顾桂矿区地质异常体（岩溶陷落柱）分布及其水质特征研究

作     者：闫珍 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钱家忠

授予年度：2013年

学科分类：081803[工学-地质工程] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 070501[理学-自然地理学] 

主      题：地质异常体 岩溶陷落柱 分布规律 水质特征 顾桂矿区 

摘      要：岩溶陷落柱作为一种特殊的地质体，具有强大的导水能力，能沟通各含水层，特别是导通煤系地层底部丰富的奥灰高压水，造成淹井事故。深入研究陷落柱的水文地质特征及分布规律防止事故的发生，成为矿井安全生产中亟待解决的问题。到目前为止，在淮南矿区共发现岩溶陷落柱12个，其中孔集井田1个，谢桥矿2个，张集矿1个，潘三矿实见1个，疑似3个，朱集矿疑似1个，顾桂矿区2条带状构造异常体，且有疑似1个。其中顾桂矿区的2条带状地质构造异常体是否为岩溶陷落柱一直备受争议。本文在查阅国内外相关文献的基础上，以顾桂矿区地质构造异常体为研究对象，从不同角度分析矿区地质异常体是岩溶陷落柱的可能性。并将地质异常体区域划分为三带，分析煤系和灰岩水质特征，研究地质异常体对水质的影响。主要得出以下结论： (1)顾桂矿区地质异常体区域有两大地质构造带，分别是以F8187断层为主的北部构造区和以F92110断层为主的中南部构造区，两大异常带内次一级向斜及背斜轴均与主构造线方向基本一致，呈NWW方向。同时位于F95108两大高角度异常带之间呈串珠状排列的4个古洼地沿NW30o方向，和主要构造线方向也基本一致。 (2)全区钻孔总数499个，漏水孔共59个，多分布在两大异常带，两大异常带内漏水孔数占全区总漏水孔数的83.05%，其中以中南部异常带内漏水孔比例最高，漏水点分布明显受构造条件影响。 (3)顾桂矿区从古地貌发育方向、地下水流向、地层及其组合等方面都与谢桥矿相近，有产生岩溶陷落柱的地质及水文地质基础。 (4)顾桂矿区地质异常体是岩溶陷落柱的可能性较大，且钻孔抽水试验表明地质异常体南翼西北端区域内断层基本不含水、不导水，北侧灰岩富水性中等，南侧灰岩富水性弱。 (5)陷落带、影响带及正常带中煤系水六大离子的变化趋势是越靠近陷落带，离子浓度越低，其中Ca、Mg、K+Na、Cl、HCO这5种离子从正常带向陷落带下降趋势较为缓和，且以Ca、Mg变化最小。而变化最为明显是SO离子，其从正常带平均含量350mg/L，骤降到陷落带的15mg/L。不同煤层在同一带中的水质变化也较明显。 (6)陷落带、影响带及正常带中灰岩水六大离子的变化趋势是正常带区水样比较集中，符合顾桂矿区灰岩水正常值，而影响带和陷落带水样较为散乱。