裂隙水的富集主要取决于岩石中裂隙的发育条件及补给条件。裂隙的发育与岩性、岩层厚度、褶皱、断层构造等很多因素有关。
1.岩性
构成地壳的岩石力学性质差异很大,大致可分为弹脆性岩石、黏塑性岩石和过渡性岩石3类。
弹脆性岩石(如石灰岩、石英砂岩等)受力作用易产生张开程度好的裂隙,裂隙具有良好的导水能力,常成为含水层或含水带。
黏塑性岩石(如页岩、凝灰岩等)力学强度低,受力作用以塑性变形为主,易产生闭合性裂隙,裂隙导水性一般较弱,常成为隔水层。故在层状岩石中,弹脆性岩石一般成为裂隙含水层,黏塑性岩层则构成相对隔水层。
2.褶皱构造
褶皱构造中,张裂隙主要发育在褶曲的轴部、倾伏端、枢纽隆起部位、转折端等部位,这些部位的裂隙具有良好的导水性,多构成裂隙富水带。
3.断裂构造
断层是地应力集中释放产生的形变,规模悬殊,性质各异,具有特殊的水文地质意义。断层的力学性质及两盘岩性,控制着断层的导水-储水特征。
发育于脆性岩层中的张性断裂,其断层破碎带的构造岩带,多为疏松多孔的构造角砾岩,具有良好的导水能力,富水性比两侧强,布井时,应选在断层上盘,以揭穿断层带中央的角砾岩为宜。发育于含泥质较多的塑性岩层中的张性断裂,因构造岩类含大量泥质,且裂隙增强带不发育,往往导水不良甚至隔水。
发育在塑性岩层中的压性断裂,断裂带常形成致密不透水的糜棱岩、断层泥,两侧多发育开启性差的扭节理,多是隔水的。发育于脆性岩层中的压性断裂,中心部位为细碎紧密的构造岩,透水性差,但在构造岩两侧断层影响带内,多发育开启性较好的扭张裂隙,成为导水带,特别是断层面较平缓时,上盘的扭张裂隙更为发育,导水性好,含水丰富。扭性断裂的导水性介于张性断裂和压性断裂之间。
图9-6 断层的阻水作用(据王大纯等,1995)
导水断层具有储水空间、集水廊道与导水通道的作用。由于两盘岩性以及力学性质的变化,同一条断层不同部位的导水性是不同的。如浅部为脆性岩石,断层导水;深部为塑性岩层,断层就变为隔水了。大的断层还能切割原来连通的含水层,阻隔水力联系,成为地下水含水系统的边界(图9-6)。
4.不同地貌部位与富水性关系
地形地貌控制着地下水的补给和汇水条件。接受降水补给面积的大小和汇水条件的好坏,取决于地形坡度、地形形态及地形高度。
在地质条件和降水条件一定的情况下,受水面积大、地形坡度缓的地区,比受水面积小、地形坡度陡的地区富水。盆地、洼地、谷地,较分水岭高坡或斜坡地带富水(图9-7)。
地形对裂隙潜水的聚集和运动影响明显。根据地形找水,群众总结了许多经验。如“大山低嘴下,打井水量大”;“沟谷汇合处,地下水很丰富”;“群山抱洼地,打井最适宜”等。由于这些地方地下水补给条件和汇水条件好,故打井水量大。