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自然经济地理
一、地形地貌及经济地理汤山地区属低山丘陵地貌,自北向南有东西向的射乌山—陡山,中部为北东东向的青龙山—黄龙山一孔山一狼山一白露头山,向南是北东东向的汤山。
海拔标咼一般在200〜300米,
中部的孔山最高为341.9米。
山前与山间为第四系覆盖,地面标高40〜70米,垅岗与冲沟发育构成咼亢波状平原地貌景观。
西北部地势低平,有九乡河、七乡河(溢洪河)通过,东南面是汤水河,均以排洪为主兼灌溉功能的季节性河流,两岸为第四纪冲洪积平原,标高10〜25米。
汤山是闻名于世的温泉之乡,为全国八大温泉之一。
汤山地区民风淳朴,文化灿烂,旅游资源丰富,还有矿产资源。
著名的阳山(羊山)大石碑就在羊山北侧,享誉海内外的宝华山隆昌寺位于汤山镇北。
尚有蒋介石先生温泉别墅位于汤山镇温泉路3号(见照片1-1),1992年发现的距今35万年南京人头骨的远古人类遗址—葫芦洞,还有桦墅村庙山附近的石佛崖洞,吸引众多中外人士到汤山旅游。
汤山众多山体的石灰岩是制造水泥的好原料,建材工业发达,近年来电器制造、食品加工、水产养殖业均有较大发展。
二、气象与水文汤山地处北亚热带季风气候区,气候温暖湿润,四季转换分明,冬冷夏热。
一月份多年平均气温1.9C,七月份平均气温28C,年平均气温15.4
C,年降水量1060毫米,年际及季节变化大(据安基山雨量站资料1995年为639.3毫米,2003年是1448.3毫米),降水日数92〜126天,多集中在6〜8月,占全年降水量50流右。
年蒸发量1400〜1500毫米,无霜期237天,日照充足,日照率约50%年日照量2212.8小时(见图1-1)。
汤山地区地表水系不甚发育,仅有七乡河(溢洪河)、九乡河、汤水河。
七乡河(溢洪河)上游在孔山北侧也是安基山水库溢洪道,向西经许巷村折向北北东后入长江;
九乡河上游在青龙山南东及汤山之西,向西经乌龟山进入栖霞区折向北入江;
汤水河上游在汤山东部,向南至周家边经上峰后入秦淮河。
三条河流一般在旱季干涸,雨季河水猛涨,起排洪及灌溉作用。
在丘陵山区兴建小型水库及池塘星罗棋布,拦畜降水径流作饮用水源及灌溉之用,集水面积较大的有两座,汤山水库库容275万立方米,安基山水库618万立方米。
第二章区域地质概况
汤山地区地层属扬子地层区下扬子地层分区宁镇地层小区,中上寒武系—白垩系均有出露。
组成低山丘陵主体,山前岗地、冲沟有厚度2〜40米第四系松散堆积物。
一、地层
(一)前第四纪地层
工作区出露的前第四纪地层有寒武系中上统(€2-3)观音台群,奥陶系(0)、志留系(S)、泥盆系上统(D3)五通组、石炭系(C)、—叠系(P)、二叠系(T)、侏罗系(J)、白垩系(K)。
寒武系观音台群(€2-3)白云岩、灰质白云岩组成汤山主体;
奥陶系(O)灰岩及顶部页岩分布在汤山东西两端及南北山坡地带;
志留系(S)砂岩、页岩分布在汤山西端山麓及青龙山、黄龙山、孔山南坡;
泥盆系五通组(D)石英砂岩、粉砂岩分布在青龙山、黄龙山、孔山,常组成山脊;
石炭系(C)灰岩、泥灰岩、泥岩分布在青龙山西北坡及黄龙山、孔山北坡;
二叠系(P)灰岩、泥岩、砂岩分布在青龙山、黄龙山、孔山、伏牛山北坡;
三叠系(T)灰岩、泥岩、砂岩分布在泉山、棒槌山及安基山水库以南;
侏罗系(J)砂岩、砾岩及凝灰
岩、安山岩分布在许巷村以东的乌基山、庙山、射乌山;
