甘肅西北部地區礦山水文地質特征及形成條件

姜夫彬

（甘肅省地質礦產勘查開發局水文地質工程地質勘察院，甘肅 張掖 734000）

甘肅西北部地區的地勢南高北低，由于構造引起的基底抬升，使得調查區中部雙槽車站至石峽子車站一帶地表隆起，而兩側地勢較低。按其成因和規模將其劃分為細土平原區和沙漠區兩個地貌單元。礦區內廣布厚度較大的第四系松散沖、洪積層和風積沙，平原區及風蝕洼地、溝槽中地表多以亞砂土類的巖性為主，厚度一至數米不等。第四系下伏地層為新近系及三疊系地層。主要地質構造線向東西方向展布，褶皺、斷裂構造嚴格控制著該研究礦區的水文地質條件。

1 甘肅西北部地區礦床地質特征

1.1 地層

調查區廣布厚度較大的第四系松散沖、洪積層和風積沙。表層為風積沙，平原區及風蝕洼地、溝槽中地表多以亞砂土類的巖性為主，厚度一到數米；中部地帶礦物特性為含泥質砂礫石、砂，呈互層狀結構，局部層位夾粘土透鏡體；第四系下伏地層為新近系和三疊系地層，調查區內未出露，前人工作的鉆孔有揭露[1]。礦區外圍部分地段零星出露新近系、三疊系及以前的老地層。

1.2 地質構造

調查區處在祁連褶皺系與河西走廊東段過渡帶上。以東西向構造為主，北東向構造次之，斷裂構造嚴格控制著此區域礦山水文地質條件[2]。

調查區內斷裂主要有兩組：

第一組：北西西或近東西向組。為本區最發育的一組，與區域地質構造線大體一致，F7、F12、F14、F15斷層及本次物探推測的F4、F5等斷層，該組往往為斷距大，傾角大（一般大于50°或近直立）的高角度逆掩斷裂。它阻擋了南部山地向平原側滲的地下徑流，形成了斷層下盤的水位埋深區。

第二組：北東—南西向斷裂。該組規模僅次于第一組，但數量多，影響亦很大，如F11斷層、F1、F2、F3斷層等，走向一般北東20-60°。西部土門斷裂（F1）延伸至騰格里沙漠，井下的水文補給條件受此斷層影響較大。從某勘查礦區綜合水文地質圖及水文地質剖面（附圖）亦可看出，該組斷裂對調查區水文地質條件起著控制作用，使井下水位形成若干臺階。

1.3 地球物理特征

勘查區第四系礦物特性為泥質砂礫石、砂夾粘土透鏡體，視電阻率值由250～900Ω·m，為區內高阻電性標志層。三疊系礫巖、砂礫巖視電阻率值50～150Ω·m為高阻基底電性標志層，新近系砂巖、泥巖砂巖視電阻率值20～50Ω·m，為低阻基底電性標志層。第四系與下伏新近系、三疊系礦物特性之間具有明顯的電性差異，具備地球物理勘查前提條件。

2 水文地質條件

根據前人研究成果和此次對甘肅西北地區礦山物探勘查及水文地質調查成果，調查區被大厚度第四系松散層覆蓋，基底由二迭系-新近系碎屑巖類構成。在本次調查及勘查深度范圍內井下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水。

2.1 水文地質分區

受區域地質構造條件的影響，甘肅西北部地區中部基底抬升，基巖面高于井下水位，儲水構造不利于井下水文的富集，使得該區第四系松散巖類孔隙水具有不連續性。為論述方便，依據本次勘查的F1、F3、F4斷層情況，將調查區分為涼州及古浪西部、古浪中部基底隆起帶和古浪東部三個水文地質單元。

2.2 含水層空間分布特征

根據含水層介質、井下水賦存條件，結合本次物探勘查成果，對礦區的各水文地質單元含水層空間分布特征進行論述，物探勘查剖面線位置及解譯第四系松散層厚度見圖1。

圖1 物探勘查剖面線位置

2.3 礦區水文形成條件

補給來源有平原區側向補給、降雨入滲補給，徑流方向由南向北，石峽子、黑沖灘兩站地段在區域下墊層第四系亞砂土、砂礫石組成的大厚度松散層之下埋藏厚度很大的棕黃、桔黃色中細砂巖，揭露厚度58m～68m，微膠結、透水性弱，受兩側斷層影響，礦區地層抬升，井下水的側向補給量微弱，形成第四系不均勻含水。據本次調查，石峽子、黑沖灘兩站水井因供水量不足已廢棄多年。礦區井下水主要補給來源為降雨入滲。向北西方向徑流，側向流出為主要的排泄方式。本次調查過程中，在433地貌點處發現有多處因地質災害導致淤積形成的小湖泊，由此可見，地質災害對該區域井下水也具有一定的補給作用。

2.4 勘查區域的水化學特征

本次工作在調查區采集多個礦區的水樣進行水質分析，根據分析結果，調查區內420號點和478號點礦化度在1.0-1.5g/l之間，調查區中北部沿榮生路、金榮路一帶礦化度小于0.5g/l，其他區域礦化度均在0.5-1.0g/l之間。井下水水化學類型有重碳酸-硫酸鹽型水、硫酸-重碳酸-氯化鹽型水、硫酸鹽型水和硫酸氯化鹽型水。

3 結語

礦層富水性、井下水的埋藏條件、有效含水層厚度和現狀經濟技術條件是構成其甘肅西北部地區礦床是否具有開采條件的決定因素。

治理區大部分地帶水文地質情況較復雜。受工作精度限制，本次調查成果只能作為進一步勘查井下水的基礎資料，只能作為資源開發利用方案的初步依據，如需進行建設項目還需進行進一步的論證、項目取水的初步設計、施工圖設計，同時還要開展詳細的勘查工作。

根據對井下水文地質情況的評價和地下水水開采條件，中部隆起帶受補給條件限制，水量較小，且開采難度大，不易開采。