《Quaternary International》：Evolution of a buried-valley aquifer system in western Finland from the Proterozoic to the Pleistocene
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摘要在第四纪期间，含水层对气候驱动的侵蚀、沉积、水文和地下水流动的变化作出了响应。然而，在克拉通环境中，古代古河谷中可能含有至今仍受前寒武纪基岩裂隙和原始基岩地形影响的现代含水层。本文回顾了芬兰西部库里卡埋藏河谷系统自约15亿年前的演化历程，重点关注了古代地形、裂隙与现代地下
摘要 在第四纪期间，含水层对气候驱动的侵蚀、沉积、水文和地下水流动的变化作出了响应。然而，在克拉通环境中，古代古河谷中可能含有至今仍受前寒武纪基岩裂隙和原始基岩地形影响的现代含水层。本文回顾了芬兰西部库里卡埋藏河谷系统自约15亿年前的演化历程，重点关注了古代地形、裂隙与现代地下水流动之间的联系。库里卡含水层系统是芬兰西部地区重要的区域性地下水源。该含水层占据了一组基岩河谷，这些河谷在前太古代基岩中主要变形和裂隙带的选择性河流侵蚀后发育而成。河谷随后被中太古代砂岩充填，在中新元古代晚期遭受侵蚀后，又被寒武纪砂岩及更年轻的沉积物覆盖。新生代的剥蚀作用使更广阔的Suupohja地区基岩表面重新暴露。主河谷在新近纪期间作为原始Eridanos排水系统的一部分被部分出露。在更新世期间，沿河谷南北轴向的通道化快速冰流导致了超挖和近水平张裂隙的形成。
库里卡含水层系统赋存于厚度超过70米的冰碛物、砂层和砾石层序列中，这些沉积物形成于中更新世和晚更新世。库里卡地区在晚韦斯特冰期（Late Weichselian）位于芬诺斯堪迪亚冰盖（FIS）中央部分的下方，导致后期侵蚀极小且保留了更古老的沉积物。因此，库里卡拥有芬兰西部最重要的第四纪沉积档案之一。我们首次描述了位于河谷充填底部的Saalian冰缘沉积和水下沉积。总共识别出七个叠加的冰碛层单元，分别对应MIS 8、6、4、3、2冰期，其间被两次海侵、多层砂砾层和全新世沉积物所分隔。在当前条件下，古河谷系统引导着可渗透的裂隙岩石和沉积物区域中的区域地下水流动。
基岩裂隙有助于从高地快速补给含水层，并在河谷底部以下的导水裂隙中实现快速流动。在埋藏河谷中，大面积横向延伸的叠置沉积含水层和隔水层提供了有利的地下水条件，便于从最底部的砂砾含水层中开采市政饮用水。库里卡埋藏河谷系统展示了克拉通侵蚀、埋藏与裂隙化之间的相互作用，以及地质水文条件在中更新世重大冰期间的演化过程，和现代埋藏河谷含水层系统之间的关系。
章节摘录 引言与概况 本文介绍了库里卡含水层项目的主要研究结果。该项目是芬兰地质调查局自2010年起在芬兰西部南奥斯特博特尼亚领导的一项多学科、多年期的大型研究（
www.kurikangeologia.fi ）。芬兰沿海地区对高质量的生活和饮用水有迫切需求，而适合市政供水的含水层稀少，主要局限于冰川融水形成的冰水侧碛堤中。因此，许多城市依赖河水作为
地质调查 库里卡的基岩结构调查重点是脆性变形的性质及其演化过程。区域尺度的构造线性特征解释工作使用了地形数据（芬兰国家土地测量局）、基岩地质数据以及航空地球物理数据（芬兰地质调查局）。构造线性特征是地形中的线性特征，可能反映了基岩中的主要变形构造。狭长湖泊、河床、洼地及其他地形特征的
基岩中的裂隙 如前所述，库里卡河谷系统拥有漫长且多阶段的构造历史（例如，图1、图2）。脆性断裂和重活化可能已多次发生，且基岩条件各异。所有这些事件都在基岩记录中留下了痕迹。然而，库里卡项目对水管理的关注将研究兴趣引向了可能成为地下水流动通道的基岩目标。这一目标反映了裂隙的性质
古河谷的形成 新发现的埋藏河谷含水层系统占据了一系列大型河谷，这些河谷与前寒武纪基岩中的主要脆性变形带相一致，表明河谷的形成和位置受强烈的构造控制。类似的地貌组合在当今许多切穿结晶岩的河流河谷（Ericson等，2005）以及低地地盾地形中的冰川河谷（Krabbendam和Bradwell，2014）中也很常见。脆性变形期间密集的断裂形成了高
结论 对库里卡含水层系统的多学科调查提供了大量关于其结构和起源的新数据。本文的一项主要发现是，前寒武纪基岩中的裂隙模式在地质时间尺度上影响了河谷侵蚀和地下水流动。新发现的含水层系统发育于一个古河谷系统中，其起源可追溯至中太古代，当时一组基岩河谷沿着选择性河流侵蚀形成的
CRediT作者贡献声明 Niko Putkinen： 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查，资金获取，形式化分析，数据整理，概念化。Timo Ruskeeniemi： 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，调查，形式化分析，数据整理，概念化。Adrian Hall： 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，
利益冲突声明 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知的竞争性财务利益或个人关系。
致谢 感谢库里卡水务局局长Juha Kotiranta（Kurikan vesihuolto Oy）在项目初期（2010年）做出的卓越贡献以及此后的持续支持。衷心感谢库里卡和瓦萨水务局、GTK（芬兰地质调查局）和EPO-ELY的长期合作。感谢Anna-Kaisa Pusa博士对本项目的支持与指导。感谢Petri Pehkonen和Jarno Moilanen执行了
Niko Putkinen|Timo Ruskeeniemi|Adrian Hall|Sonja Avellan|Pietari Skytt?|René Lefebvre|Juha Pekka Lunkka|Michal Malinowski|Elina Lindsberg|Annika ?berg|Bojan Brodic|Viveka Laakso|Elina Koskela|Suvi Heinonen|Nick Eyles|Martin Ross
芬兰地质调查局，科科拉，FI-67101，芬兰