白垩系(K)粉砂岩、泥岩分布在
汤山以南及汤泉水库附近。
各时代地层见表2-1及图3-1、照片2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6。
(二)第四纪地层汤山地区低山丘陵前缘及波状岗地平原和冲沟地带皆为第四纪松散堆积物覆盖,溶洞中尚有洞穴堆积。
1、洞穴堆积物(Q):
汤山镇西宁杭公路南侧,在汤山北坡标高85.9米奥陶系灰岩中的葫芦洞(坐标X:
3550091,Y:
0692703),东西长约80米,宽约20〜35米,顶高15米,堆积黄褐色粉砂、亚粘土,在堆积物中发现南京汤山猿人头骨及包括5目11科14属15种的哺乳动物化石,时代距今35万年。
2、上更新统下蜀组(Q):
分布于山前岗地、波状平原,主要由棕黄色亚粘土、粘土组成,底部含砾及铁锰质结核,有些地方100米高程的山间尚有风成黄土分布,多种成因,厚度2〜15米。
3、全新统(Q):
残积一坡积层分布于山丘前缘,岩性受基岩岩性控制。
灰岩分布地区多为红色亚粘土,页岩分布地区为黄绿色、紫色亚粘土夹碎石,砂岩、砾岩分布地区多为碎石夹粘土堆积,厚度0〜10米。
冲积—洪积层分布于七乡河、九乡河、汤水河上游河谷,多为砂砾石层及亚粘土夹砾石层,厚度2〜10米。
冲积—淤积层分布于区内河流中下游,上部为含淤泥质亚粘土夹粉砂,下部为砂砾层,厚度2〜10米。
二、火成岩工作区内火成岩种类单一,主要为燕山期石英闪长斑岩,次石英安山岩。
1、石英闪长斑岩(Son)灰白略带棕黄色,斑状结构,斑晶主要为斜长石,含有少量石英,暗色矿物有黑云母和角闪石。
主要分布在安基山、伏牛山一带,大面积出露,勘6孔自1.50米〜348.99米可见闪长斑岩多处断续穿插于二叠系(P)灰岩中,在汤山东部多为南北向岩墙及岩脉产出,出露宽
度10〜50米不等,06、06—1号井均见闪长斑岩穿插于志留系(S)砂质页岩之中。
2、次石英安山岩(ao)灰色、紫灰色为主,风化后呈灰白色,斑状结构块状构造,代表性矿物有斜长石、角闪石、黑云母、石英等。
在汤山水库附近出露,经K・A法测定年代为85my
三、地质构造汤山地区位宁镇弧形褶皱中部偏西地段,不同期次、性质各异,方向不同的褶皱,断裂十分发育(见图2-1)。
(一)褶皱宁镇山脉西段褶皱构造较为发育,自北向南有龙(潭)—仑(头)复背斜、范家塘复向斜、宝(华山)—巢(凤山)复背斜、桦(墅)—亭(子)复向斜、汤(山)—仑(山)复背斜。
1、龙(潭)—仑(头)复背斜濒临长江南岸,呈东西向展布,主要由志留系—三叠系组成,核部岩层产状陡立,三叠系岩层较缓。
2、范家塘复向斜位于龙(潭)—仑(头)复背斜南侧,呈东西向延伸,核部为上三叠系范家塘组,两翼为中下三叠系—石炭系,岩层陡立或倒转,轴面向南倾。
3、宝(华山)—巢(凤山)复背斜西起灵山,经龙王山、宝华山、巢凤山,西段轴向50°
—65°
,宝华山—巢凤山段为80°
—90°
,岩层产状近直立,西段轴面略向南倾,向东轴面北倾,轴部由志留系组成,翼部由泥盆、石炭、二叠、三叠系组成。
4、桦(墅)—亭(子)复向斜位于宝(华山)—巢(凤山)复背斜之南,西起青龙山西北山前经桦墅向东至亭子以东,西段走向北东40°
—55°
,经桦墅转折为东西向,侏罗系中下统象山群组成核部,两翼为中三叠黄马青组。
5、汤(山)—仑(山)复背斜西起青龙山南东侧淳化,经坟头南,汤山向东至仑山,淳化至坟头为轴向北东35°
