庫爾勒市塔什店地貌變遷及地下水特征

彭萬林，謝萬兵，張光輝

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，新疆 庫爾勒 841000）

1 現(xiàn)狀

庫爾勒市是新疆巴音郭楞蒙古自治州（簡稱巴州）首府所在地，是巴州政治、經(jīng)濟、文化中心。這片富饒的綠洲位于天山南麓，塔里木盆地東北緣，經(jīng)濟繁榮，立體交通便利，作為南北疆的咽喉要地，戰(zhàn)略和經(jīng)濟地位十分重要。塔什店在庫爾勒市以北，雖有一山之隔，與市區(qū)相距只有13km，是庫爾勒的衛(wèi)星城鎮(zhèn)。這里有陶瓷、造紙（已關(guān)停）、化纖、橡膠、制磚、以及火電等工業(yè)，豐富的煤炭資源成為巴州的礦業(yè)中心之一[1]。

塔什店位于焉耆盆地西南端，西邊的哈滿溝有常年河水注入孔雀河，向西南匯入鐵門關(guān)水庫。源自博斯騰湖的孔雀河，從東向西流經(jīng)焉耆盆地西南部塔什店，塔什店向東為博斯騰湖退縮后留下的濕地。塔什店東距博斯騰湖約34km。

早在上世紀五十年代初，曾有梁匡一教授（已故）、趙庚蔭地質(zhì)師（已故）、周汝洪等地質(zhì)工作者對此區(qū)做過研究；00925部隊對焉耆盆地開展過1：5萬水文地質(zhì)調(diào)查。針對煤礦，前人對此區(qū)進行過多次普查勘探。但這些工作都不曾涉及塔什店地區(qū)的地貌變遷，對地下水的論述也只限于煤礦一帶。

圖1 塔什店地區(qū)山水名稱

塔什店地區(qū)，為什么更新世早期地層孤立地高居新近系之上?黃羊溝等寬闊深邃的谷地為何干涸？哈滿溝從前也是向南流的嗎？此區(qū)地下水的來龍去脈等。這些問題將在本文中探討。對這些問題的解釋，不僅可以揭開地貌、構(gòu)造運動等山河演變的面紗，而且對塔什店地區(qū)的進一步開發(fā)具有一定的意義。

2 歷史復原

六十年來，諸多地學工作者對此區(qū)的山水命名多有混亂，為便于敘述，統(tǒng)一如下（見圖1）。圖1（山谷命名暫限于本文），應該指出的是，以往“胡拉山”或“霍拉山”包括了南天山的支脈——博羅霍坦山，本文采用了狹義的叫法，“胡拉山”只指塔什店北，七個星鎮(zhèn)以西的花崗巖山體。另，以鐵門關(guān)為界，以西稱博羅霍坦山，以東叫庫魯克塔格山[2]。

本文對地史只追溯到更新世早期，再早，缺失資料，不予涉及。

塔什店地區(qū)位于焉耆盆地西南端，被SW-NE延伸的胡拉山和NW-SE向的博羅霍坦山所環(huán)抱，形成西窄東闊的喇叭狀。北邊的胡拉山由肉紅色花崗巖（γ42）組成，西南的博羅霍坦山體由灰綠色元古界（Pt）變質(zhì)巖系構(gòu)成。兩個山體之間為丘陵、平原地形。由于新構(gòu)造運動的影響，使之出現(xiàn)抬升，有斷裂褶皺等現(xiàn)象，總體呈北高南低，西高東低的趨勢。

該區(qū)從早更新世以來，地貌變遷大致分為三個階段：

第一個階段在更新世早期。天山的冰水和洪積砂礫呈扇狀堆積在當時的哈滿溝口（胡拉山和博羅霍坦山匯合處）以東南。現(xiàn)今殘留厚度10m～30m。

今天秦華煤礦向北大約5km范圍內(nèi)，地形緩緩變高，表層為更新世冰水沉積（時代與“西域礫石層”相當），覆蓋在巨厚的新近系蒼棕色半膠結(jié)砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖（N2p葡萄溝組）之上，形成規(guī)模較大的洪積扇。

