新疆尼勒克縣胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)水文地質(zhì)條件分析

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 新疆尼勒克縣胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)水文地質(zhì)條件分析

宋 強(qiáng)

摘要：本文通過(guò)前人資料，結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查，分析了胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)的水文地質(zhì)條件及地下水類型，查明了該區(qū)各地層的含水性的分布，為以后施工提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；地下水；富水性

1、概況

1.1、地形地貌

新疆尼勒克縣胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)區(qū)域上位于新疆北部中天山西段的尼勒克山間坳陷盆地，地勢(shì)上呈現(xiàn)出一南高北低的由東向西傾斜的狹長(zhǎng)的喀什河谷地，盆地北界發(fā)育東西向延伸的科—博帶南緣斷裂，為一高角度逆沖斷層，具隔水性；南部邊界為鐵木里克斷裂，東西延伸，同樣具有阻水性。在這兩個(gè)隔水邊界之間形成以侏羅系構(gòu)造層為主體，東西向延伸，東部狹      窄西部相對(duì)寬緩獨(dú)立水文地質(zhì)單元。

1.2、氣象

礦區(qū)屬大陸性北溫帶氣候，夏季溫和濕潤(rùn)、降水充沛，冬季寒冷，積雪較深，年溫差和晝夜溫差大。根據(jù)伊犁尼勒克種蜂場(chǎng)水文站氣象觀測(cè)資料，礦區(qū)多年平均氣溫5—7℃，歷年極端最高氣溫37.9℃（1979年8月3日），極端最低氣溫-39.9℃（1969年1月28日），最冷月平均氣溫-9.3℃（1月）；多年平均年降水量353.4mm,多集中在4—9月,日最大降水量33.4mm；多年平均蒸發(fā)量1471. 8mm；多年平均相對(duì)濕度69%，多年平均日照時(shí)數(shù)2795.8h，無(wú)霜期為103d，多年平均風(fēng)速2.5m/s，最大風(fēng)速24m/s，風(fēng)向W；10月至翌年3月為冰凍期，最大凍土深度1.5m左右。全年最大積雪深度約2.4m ,多年平均積雪日數(shù)113d。

1.3、水文

喀什河種蜂場(chǎng)—烏拉斯臺(tái)-胡吉爾臺(tái)段自礦區(qū)東部經(jīng)礦區(qū)東北邊外圍流向礦區(qū)西北部外圍，為該區(qū)最大河流，胡吉爾臺(tái)段以上河段為喀什河的上游段，河道平均比降為8 ‰?？κ埠佑蓶|向西縱貫工作區(qū)北部。1988年6月27日，喀什河發(fā)生了有實(shí)測(cè)資料以來(lái)的最大一次洪水，據(jù)烏拉斯臺(tái)水文站觀測(cè)資料，洪峰流量為1010 m³/s，據(jù)調(diào)查當(dāng)?shù)?/span>歷史最高洪水位約1425m，洪水重現(xiàn)期為70年。

2、區(qū)域水文地質(zhì)

區(qū)域地下水類型主要為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水，其水文地質(zhì)特征及分布見(jiàn)表1。

表1                        區(qū)域地下水類型及特征

地下水類型

層位代號(hào)

水文地質(zhì)特征

備注

松散巖類孔隙水

Q₄^apl

賦存于第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q₄^apl）砂礫石層中,分布于喀什河谷及各支流兩側(cè)，由砂礫石及亞砂土組成。疏松多孔，無(wú)膠結(jié)，散體狀。接受大氣降水或地表水的滲入補(bǔ)給，形成孔隙水。單泉流量為0.5—1.0L/s,弱富水性含水層。

水質(zhì)基本 良 好，均為當(dāng)?shù)厝诵箫嬘盟础?o:p>

基巖裂隙水

Eh

由第三系一套巨厚層磚紅色、灰白色礫巖、含礫粗砂巖與砂質(zhì)泥巖組成，為含水層，區(qū)域分布主要在本區(qū)外圍北部，接受大氣降水或地表水的滲入補(bǔ)給，形成孔隙裂隙水。區(qū)內(nèi)零星出露，ZK820孔揭露厚度最厚達(dá)441.00m。ZK623抽水試驗(yàn)單位涌水量q=0.009l/sm,含水層富水性弱。