,向东经汤山至仑山轴向转折为北东东向,呈弧形褶皱展布。
核部由寒武系、奥陶系组成,两翼由志留、泥盆、石炭、二叠系组成,北翼地层倾角陡立或倒转,南翼产状平缓。
青龙山—黄龙山段轴向40°
—60°
,核部地层为志留系下统高家边组,两翼为志留系中统坟头组、上统茅山组及泥盆、石炭、二叠、三叠系,南东翼地层平缓,北西翼产状陡立,局部倒转。
汤山短轴背斜位于汤(山)—仑(山)复背斜核部,背斜轴呈北东80°
走向,背斜轴向西端倾伏,角度30°
,轴面直立略向南倾。
背斜核部由寒武、奥陶系组成,两翼为志留系。
地层倾角北陡或倒转,并发育次级褶皱。
汤山短轴背斜南翼地层倾角平缓30°
—50°
。
短轴背斜东部受北西向及北东东向断裂切割跌落,跌落深度较大;
短轴背斜西部亦受弧形断裂切割跌落,致使短轴背斜形迹表现出明显的不完整性。
(二)断裂区内早期受造山褶皱运动影响,后期经多序次构造作用复合改造,断裂构造特别发育,以其展布方向及性质归结为以下四组。
1、北东东向断裂
⑴泉山—安基山逆掩断裂该断裂位于汤—仑复式背斜北翼,西南自上坊镇经徐家边、泉山、安基山,向东至仑山北坡呈弧形展布。
泉山—安基山一带被北西向断裂错开右行2公里,三叠系下统青龙组逆掩在中统黄马青组之上,断层倾向南,倾角小于35°
⑵杨坊山—长林村逆掩断层该断裂位于宝华山—巢凤山复背斜北翼呈东西向弧形展布在工作区以北,上盘为二叠系及三叠系中统下段周冲组,下盘为三叠系中统上段黄马青组及上统范家塘组,断层面倾向南,倾角小于45°
,显示向北逆掩。
⑶上坊—孔山逆掩断裂该断裂南起上坊,经坟头折转向东至孔山北,走向由北东转折为北东东向,断面倾向南东,倾角平缓。
上盘为泥盆系上统五通组、石炭系中统黄龙组、上统船山组;
下盘为二叠系下统栖霞组或弧峰组、上统龙潭组,断裂破碎带主要由栖霞组灰岩碎块组成。
2、北西向平移断裂
⑴庙山—狼山断裂,北起庙山经棒锤山东至狼山,走向北西300°
左右,断层倾向东,倾角80°
断裂两侧地质体不连续,棒锤山三叠系东延部分被右行错移至培山一带,最大错距达
2公里。
⑵栖霞山—坟头断裂,北起栖霞山西,经西流至坟头,北段走向350°
经西流转折为北西310°
,西南盘南移下落,东北盘北移抬升。
西南盘多为中生界地层,东北盘出露中生界及古生界地层。
3、近东西向断裂汤山—东昌街断裂,西起汤山镇南经大卓北杜榨至东昌街一线,断面南倾,倾角较陡。
断裂北侧抬升出露古生代地层,南侧下降与黄梅桥—行香断裂组成断陷带,宽8公里沉积巨厚中
生代上白垩统沉积。
ATy—*
第三章
地下水条件
汤山地区地下水可分为碳酸盐岩类岩溶裂隙水、碎屑岩类及火成岩类裂隙水、松散岩类孔隙水。
这三种地下水埋藏条件有明显差异,补给、径流、排泄条件有所不同,其水量、水质变化及开采利用状况亦不同(图3-1水文地质图、图3-2水文地质剖面图)。
一、碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组
岩溶水主要赋存在碳酸盐岩类及碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞中,主要分布在汤山、青龙山、黄龙山、孔山、石膏矿一带。
由于含水岩类、所处构造部位、成因、时代、分布位置不同,富水性差异很大,一般质纯灰岩比泥灰岩、硅质灰岩易被溶蚀,富水性优于后者;