第二階段，更新世中期。在探討塔什店之前，我們先敘述鄰區(qū)新構(gòu)造運動的影響。胡拉山以北，原本開都河出山口后沿大巴倫渠直接向東流去，今天的七個星鎮(zhèn)便是當時的開都河三角洲。由于新構(gòu)造運動，胡拉山-帶抬升，逼使開都河改道北移，新河道經(jīng)焉耆博湖等縣入博斯騰湖。再看與塔什店一山之隔的庫爾勒市，在更新世中期是構(gòu)造變動最活躍的時期，當時天山主要從鐵門關(guān)石灰窯一帶向庫爾勒洪積。離山較遠處，多有湖河相沉積，這些沉積層，有許多斷裂、褶皺和撓曲，成為Q2地層劇烈變動的有力證據(jù)[3]。

上邊敘述了塔什店北、南鄰區(qū)的新構(gòu)造運動遺跡，自然塔什店在更新世中期，劇烈的地殼活動也必然難以避免。

此時期，胡拉山和葡萄溝組地層劇烈抬升，向四十里城子及紫泥泉子東流的哈滿溝河水，下切河床形成了黃羊溝的寬闊河谷。

第三階段，更新世中期末（也就是Q2末期），胡拉山，葡萄溝組地層和其間的黃羊溝同時大幅抬升，逼使哈滿溝河水出山口后向南流去。哈滿溝出侏羅系山口不遠處有一分水嶺，將哈滿溝與黃羊溝的水流途徑截斷。這一“分水嶺”的地層由葡萄溝組的下臥地層——桃樹園組磚紅色角礫巖和侏羅系構(gòu)成。

本階段，新構(gòu)造運動形成了塔什店地區(qū)地形和地貌的基本形態(tài)。直到更新世晚期到全新世再無明顯變動。（圖2塔什店地區(qū)水文地質(zhì)示意圖）。

圖2 塔什店地區(qū)水文地質(zhì)示意圖

3 地下水

本區(qū)地下水補給來源有四：一為大氣降水，年降水量50mm～60mm，年蒸發(fā)量達到1200mm～1450mm。巨厚的葡萄溝組（N2p）厚達200m～350m，阻隔了原本就稀少的大氣降水的下滲，因此這一來源可略去不計；二為塔什店北部的胡拉山，該山體由肉紅色花崗巖組成，屬華里西期（γ42），有數(shù)道溝谷，季節(jié)性水流流向黃羊溝，常態(tài)下很難流出溝谷。有泉水出露，裂隙下降泉1L/s。山谷潛流或季節(jié)性洪水對黃羊溝有一定的補給。三為孔雀河，該河流經(jīng)塔什店河段大部為古-新近系地層，只有塔什店西南端直接與侏羅系接觸。從靠近孔雀河的巴州3號采煤礦井來看，2006年全年排水，降深150m，動水位已低于河水100多米，涌水量只有16.7m3/s。同樣，巴州5號井經(jīng)一年排水，動水位遠低于河水位（約低于144m），排水量僅有0.19m3/h，由此可見孔雀河對礦井補給也是極其微弱的。近河礦井只排了儲存量，河水補給量是不多的。未開采前，地下水是向孔雀河方向移動的。

塔什店地區(qū)地下水，絕大部分來自哈滿溝，此溝常年有水，經(jīng)滲透向東南方向徑流，孔雀河及東部的濕地成為地下水的排泄帶。本區(qū)有巨厚的葡萄溝組（N2p）隔水層，桃樹園組[(E2-N1)t]滲透系數(shù)只有0.012m/d～0.061m/d，侏羅系地層平均滲透系數(shù)也只有0.026m/d。哈滿溝→塔什店大部地區(qū)→孔雀河及東部濕地，這個補、徑、排方向只是實際存在的大的趨勢，地下水的徑流實際上是極其緩慢的，（圖3水文地質(zhì)剖面示意圖）。從更新世早期以來，無論此區(qū)地形地貌如何改變，但地下水的補、徑、排趨勢，始終沒有明顯變化。

