含水岩组与含水层的区别(含水岩层一般是什么岩石)

导语：水文地质知识，构成含水岩组的条件，打井人一定要了解的知识

含水层与含水层之间也有各种各样的空间组合形式。下面就来讨论含水层与含水层之间的组合关系。

分布在广大的近期沉降的河谷、平原及盆地的第四纪和第三纪松散沉积物中间的含水层极其复杂，这些沉积物的特点：结构复杂、岩性多变；地面上可直接观察到的有价值的地质及水文地质现象不多，大部分地质、水文地质资料靠勘探和水文地质试验取得；

并且这些沉积物中间的含水层与隔水层层次众多，它们之间又常常具有一定的相联关系；含水层与隔水层的边界有的与沉积层的地质结构具有十分密切的关系，但也常常遇到不少跨越不同地质沉积结构，相互具有一定水文地质联系的含水层系统。因此，我们有必要对这种具有一定水文地质联系的含水层系统给予专门的术语，以期有利于深入讨论这一课题。

松散沉积物中含水层系统的描述，过去已有不少学者进行过探讨，并提出了不少专用术语，我们认为采用“含水岩组”这一术语较好。含水岩组就是指具有统一的水力联系和一定的水化学特征的多层含水层的空间组合。由定义可知，构成含水岩组的基本条件应该由三方面组成：

第一是各含水层之间应具有明显的水力联系，即含水岩组内部的水力系统是连续的；

其次应具有明显的水化学特点，以区别于相邻含水岩组，即一个含水岩组中各含水层中的地下水常常是属于同一水文地球化学场作用下的产物；

最后是一个含水岩组中的各个含水层、隔水层、半含水层在地质上常常属于某一地层单位(但在少数情况下也可以跨越地质年代或沉积物的成因类型).

下面，对这三个条件分别加以详细地讨论。

1.含水岩组内部各个含水层应该具有统一的水力学联系。

含水层内部地下水的水力学联系主要指含水层内任一点的水压力与相邻点是连续的，即含水层内部存在一个统一的水压力系统。如果地下水以一定速度而流动，则在一个含水岩组范围内可以绘制空间连续的等水压线图，并且它们的压力水头从补给区向排泄区，或从上游向下游逐渐减小；如果地下水不运动，那么这些等水压面就和静水压力连通器一样成为与高程一致的水平面。绝大多数含水岩组中的地下水尽管它的流动速度不大，但总是在不断地流动，所以总可以测到具一定倾斜的测压水面.

测压水面的总坡度与含水岩组的补给、流和排泄条件有关，其坡度的变化与含水层的厚度、岩性有着密切的关系.一般厚度大、岩性粗的地段，在具相同的地下水流量的条件下，水力坡度就小，反之则大.在相同岩性及含水层厚度的条件下，地下水流强度大即地下水流速大者，水力坡度就大，所以根据测压面的形态可以分析含水岩组内部地下水流强度空间的分布以及含水层岩性、厚度等的变化。

如河北平原第二承压含水岩组的等水压线图对这种规律的反映就比较清楚。该含水岩组由多层冲洪积物组成，东部过渡为海相沉积，岩性为中细砂，含水层总厚度20—50米，底界在深120—300米间变化，时代大致属第四纪上更新世.从该含水岩组的等水压线图可以看到，岩组的补给区计有三个，这就是北部永定河冲洪积扇、中部滹陀河冲洪积扇及南部古黄河埋藏冲积扇，这三股地下水流向东、向北最后汇集于河北平原中部，水力坡度大大减小，再向东北方向向渤海排泄。流向与现代地面水流不太一致，这种差异性主要与下伏含水岩组结构及其渗透性展布的方向有关。

在含水岩组统一的水压面中间，如果存在中间下凹或隆起的封闭的源或汇，那么就说明有集中穿越含水岩组的越流存在。这种越流由于要穿过较厚的含水层之间的半含水层，所以水头垂向降落较大，否则在含水岩组等水压线图上就不可能显示出来。

以上我们主要讨论的是含水岩组统一的等水压线图展布的形式与含水岩组内部结构间的关系，下面再从应力场的角度来分析含水岩组水压力的性质。

一般含水岩组内部存在着两种空间应力：

一种是含水层骨架内部的粒间应力，这个应力是统一的地应力场的一个组成部分，它在含水层、隔水层等任一个地面以下的岩层骨架中均普遍地存在着；

另一种是地下水的水压力，严格地讲，它也是一个统一的应力场.但由于地下水在含水层与半含水层或隔水层中存在的形式不同，在半含水层或隔水层中，地下水大部以结合水的形式出现，结合水的物理性质界于液态与固态之间，水分子间的内聚力比一般液态水要大几个数量级，

所以含水层内的水压力很难通过它进行传递(只能很缓慢地传递)换句话说，水压力在地下主要通过重力水进行传递，在同一含水岩组内部的各个含水层间一般均应存在重力水的直接联系，尽管它们在钻孔中可以有多个隔水层相隔开，但是从整个分布的空间来看，它们仍是相互连通的，它们可以保持一个连续的水压力系统.

