三塘湖地區某礦區水文地質研究

任世昌

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆 烏魯木齊 830000）

1 研究區概況

研究區位于莫欽烏拉山與蘇海延山之間，整體地勢南高北低，略向東傾，海拔380m～500m左右；礦區南部地貌類型為山前洪積礫質平原與洪積細土平原，地形坡度約12.06‰，地形較平坦，地表發育西南～東北向沖溝，深度0.1m～0.3m不等；北部主要地貌類型為構造剝蝕低山丘陵，相對高差約30m。

2 地層

礦區內主要出露地層由新到老依次為第四系、古近系-新近系、白堊系、侏羅系。礦區內第四系主要出露巖組為新疆群、湖積物、洪積物。古近系-新近系巖組露頭呈條帶狀出露于礦區西部，巖性以土黃色砂巖、磚紅色、土紅色泥質砂巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖為主[1]。白堊系巖組巖性為桃紅、暗紅色泥巖，綠灰色粉砂質泥巖、粉砂巖，與下部侏羅系頭屯河組呈角度不整合接觸。侏羅系巖組為主要含煤地層，分布于礦區大部分范圍，露頭主要分布于礦區北部，呈條帶狀出露，參考礦區范圍內已有鉆孔數據，礦區內侏羅系分布由上到下依次為中統頭屯河組、中統西山窯組、下統三工河組、下統八道灣組。

3 研究區水文地質條件

（1）含水層空間分布。①古近系-新近系碎屑巖類孔隙裂隙水。礦區內古近系-新近系含水層可劃分為兩層，含水層巖性以砂巖、礫巖為主，礦區南部鉆孔控制的古近系-新近系含水層厚度自上而下依次約61.4m、37.8m，含水層間以泥巖作為隔水層。②白堊系碎屑巖類孔隙裂隙水。主要分布在礦區中部及南部，根據已有鉆孔和物探剖面分析，礦區范圍內白堊系厚度在50m～300m左右，地層巖性以砂巖、含礫砂巖、泥巖為主，粗細相間，孔隙和裂隙發育，其間賦存有白堊系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水，通過鉆孔數據，在150m勘探深度內，礦區南側白堊系含水層可以劃分為一層，根據鉆孔數據，南側含水層巖性以礫巖為主，至礦區中部含水層巖性變為砂巖，整體厚度在37.6m左右，含水層上、下部以泥巖作為隔水層。

（2）含水層結構特征。①古近系-新近系承壓水含水層。古近系-新近系在礦區范圍內大面積賦存，巖性以砂巖、泥巖、礫巖、砂礫巖為主，總體呈南傾，傾向為180°～240°，巖層總厚度20m～300m不等，傾角為3°～5°，其間含水層巖性主要為砂巖及礫巖，根據鉆孔露含水層兩層：ZK03鉆孔揭露的礦區西部含水層埋藏于地表13.35m以下，含水層厚度在10.43m左右，地層巖性為中砂巖。根據抽水試驗數據，ZK04鉆孔揭露的第一層古近系-新近系含水層換算涌水量為10.435m3/d，滲透系數0.09m/d，含水層富水性為水量貧乏；ZK03鉆孔中揭露的第二層古近系-新近系含水層換算涌水量小于10m3/d，滲透系數0.02m/d，含水層富水性為水量極貧乏。②白堊系承壓水含水層。礦區范圍內白堊系含水層共一層，礦區南部含水層埋藏深度在272.3m左右，巖性主要為礫巖，呈灰色，塊狀構造，成分以石英為主，礫石粒徑1cm～2cm不等，多呈次圓-次棱角狀，磨圓度中等，分選性較差，層厚在37.6m左右，含水層上部以粉砂巖作隔水頂板，厚度55m左右，下部以大厚度砂、泥巖互層作為隔水底板，厚度410m～490m左右；至礦區中部，白堊系含水層埋藏深度變淺，在地表以下184.4m左右，巖性由礫巖變為中砂巖，呈棕黃色，層狀構造，成分以石英、長石為主，巖性脆硬，較破碎，層厚相較南部含水層厚度變薄，約33.7m，含水層上部以大厚度粉砂巖作隔水頂板，厚度89.5m～180m不等，下部以泥巖作為隔水底板，厚度120m左右。根據鉆孔的抽水試驗數據，礦區內白堊系含水層富水性數據如表1。根據抽水試驗數據，礦區范圍內白堊系含水層換算涌水量為3.417m3/d～8.482m3/d，滲透系數0.015m/d～0.081m/d，屬于極貧乏含水層。

表1 白堊系鉆孔抽水試驗成果表

4 地下水的補給、徑流及排泄

（1）補給。礦區范圍內地下水是以碎屑巖類裂隙孔隙水為主，而礦區內未見地表水出露，無渠系、農田分布，地表覆蓋的第四系為粗顆粒地層，無穩定隔水層，故而礦區內地下水主要接受山區基巖裂隙水側向徑流補給[2]。

（2）徑流。根據鉆孔數據，確定礦區內地下水流向為近西東向，地下水徑流在礦區內以水平運動為主，水力坡度15‰左右。

（3）排泄。現階段礦區范圍內基本不存在地下水開采情況，地下水主要靠向礦區東側徑流排出。

5 地下水水化學特征

（1）古近-新近系承壓水水化學特征。古近-新近系承壓水在礦區中南部呈三角形的面狀布，水化學類型單一，為SO4-Na型水。根據鉆孔取樣分析結果，水化學類型以SO4-Na型為主，礦化度在0.99g/L～5.88g/L。

（2）侏羅系承壓水水化學特征。侏羅系承壓水在整個礦區均有分布，水化學類型單一，為SO4-Na型水。根據鉆孔ZK08取樣分析結果，水化學類型為SO4-Na型，礦化度2.499g/L。

6 結論

研究區礦區范圍內已探明的地下水類型主要為碎屑巖類裂隙孔隙水，由上至下根據地層時代可分為古近-新近系碎屑巖類裂隙孔隙水、白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水、侏羅系碎屑巖類裂隙孔隙水：古近-新近系碎屑巖類裂隙孔隙水含水層共有兩層，厚度10.43m～61.4m不等，含水層巖性以砂、礫巖為主，滲透系數0.011m/d～0.09m/d，富水性貧乏-極貧乏，水化學類型以SO4-Na型為主，礦化度0.99g/L～5.88g/L，地下水主要接受礦區西側地下水徑流補給，向礦區東側徑流排出。白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水含水層共有一層，厚度37.6m左右，含水層巖性以砂、礫巖為主，滲透系數0.015m/d～0.081m/d，富水性極貧乏，地下水主要接受礦區西側地下水徑流補給，向礦區東側徑流排出。侏羅系碎屑巖類裂隙孔隙水含水層共有五層，厚度17.2m～233.7m不等，含水層巖性以砂、礫巖為主，滲透系數0.0124m/d～0.0322m/d，富水性貧乏-極貧乏，水化學類型以SO4-Na型為主，礦化度2.499g/L，地下水主要接受礦區西側地下水徑流補給，向礦區東側徑流排出。