甘肅省合水縣—寧縣一帶礦山水文地質類型及劃分規律研究

魏彥芳

（甘肅煤炭地質勘查院，甘肅 蘭州 730000）

此次研究礦區處于隴東黃土高原的東南部，主要由黃土塬、粱、峁、溝谷和低山丘陵組成，屬典型的黃土塬區地形地貌。氣候屬溫帶半濕潤大陸性氣候,冬春季干旱，多西北風，冬冷常睛；夏秋季濕潤，多東南風，夏熱豐雨。

1 礦區地質概況

礦區內大部分地區被第四系覆蓋，僅在切割較深的溝谷中出露下白堊統志丹群環河組，依據以往鉆孔資料，地層自下而上有上三疊統延長群（T3yn）、下侏羅統富縣組（J1f）、中侏羅統延安組（J2y）、直羅組（J2z）及安定組（J2a）、下白堊統志丹群（K1zh）和第四系（Q）。

該地區位于鄂爾多斯盆地的西南緣，區域構造屬于陜北單斜的西南端，總體呈向北西傾斜單斜構造，其間有次級不同方向平緩起伏的小隆起和凹陷，斷裂不發育。

2 礦區水文分布情況

根據該區域水文分布特征，結合合水縣-寧縣地區礦井水文地質的特點，現分述如下：

2.1 礦井地下水系統

（1）主要為第四系松散巖類孔隙潛水，賦存于塬區中更新統、下更新地層之中。塬區上部為結構松散的馬蘭黃土覆蓋，透水性強；下部黃土分布連續，有利于大氣降水的入滲。在下更新統黃土層底部普遍賦存有一層沖積形成的砂礫石層，厚1～2m，是主要的含水層，其下部的白堊系基巖為隔水層。塬區的富水性主要取決于塬面積的大小，塬寬小于1.5km，井下水賦存條件一般較差，水量貧乏；塬寬大于2km，地下水賦存條件一般相對較好。黃土塬區第四系風積黃土層裂隙孔隙潛水水位埋深88～156m，單井涌水量可達40～500m3/d，地下水礦化度一般為0.3～0.4g/L，通過對礦區井下水樣分析，Ca2+含量42.7mg/L，Na+含量34.4mg/L，HCO3—含量254 mg/L，SO42-含量37.0mg/L，礦化度0.28g/L，pH值7.9，水化學類型為HCO3-Ca-Mg型。

（2）主要為河谷區第四系沖積層孔隙潛水，堆積型河谷階地松散沉積物之中，兩側斷續展布。一級階地寬度一般為100～500m，含水層厚2～5m，潛水位埋深受地形控制，一般3～8m；二級階地多屬基座階地，連續性較差，一般基座高出河水位8～15m，局部含水。水化學類型以HCO3-Na·Mg·Ca型和HCO3·SO4-Na·Mg型為主。在馬蓮河一支溝清水溝黃土沖溝溝口附近坡腳處出露一泉水，流量0.05L/s，供附近40多戶人飲用，含水層系Q1黃土層底部礫石層，遇下部環河組泥巖隔水層形成泉水滲出。

（3）白堊系井下水系統包括下白堊統碎屑巖類潛水及承壓水，主要指環河組裂隙潛水和環河組（風化帶以下）孔隙、裂隙承壓水，洛河組孔隙、裂隙承壓水[1]。

（4）區域范圍內廣泛分布環河組，礦物特性以泥巖為主，間夾砂巖，淺部層間和風化裂隙發育，并相互溝通，是井下水運移和賦存的良好場所。在基巖裸露的河谷區，經長期的風化和地下水的溶蝕作用，基巖風化帶向深部延伸，厚度一般30～60m，分布較穩定，連續性好，可接受上部含水層的垂直下滲補給和地表水的補給，在節理裂隙發育的這些地帶有利于地下水的賦存。在馬蓮河河谷環河組露頭區以零星泉點出露，是礦區周邊居民的主要用水水源，水質變化較大[2]。

（5）承壓水區域廣泛分布。下白堊統呈向北西微傾的單斜構造，在區域上構成鄂爾多斯向斜盆地東翼的一部分，為承壓水的形成提供了良好的賦存條件。環河組承壓水：含水層巖性以泥巖、頁巖、泥質砂巖為主。河谷區頂板含水層埋藏深度在50～70m，含水層厚約57～140m。

在河谷地區，水位高出地面3～59m，降深2～57m，涌水量85～280m3/d。單位涌水量為0.16～3.72L/d·m，滲透系數0.2～2.5m/d，礦化度4.8～5.6g/L，水化學類型為SO4-Na·Ca型；洛河組承壓水：含水層巖性為巨厚層狀砂巖，具孔隙，在北部巖性較致密，東南部巖性較疏松破碎；在垂向上上部較致密，下部較疏松。因此，含水層在水平和垂直方向的賦存條件也有差異。區域內已有鉆孔抽水試驗資料表明：水位降深18.7～78.2m時，涌水量58～1240m3/d。單位涌水量為0.023～0.460L/s·m，滲透系數0.3～3.0m/d，礦化度0.8～6.11g/L，水化學類型以SO4·HCO3-Na型和SO4·CL-Na型水。在馬蓮河河谷地帶該層水頭高出地表10～50m，自流量達200～260m3/h，富水性明顯變強。含水層富水性總體屬中等。水質礦化度較高，普遍大于3g/L[3]。

3 礦區水文補給情況

第四系松散層潛水主要接受大氣降水補給，通過河谷排泄、蒸發、垂直下滲和人工開采多種方式排泄[4]。

下白堊統風化裂隙帶潛水，主要接受河谷區地表水和上游地下水徑流側向補給及上覆松散層潛水的下滲補給。其徑流、排泄條件與地表水流向一致，由分水嶺向河谷運動，總體徑流方向是由河谷上游向下游運移。

區域承壓水在東部為子午嶺及其以東的陜西富縣、黃陵等地環河華池、洛河組地層的裸露帶接受補給，總體沿北東向南西方向徑流，在馬蓮河一帶匯集。

白堊系承壓水在馬蓮河以西區域，主要在勘查區以西的六盤山區白堊系露頭接受潛水的順層補給和大氣降水的入滲補給，自西往東徑流，在馬蓮河一帶排泄[5]。

4 結論

（1）該研究礦區井下水分為第四系松散巖類孔隙潛水、河谷區第四系沖積層孔隙潛水、下白堊統環河組裂隙潛水和環河組（風化帶以下）孔隙、裂隙承壓水，洛河組孔隙、裂隙承壓水。洛河組為中等富水性，其他含水礦層為弱-極弱富水性。

（2）本地區第四系松散巖類孔隙潛水、河谷區第四系沖積層孔隙潛水水質以HCO3-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Na·Mg型為主，礦化度0.3g/L左右，是鄉鎮和農村居民的生活用水、果樹澆灌的主要水源。

（3）本區域水文補給主要受大氣降水及河谷地表水影響，以地下徑流、泉水及河谷多種形式排泄。