哈密大洼地一帶鉀鹽礦水文地質(zhì)及水化學(xué)特征分析

王保山

（新疆地礦局第三地質(zhì)大隊，新疆 庫爾勒 841000）

大洼地位于羅布泊的東北方向，大洼地為次生的斷陷盆地，第四系沖積和湖泊碎屑沉積十分發(fā)育，地層巖性以粘性土、砂土為主（局部為淤泥質(zhì)土），化學(xué)沉積較少且多分布于湖盆地表。文中對大洼地一帶鉀鹽礦水文地質(zhì)及水化學(xué)特征分析，旨在該區(qū)相關(guān)研究工作提供參考[1]。

1 區(qū)域地下水循環(huán)特征

本區(qū)大氣降水在山區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榇藕Ｊ┖蛶祠斔瘢ò咨剑┘按藕｛}礦東區(qū)的基巖裂隙水和地表水，地表水流出山口后進(jìn)入山前傾斜礫質(zhì)平原以及山間洼地前緣沿斷層出露成泉后又轉(zhuǎn)變成地表水，并以測向補(bǔ)給形式補(bǔ)給大洼地。在這種運(yùn)動過程中，通過表面水的蒸發(fā)、人工開采等方式排泄，在垂向上地下水系統(tǒng)相對穩(wěn)定的由下向上運(yùn)動，水不斷交替呈混合型，中深層承壓水水頭相對較高，通過斷層或相對隔水層補(bǔ)給淺層承壓水[2]。在垂向上水質(zhì)也由SO4-Ca·Mg型水轉(zhuǎn)變?yōu)镾O4·Cl-Ca·Na型水，最終變?yōu)镃l-Na型水后經(jīng)過長期的蒸發(fā)濃縮形成了高礦化的富鉀鹵水。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

礦區(qū)只賦存有承壓水。依據(jù)含水層介質(zhì)類型、含水層結(jié)構(gòu)特征、水動力條件等，含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征描述如下：

承壓水含水層的分布范圍為ZK1500、ZK0700、ZK0000、ZK0800、ZK1608以北且尚算連續(xù)，含水介質(zhì)（巖性）為粘土質(zhì)細(xì)砂、含粘土礫石的粉砂、鈣質(zhì)膠結(jié)中粗砂、粘土質(zhì)粉砂、含礫石粘土質(zhì)粉砂、含粘土石膏的粉砂，含石膏礫石之中粗砂、細(xì)砂、含石膏粉砂之粘土、含礫石粗砂質(zhì)粘土、含石膏的砂礫石、礫石層、含石膏的粉砂；承壓水頭在12.4m～124.31m。

上述鉆孔以南基本未見水且60m～70m見基巖；大體上看，受山前洪積扇臺地的地形控制，盆地內(nèi)的承壓鹵水含水層，厚度變化較大，由西南向東北逐漸增厚，西南部未見水。

礦區(qū)內(nèi)承壓水的單井涌水量一般1.29m3/d～2.4m3/d。礦區(qū)范圍內(nèi)承壓水的礦化度在21.58g/L～98.19g/L，水化學(xué)類型為Cl-Na型水，鹵水類型為Na-SO4亞型為主，16線以西，承壓水礦化度大于50 g/L外，以東小于50g/L，總體看其趨勢是隨地形由東北向西南富集。

根據(jù)含水層單井單位涌水量將其富水性分為2個區(qū)：

q=10-100m3/d·m；（富水性中等）

q＜10m3/d·m；（富水性弱）

礦區(qū)中部ZK1600處富水性最強(qiáng)，單位涌水量21.77m3/d·m（見圖1），其余大部分地區(qū)單位涌水量均小于10m3/d·m。

圖1 礦區(qū)范圍承壓水水位埋深等值線、礦化度等值線圖

3 礦區(qū)地下水系統(tǒng)補(bǔ)給、逕流、排泄條件

地下水系統(tǒng)的形成和地下水運(yùn)移主要受地形地貌、地層和地質(zhì)構(gòu)造的控制。

（1）地下水系統(tǒng)補(bǔ)給條件。氣候因素對大洼地調(diào)查區(qū)的補(bǔ)給有：大氣降水的入滲補(bǔ)給、大氣凝結(jié)水的補(bǔ)給；受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和地貌等條件的制約，形成的側(cè)向補(bǔ)給，大洼地調(diào)查區(qū)的北部邊界的地下水徑流補(bǔ)給；東南部山區(qū)的間歇性的地表洪流的補(bǔ)給。

（2）地下水系統(tǒng)逕流條件。大洼地地下水系統(tǒng)的逕流，受地形地貌、含水層結(jié)構(gòu)的控制，地下水總體流向與地形坡降趨勢相一致，地下水總體流向由東南部、南部向西北部（ZK0707—ZK1607附近）一帶匯流。

（3）地下水系統(tǒng)排泄條件。預(yù)查區(qū)內(nèi)地下水系統(tǒng)排泄條件主要受地形地貌、地層巖性結(jié)構(gòu)諸因素約束。地形和地層巖性結(jié)構(gòu)是控制地下水逕流排泄條件的局部因素，具有補(bǔ)給、逕流和排泄同時進(jìn)行的特點。通過大洼地預(yù)查區(qū)14個鉆孔，判斷潛水層基本不含水，潛水蒸發(fā)排泄參與計算沒有實際意義。由于本區(qū)為逕流滯緩型盆地，因此主要以徑流為排泄途經(jīng)，隨地層巖性的不同，其徑流強(qiáng)度也有所不同。

表1 利用單孔抽水試驗資料確定承壓鹵水給水度一覽表

4 大洼地詳查區(qū)地下水水化學(xué)特征

大洼地預(yù)查區(qū)地下水系統(tǒng)的水化學(xué)特征是受自然條件和水文地質(zhì)條件因素綜合作用的結(jié)果，受地質(zhì)條件和逕流條件的影響。第四系松散巖類孔隙水水化學(xué)特征總體上由南向北銷蝕。

大洼地預(yù)查區(qū)承壓鹵水層分布于整個大洼地預(yù)查區(qū)，分布范圍廣。由于其受地貌和地質(zhì)巖性以及補(bǔ)給、逕流、排泄條件影響，水化學(xué)特征也具有一定的規(guī)律，其水化學(xué)作用主要以逕流溶濾為主。地下水水頭由東往西逐步變淺，水化學(xué)類型Cl—Na型水，鹵水類型以鈉硫酸鹽亞型鹵水為主（Na—SO4型水）（見下表）。礦化度一般20.81g/L～77.72g/L。總體看在礦區(qū)范圍內(nèi)主要有1個低礦化區(qū)，1個高礦化區(qū)。整體上依然無法改變這種承壓水由東向西運(yùn)移最后富集于礦區(qū)西部邊界的規(guī)律。

5 結(jié)論

文中對大洼地一帶鹽礦水文地質(zhì)及水化學(xué)特征進(jìn)行分析，其地下水主要賦存于構(gòu)造裂隙中，主要接受南、北部山前基巖裂隙水、東側(cè)季節(jié)性逕流補(bǔ)給，以承壓水西側(cè)地下徑流的方式排泄，礦化度在20g/l以上，水化學(xué)類型以Cl—Na型高礦化的富鉀鹵水為主。