灰岩层中夹有非可溶性的砂页岩、硅质岩,溶蚀作用往往在二者接触面发育,因此顺岩层倾向较为富水;
断裂带附近易于地下水渗流,是岩溶发育有利地段也是地下水富水地段;
褶皱向斜核部、背斜倾设端也是岩溶发育地下水富集有利地段。
岩溶裂隙含水岩组可分为热水型和冷水型两种。
(一)热水型岩溶裂隙水
分布在汤山附近,受汤山短轴背斜核部褶皱与断裂控制,奥陶系(0)—寒武系中上统(€2-3)灰岩、白云质灰岩、白云岩组成汤山山体,碳酸盐岩多裸露在山体表层;
东端跌落,西端下落倾伏,为志留系、第四系覆盖;
南北两翼志留系上覆白垩系、第四系。
碳酸盐岩含水岩组褶皱、裂隙发育(见照片3-1),经渗水溶蚀扩张连通(见照片3-2)并具大小不等溶洞(见照片3-3),在300米深处仍可见溶洞与裂隙。
裂隙与溶洞发育状况,充填与胶结程度是影响深井出水量因素之一,降水量变化,入渗量多寡,补给区范围大小均是重要影响因素。
汤山岩溶裂隙水可分为地下水补给区和汤山东西两端排泄溢出热水温泉区。
1热水温泉区分布在汤山镇附和侯家塘附近。
汤山东端汤山镇附近地下水水温53〜65°
C,
单井涌水量280〜1200米3/日,PH值6.7〜7.4,矿化度1.59〜1.78g/l,水质类型为SO〜Ca型,SQ含量915〜1090mg/l,Sr含量8.34〜9.46mg/l,F含量3.2〜3.6mg/l,HSO含量60〜73mg/l,为偏硅酸、氟医疗热矿水。
汤山西端侯家塘附近地下水水温30〜39C,单
井涌水量250〜1920米3/日,PH值6.9〜7.9,矿化度1.20〜1.45g/l,水质类型为SO—Ca型或SO・HCO—Ca型,SO含量582〜793mg/l,Sr含量5.23〜7.58mg/l,F含量2.2〜2.8mg/l,HSiO2含量21〜42mg/l,为氟医疗热矿水(见表3-1、表3-2)。
2、汤山地下水补给区分布在汤山山体中部块段,是降水通过碳酸盐岩裂隙溶洞渗流经深循环向热水温泉区补给。
在地下水渗流未进入深部循环的浅部含水岩段,地下水水温18〜25C,
单井涌水量126〜1920米3/日,PH值7.0〜7.9,矿化度0.51〜0.71g/l,水质类型为HCG—Ca型或HCG—Ca-Mg型,SQ含量<80mg/l,Sr含量108〜380卩g/l,F含量0.2〜1.08mg/l,HSiO2含量10.1〜23.4mg/l,符合生活饮用水标准。
医疗热矿水水质标
准表3-1
(热矿水温度25C)mg/l
成分
有医疗价值浓度
矿水浓度
「命名矿水浓度
矿水名称
二氧化碳
250
1000
碳酸水d
总硫化氢
1
2
硫化氢水
氟
12
氟水
溴
5
25
溴水
碘
碘水
锶
10
锶水
铁
铁水
锂
锂水
钡
钡水J
——
偏硼酸
1.2
50
硼水
偏硅酸
硅水
偏砷酸
砷水
偏磷酸
镭g/l
/^-11
■11
>
镭水
氡g/l
37
47.14
129.5
氡水
注:
本表根据:
1、1981年全国疗养学术会议修订的医疗矿泉水分类标准;
2、地矿部水文地质工程地质研究所编写的《地下热水普查勘探方法》(地质出版社),并参照苏联、日本等有关标准综合制定;
3、卫生部文件[73]卫军管第29号《关于北京站热水井水质分析和疗效观察工作总结》。
3、热水型岩溶地下水运移规律
⑴地下水补给
汤山地下热水补给来自两方面,即山体裸露灰岩岩溶裂隙接受降水下渗经深循环补给及侧向补给(或排泄)。
汤山山体大面积基岩裸露,岩溶裂隙发育(见照片2-1),直接接受大气降水补给,地下水位的变化与降水有明显关系。