J₂x

賦存于中侏羅系西山窯組(J₂x)碎屑巖中，由孔隙、節(jié)理、裂隙、層理、片理接受大氣降水或地表水的滲入補(bǔ)給，形成層間孔隙裂隙水。在巖層地表淺部地帶形成風(fēng)化裂隙水。單泉流量0.01—0.5L/s，弱富水性含水層。在巖層深部地帶，由于地應(yīng)力及靜水壓力的作用，層間孔隙裂隙水具有承壓性質(zhì)。

J₁s+b

賦存于下侏羅三工河組(J₁s)及八道灣組(J₁b)碎屑巖中，孔、裂隙、層理、節(jié)、片理發(fā)育，接受大氣降水或地表水的滲入補(bǔ)給，形成層間孔隙裂隙水。在巖層地表淺部地帶形成風(fēng)化裂隙水。單泉流量1—10L/s，中等富水性含水層。巖層深部地帶由于地應(yīng)力及靜水壓力作用，層間孔隙裂隙賦存承壓水。

P₂t

賦存于上二疊系鐵木里克組（P₂t）鈣質(zhì)細(xì)碎屑巖、礫巖夾灰?guī)r中，礫巖礫徑5—20cm，成分以火山巖為主，并且有花崗巖及碎屑巖塊，為砂質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)。分布在工作區(qū)的西、西南部，風(fēng)化裂隙發(fā)育，接受大氣降水或地表水的滲入補(bǔ)給，形成裂隙水，單泉流量1—10L/s，中等富水性巖層。

C₁

賦存于下石炭統(tǒng)（C1）大哈拉軍山組和阿恰勒河組中，由一套中-中酸（酸）性火山巖組成，分布在勘查區(qū)南北兩側(cè)分水嶺阿吾拉勒山、婆羅科努山山區(qū)，由于位于侵蝕基準(zhǔn)面以上，風(fēng)化裂隙發(fā)育，接受大氣降水或地表水滲入補(bǔ)給，形成裂隙水，單泉流量0.1—1L/s，屬弱富水性含水層。

3 勘查區(qū)水文地質(zhì)條件分析

3.1、勘查區(qū)地下水類型

胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)按照地下水埋藏、賦存條件及水動(dòng)力特征，區(qū)內(nèi)地下水分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種。由于區(qū)內(nèi)巖層含水性十分不均勻，嚴(yán)格劃分含水層與隔水層難度大，因此根據(jù)煤井田地表水文地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪成果和鉆探水文地質(zhì)資料，結(jié)合井田東側(cè)鄰區(qū)吉倫臺(tái)-塘壩勘查區(qū)6井田及區(qū)域水文地質(zhì)資料，將區(qū)內(nèi)巖層分為含水層、透水不含水層和相對(duì)隔水層三種。其中含水層分為第四系松散巖類弱孔隙含水巖組、第三系以及西山窯組淺部風(fēng)化與火燒弱-強(qiáng)孔裂隙含水巖組及其基巖層間弱-中等層間裂隙含水巖組。現(xiàn)分述如下。

3.1.1、第四系松散巖類弱孔隙含水巖組：第四系表層多為細(xì)砂土、粉砂土及腐植土，松散無(wú)膠結(jié)，孔隙發(fā)育，由于接受大氣降水的滲入補(bǔ)給，形成孔隙潛水，泉水大多在沖溝源頭及山坡坡腳地帶呈片狀滲出形成，匯入喀什河溪流。據(jù)填圖資料，流量為0.04L/s～1.24L/s。據(jù)鉆孔揭露厚度為2.3-221.91m，厚度變化較大，ZK1504孔在26.67m處鉆遇該層時(shí)漏水，漏失量1.20m³/h。該層水無(wú)色、無(wú)味、透明，礦化度為0.6654-0.8414g/L，PH值為7.70-8.08，基本上屬HCO₃·SO₄-Mg·Ca·Na或HCO₃·SO₄-Na·Ca，屬富水性中等—弱富水性。

