在此基础上就地正确地填绘各种水文地质界线。凡宽度大于四百米或面积在两平方公里以上的地质或水文地质体，均应正确的在图上面出；具有重要意义的地质或水文地质体，虽小于上述规定，也应采取夸大的方式，在图上予以表示。

3．野外测绘过程中要注意进行地下水天然露头与人工露头的调查。对于天然露头应详细描述泉的出露位置，研究附近的地形、地层、构造条件；确定泉的成因和类型，测定泉的水温与流量，了解其水质并采取水样，调查访问泉的动态变化情况与利用情况。对于具有重要开发意义的大流量的岩溶泉、溢出带的泉群以及其它类型的主要泉源，应进行比较详细的调查研究，测制一些局部地区的较大比例尺的图件。人工露头主要指钻孔、生产井（机井）和；般民井（包括用水泵抽水的大井），并包括坎儿井和矿区排水坑道等。

要注意搜集和调查其所揭露的地质剖面，确定含水层的位置、岩性、厚度、水位、水质和涌水量，记录井的口径、井管结构和抽水设备等，并向使用部门调查了解开采后水质、水量的动态变化，以及井群互相干扰的情况或井、泉发生干扰的情况。

4．为了查明含水层的埋藏条件与分布规律，在平原地区要特别加强地貌、第四纪地质与新构造运动的调查研究，要注意查明各类第四纪堆积物的成份、结构、厚度及岩性变化，并在此基础上鉴定堆积物的成因类型与地质时代。河谷平原要特别注意对河流阶地的阶地堆积与阶地结构进行调查研究。山前冲洪积平原要特别注意对山前冲洪积扇（包括埋藏的冲积扇）的结构及其分布范围进行调查研究。冲积平原要特别注意古河道带（包括埋藏的古河道带）的调查研究。沼泽地区要注意研究沼泽的形成条件与成因类型。滨海平原要注意海岸变迁与海陆相沉积演变情况的调查研究。对第四纪火山分布地区，要注意火山地貌（特别是火山口与熔岩台地）以及各类火山岩的分布情况与喷发时期的调查研究。

5．在基岩广泛分布的丘陵山区，应在区域地质调查的基础上，注意调查研究基岩风化裂隙带、构造破碎带中的地下水与沉积岩内的层间水。要注意调查各类岩层构造裂隙的发育规律及其与泉流量的关系。对于分布比较均匀、具有一定开采价值的强烈风化带网状裂隙含水层，要详细调查风化带的厚度及其蓄水条件。对于各类构造断裂，要用地质力学的方法，根据构造形迹进行分析，确定地下水的富集带。在沉积治分布地区，对具有开