如05井水位变化可见一斑,1996年11月8日至1997年3月8日4个月无明显降水,水位埋深降至8.40米,1997年3月9、10、11日三天降雨合计112.3毫米,水位急速上升,第6天(3月15日)升至埋深5.2米,第11天(3月20日)上升至3.55米曲线拐点,以后水位基本平稳(见图3-3)。
南京地区碳酸盐岩降水入渗率一般在10—20%,汤山裸露碳酸盐岩上覆0.5米厚风化松散层,以亚粘土为主,面积8平方公里,若以入渗率12%计算,年平均降水量1060毫米,总入渗量100万米3/年,是汤山地下水主要补给源。
区域性侧向补给,汤山北部和西北部低山丘陵灰岩及碎屑岩分布区,为区域性地下水补径排动态平衡中的补给区;
汤山南部及东南部埋藏型热储层适时侧向补给,在汤山地下水补给中居次要地位。
⑵地下水径流由于地壳运动和断裂活动,来自地壳深部的热能辐射与传导至上部岩石圈,使汤山成为地热增温相对异常区,在降水入渗及区域地下水侧向少量补给(或排泄)运移至深部热储层逐渐增温至70〜80C的地热流体,由于巨厚盖层保温隔热及地层压应力作用,且补给区位置高,地
热流体具有较高的水头压力,再沿导热构造上移,溢出地表而成温泉。
汤山及附近构造发育不均,性质各异,碳酸盐岩分布广泛,岩溶裂隙发育,地下水径流条件较好。
汤山东端汤山镇附近导水系数T=0.838〜1.068米2/小时,储水系数S=6.87X10-3〜9.837X10-3;
汤山西端侯家塘附近T=35.56米7小时,储水系数S=5.845X10-3;
汤山中部地下水补给区T=3.405米2/小时。
⑶地下水排泄
汤山地下水排泄主要有两种形式,即人工开采和温泉自溢。
汤山现有热水深井17眼,泉井7眼,冷水深井10眼(其中开采7眼),开采量97〜100万米3/年。
人工开采是汤山区地下水排泄的主要方式。
汤山温泉上世纪70年代以前出露在汤山镇,平均自流量500米3/日,冬春干旱季节自流量变小仅200米3/日。
现在自溢情况已不多见,仅在丰水年夏季降水集中的时日个别深井自溢。
如1991年6月14日、1997年8月21日、1998年7月5日〜8月15日、1999年9月5日〜9月15日、2002年9月7日、2003年7月15日、2004年7月5日和8月17日见井口自流。
各井自流时间短,间隔时间长,自流量小且无流量记录,无法计算自流量。
温泉自溢是地下水排泄的辅助方式。
汤山地下水补给量100万米3/年左右,现在开采量100万米3/年上下,丰水年降雨期有间歇性泉水自流,在区域地下水流场中存在侧向少量补给或排泄。
汤山及附近地下水补给、径流、排泄在现水位埋深条件下总体是平衡的。
(二)冷水型岩溶裂隙水分布在青龙山、黄龙山、孔山以及石膏矿一带,因岩性不同、成因差异,所处部位及分布面积、裂隙溶洞充填胶结状况影响补给径流条件,而使富水性差别很大。
1、水量丰富的周冲组(T2z)岩溶水含水岩组主要是三叠系中统周冲组角砾状灰岩,夹石膏层,溶洞裂隙发育,出露地表的灰岩降水入渗率很高,有利于地下水补给,实际富水岩段是埋藏地下溶蚀发育的部分。
主要分布在安基山水库南坡及南京石膏矿附近,如83、84号南京石膏矿深井,井深249.46米,82.63
米以深为角砾状灰岩夹石膏,溶洞裂隙发育,日涌水量2000米3以上。
由于受含水介质和边
界岩层影响水质比较复杂,一般水化学类型以HCO—Ca型为主,矿化度<1g/l,水温17.1〜