圖3 水文地質(zhì)剖面示意圖

4 煤礦開采疏干排水對環(huán)境的影響

從圖3可知，哈滿溝及胡拉山花崗巖→農(nóng)一井→秦華煤礦主立井→鉆孔ZK0502→孔雀河，各處的水位標高是逐漸降低的，除去說明地下水補、徑、排路徑之外，還說明煤礦常年疏干排水，其下降漏斗影響半徑都未達到孔雀河。2017年底成孔的ZK0502，侏羅系裂隙水動水壓標高1047.4m，附近孔雀河標高1040m，說明煤礦常年排水開采，下降漏斗影響半徑并未達到ZK0502處。這和地層極小滲透性和巨厚的古-新近系有關(guān)。

秦華煤礦是塔什店地區(qū)的主要采煤礦山，當前仍在開采，年產(chǎn)煤炭80萬噸，采至標高720m，礦坑涌水量只有23m3/h。礦坑水一部分用于除塵、降溫及井下機械設備用水。排到地面的礦坑水經(jīng)綠化、蒸發(fā)，達到了排用平衡，自行消化，對孔雀河不存在污染。

博斯騰湖是我國最大的內(nèi)陸淡水吞吐湖，多年來水量減少、湖面退縮，水質(zhì)礦化度略有提高。“綠水青山，就是金山銀山”。探討塔什店煤礦開采對博斯騰湖有無影響十分重要。

塔什店煤田東距博斯騰湖甚遠，約34km到揚水站，這里是孔雀河的源頭，揚水站將博斯騰湖的水輸送到孔雀河。

煤田到博斯騰湖之間，淺表部分局部有沼澤，水草等濕地存在，但其下部為葡萄溝組半膠結(jié)泥質(zhì)巖類，有效阻隔了博斯騰湖與煤田的聯(lián)系。葡萄溝組（N2p）地層單位涌水量q＜0.001L/s·m，屬于隔水層。桃樹園組（E3-N1）t滲透系數(shù)K=0.01m/d～0.06m/d；侏羅系（J）滲透系數(shù)K=0.026m/d，這些地層大量存在于湖礦之間，但湖與礦并不直接接觸。塔什店煤田地下水循環(huán)，總體來說屬于焉耆盆地的補、徑、排系統(tǒng)，但煤礦地下水循環(huán)與博斯騰湖水循環(huán)，畢竟是兩個體系，互不影響。

當前秦華煤礦開采到標高720m，其疏干排水造成的降落漏斗尚未影響到ZK0502鉆孔，更談不上影響到博斯騰湖，即便幾十年煤礦閉坑后，其地下水循環(huán)體系也遠遠影響不到博斯騰湖。

5 結(jié)語

（1）更新世早期（Q1），哈滿溝在出山口處（現(xiàn)哈滿溝煤礦東端），以扇狀堆積了冰水沉積和洪積砂礫石，扇緣展布于四十里城子、紫泥泉子一帶。今天Q1礫石層的存在，只是談洪積扇經(jīng)北部和西部侵蝕后的殘留部分。

（2）更新世中期，在此區(qū)是構(gòu)造運動劇烈頻繁的時期。胡拉山（γ42）和葡萄溝組（N2p）的抬升，造成了哈滿溝沿黃羊溝一帶下切，當時來自天山的哈滿溝河水出山口后，形成黃羊溝，一直東流入博斯騰湖。

（3）更新世中期末，胡拉山、葡萄溝組地層與黃羊溝一并上升，在哈滿溝溝口形成小分水嶺，逼使哈滿溝南拐再向東流，入孔雀河后，經(jīng)鐵門關(guān)流到庫爾勒（現(xiàn)今已有鐵門關(guān)水庫）。這種地貌從晚更新世到全新世，其總地貌基本無大的變化。

（4）塔什店地區(qū)地下水，主要來自哈滿溝。哈滿溝河水及河床潛水以及北部胡拉山季節(jié)性水流是補給區(qū)，孔雀河及博斯騰湖以西的濕地是排泄區(qū)，徑流極其微弱。不論中更新世新構(gòu)造運動使地形地貌如何變動，這一補、徑、排關(guān)系始終不變。

（5）煤礦開采中的礦坑水，排、用基本平衡，不會污染孔雀河。孔雀河對煤礦開采的影響并不明顯，巴州1號、3號井的大降深、小水量，以及近期施工的ZK0502（地下水位高于孔雀河）都是有力的佐證。

（6）煤礦的開采與博斯騰湖及其保護區(qū)互不相干。