正是由于这两个应力场的存在，当在一个越流系统中抽水时，主抽水层中水动压力降低后，这个降低的水压力通过抽水层粒间应力的传递，可以转移到相邻的半含水层中粒间应力的变化上，从而使半含水层产生相应的体积调整.所以含水岩组的水压力场既是统一的压力场的一个部分，又是具有自身独立的性质.

2.含水岩组内部的地下水应具有一定的水化学特征。即某一含水岩组的地下水常常属于一定水文地球化学场作用下的产物.

一般地说，区域地下水化学成分的形成都具有与当地自然地理-地质背景条件十分明显的联系，这是不言而喻的，那么作为一个含水岩组来说是否也会存在一定的水化学特点，并与一定水文地球化学作用相联系呢?关于这一问题的回答也是肯定的。

例如河套平原的松散沉积物从上而下可分出两段，上部是近代黄河冲积物及大青山山前洪积物；下部属于较老的湖相堆积，含有不少石膏、芒硝等化学沉积，并且堆积厚度也较大。这一套内陆湖相堆积物形成后，沉积环境突然改变，在急速的构造沉降过程中，又堆积了外流湿润气候条件下的冲积洪积物.由于环境转变较快，上部沉积环境对前期沉积物没有进行多大的改造，因此，作为沉积物内部水文地球化学的分界线仍然在两套沉积物界线附近。这样就使两种沉积环境中保留下来的含水岩组各自保存自身明显的水化学特征。

又如在长江下游及苏北平原中也有类似的情况.据综合资料，长江下游一带，全新世初期有过一次急速的海侵，由于这次海侵，相应地在沿海地区均沉积了一套海相淤泥质沉积物，同时在河流下游相应堆积了一套细粒迵水河谷沼泽相沉积，这些沉积物在长江下游平原均覆盖在海退式粗碎屑沉积物之上。由于两者没有明显的隔水层相间，所以组成了统一的含水岩组。而在这一含水岩组以下普遍存在一区域性的隔水层。

据现有水化学分析资料，这一与海侵有关的堆积物构成的含水岩组中的地下水，由于当时普遍存在的还原环境，尽管后期已受多次渗入循环交替，仍然存在不少亚铁、六价砷等还原环境下积极活动的离子成分。因为淤泥质沉积物中所含地下水的析出是一个历史过程，并不是一次水交替就能完成的，还原沉积环境向氧化环境的转变也需相当长的一个时期.因此较低的氧化还原电位及较高的亚铁离子成了该含水岩组普遍的水化学特征。

3.包括在一个含水岩组中的各个含水层在地质上常常具有一定的成因联系，并常常同属于某一地层单位。

组成一个含水岩组的各个含水层间客观存在的水力联系和相同的水化学特点，其基础就是它们在形成时往往是同属一个地质时代和相近的成因类型，使同一含水岩组内的各含水层在空间上存在一定的联系，所以含水岩组内各个含水层中的地下水都是相互连通的，这种联系可由沉积物的形成过程来说明。

我们知道，各种松散沉积物，不论是冲积、洪积抑或冰积、湖积，在沉积时总有一个物质的供应来源。靠近供应源的地方，沉积物一般较粗；远离供应源地，沉积物逐渐变细.因此，沉积物粒度在水平方向上普遍存在渐变的特点.在一个连续的沉积历史时期，由于沉积环境(如气候等)的逐渐变化或周期变化，使沉积物粒度粗细发生变化，因此在沉积物的垂直剖面上也出现粗细交替变化的层次，形成含水层、隔水层、半含水层，沿水平方向延伸，含水层可以渐变为隔水层，隔水层也可以渐变为含水层，而在一些沉积历史上有沉积间断或侵蚀作用的平原地区，沉积结构常常会复杂化，故其中含水岩组的分布也复杂一些。

当地质历史上发生比较明显的沉积环境改变时，说明古地理、古气候面貌均发生了较大的变化。由于地质沉积环境的变化普遍存在旋迴性特点，所以使一个含水岩组与另一个含水岩组间常常可以出现比较明显的分界线，这个界线往往也就是地层时代的分界线。如气候因子的改变，在间冰期常常形成相对较细的碎屑沉积物(粘性类沉积)，而冰期可以形成相“寸较粗的沉积.新生代以来，这种冷暖气候交替周期是普遍存在的，在划分含水岩组的界线时可以考虑。

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