18.0C,总硬度在286〜450mg/l之间,PH值7.0〜8.0之间,符合生活饮用水卫生标准;
但局部受膏盐溶入影响,CaSO组分含量明显增高,水型变为HCOSQ—Ca型或SCO-HCO—Ca型,矿化度达1〜3g/l,总硬度>
450mg/l,矿化度、总硬度、SQ超过生活饮用水卫生标准,在开采地下水过程中需注意水质变化(见图3-1、图3-2、表3-3、表3-4)。
2、石炭系(C)—二叠系(P)及三叠系下统青龙组(TQ岩溶水含水岩段为灰岩、泥灰岩夹页岩、泥岩、硅质岩等,受构造影响,岩溶发育不均,涌水量差距很大,大者可逾1000米3/日,小者不足100米3/日。
分布在青龙山、黄龙山、孔山一带,如九华山铜矿92号深井,井深315.19米,66.71米以深为石炭系—二叠系灰岩及泥盆系砂岩,涌水量1100米3/日;
汤14孔深240.46米,81.0米以深为石炭系—二叠系灰岩,岩溶不甚发育,涌水量为50米3/日。
水化学类型以HCO—Ca型为主,局部HCO—Ca-Mg型,矿化度0.22〜0.50g/l,总硬度150〜300mg/l,PH值7.0〜7.7,符合生活饮用水卫生标准。
二、碎屑岩及火成岩类裂隙水裂隙水赋存于碎屑岩及火成岩的构造裂隙与风化裂隙中,裂隙水的富水性受多种因素影响,构造断裂的性质及裂隙发育程度、岩性软硬起着主导作用,同时还与补给条件、岩层产状、火成岩侵入蚀变作用、风化程度、降水多寡均有直接关系。
在构造断裂附近尤其是张性断裂有利于降水入渗及地下水补给、径流;
岩性硬脆在构造作用下易产生透水裂隙,如坚硬的砂砾岩、石英砂岩裂隙发育时较为富水;
反之岩性细软,如泥岩、页岩、煤系地层,不易产生裂隙或呈闭合裂隙则较为贫水。
(一)碎屑岩类裂隙含水岩组
1、泥盆系上统(D3)裂隙含水岩组
五通组岩性为石英砂岩、含砾砂岩,分布在青龙山、黄龙山、孔山、狼山一带,水量较丰富,一般水量为100〜500米3/日,大者可超过500米3/日。
如青龙山南段淳化矿泉水厂深井,含水岩段为泥盆系上统石英砂岩,涌水量864米3/日;
九华山铜矿92号井含水岩段为泥盆系上统石英砂岩及石炭系—二叠系灰岩,涌水量1100米3/日。
九华山铜矿92号深井主要含
水岩段石英砂岩,水质类型为HCOSO—Ca型,矿化度0.3g/l,水温21.6C,符合生活饮用水卫生标准。
2、侏罗系中下统(J1-2)裂隙含水岩组象山群岩性为石英砂岩、石英砾岩,间夹页岩及煤层,分布在庙山—安基山一带,水量较丰富,富水性差异大,一般水量100〜500米3/日,大者可大于500米3/日,小者小于50米3/日。
如许巷村71号井深仅50.07米,含水岩段为侏罗系中下统含砾石英砂岩,涌水量432米/日;
公交技校85号井,含水岩段侏罗系中下统石英砂岩,涌水量仅30米/日,HCO—Ca-Mg型,矿化度<
1g/l,水温17.1〜19C,符合饮用水卫生标准。
在桦墅以东还有侏罗系上统龙王山组J』)、西横山组(J3x)安山岩、凝灰岩、砂砾岩、火山碎屑岩弱裂隙含水岩组,单井水量50米3/日左右,矿化度<
1g/l,本区无深井。
3、三叠系中上统(T2-3)裂隙弱含水岩组
上统范家塘组(T3)岩性为粉细砂岩夹泥岩,中统黄马青组(T2h)粉细砂岩、泥岩,分布在前新村、同心村、庙山一带,水量
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