3.1.2、淺部基巖風(fēng)化與火燒孔-裂隙水：勘查區(qū)基巖風(fēng)化帶主要由第三系和中侏羅西山窯組風(fēng)化帶組成，近地表風(fēng)化裂隙發(fā)育，透水性中等-強(qiáng)，接受大氣降水及第四系孔隙水入滲補(bǔ)給，形成淺部風(fēng)化裂隙水。據(jù)鉆孔資料，風(fēng)化帶厚度一般3—150m，最厚達(dá)441.00m（820孔）。泉水出露位置各異，井田內(nèi)泉水出露標(biāo)高為1550—1793m，流量0.01-0.96 L/s，富水性弱。據(jù)本區(qū)東側(cè)相鄰礦區(qū)六井田19E09鉆孔火燒段注水試驗(yàn)，獲得火燒段滲透系數(shù)1.3365m/d。燒變巖石接受大氣降水及第四系松散巖類孔隙水滲入補(bǔ)給，形成淺部基巖風(fēng)化裂隙水，富水性隨季節(jié)變化，雨季水位高，富水性較強(qiáng)。

3.1.3、第三系碎屑巖孔裂隙含水層：主要分布于勘查區(qū)中部的1-7線，呈東西向分布，其它區(qū)域?yàn)榱阈欠植挤植?，主要巖性為一套巨厚層的灰—紫灰色中細(xì)粒砂夾灰—棕紅和棕紫色粉砂土，磚紅色粘土，底部為含礫砂質(zhì)粘土，較松軟，厚度變化較大，據(jù)鉆孔揭露，厚度為6.22-441.00m（ZK820），相差懸殊。ZK623抽水試驗(yàn)單位涌水量q=0.009l/sm,滲透系數(shù)（K）分別為0.021m/d，含水層透水性中等，富水性弱。水質(zhì)類型SO₄·Cl-Na·Ca型咸水，PH值為11.2，礦化度3.5198g/L，因地應(yīng)力、靜水壓力作用，層間裂隙水屬承壓水性質(zhì)。

3.1.4、西山窯組層間裂隙水J₂x：中侏羅西山窯組層間裂隙水，賦存于含煤碎屑巖中，主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖及煤組成，其中C11煤以上J₂x³以泥巖、粉砂巖為主，含煤性差，充導(dǎo)水性差，為隔水巖組，其余為含水巖組。主要煤系J₂x¹、J₂x²中砂礫巖僅占34%，粉砂巖、泥巖占49%，粉砂巖及泥巖中孔裂隙不發(fā)育，鉆進(jìn)泥漿消耗小，不大于1.0m³/h，形成相對(duì)隔水層，由于層間裂隙及構(gòu)造裂隙有一定發(fā)育，與砂礫巖孔裂隙（層理、層面、片理、節(jié)理等）一起，接受大氣降水及部分地表水、第四系松散巖類孔隙水滲入，形成含煤碎屑巖類層間裂隙水。

根據(jù)鉆孔ZK422、ZK621及ZK623（J₂x¹）孔抽水試驗(yàn)資料得知：綜合單位涌水量為0.079L/s.m，綜合滲透系數(shù)為0.0587 m/d，西山窯組含水層透水性中等，富水性弱。水質(zhì)類型HCO₃·SO₄·Cl-Na·Mg型微咸水，PH值為7.39，礦化度1.3881g/L，因地應(yīng)力、靜水壓力作用，層間裂隙水屬承壓水性質(zhì)。

3.2、透水不含水層

工作區(qū)內(nèi)透水不含水層的水文地質(zhì)特征及分布見(jiàn)表2。

表2             礦區(qū)透水不含水層的分布及水文地質(zhì)特征

地層時(shí)代

水文地質(zhì)特征

備注

第四系

全新統(tǒng)風(fēng)積層Q₄^eol

為廣泛分布于礦區(qū)地表的黃土類亞砂土層，一般厚4—10m，上覆0.5—1m厚的腐殖土，疏松多孔，松散狀。位于地下水位以上，透水，不含水，為透水不含水層。

 

上更新統(tǒng)洪積層Q_2-3^pl

表層為腐植土層，下部由卵礫石、中粗砂組成，礫石磨圓度較好，呈渾圓狀，約占50%—60%，次為砂；厚度變化大，一般為3—18m，在中部可達(dá)59m。疏松多孔，松散狀。分布于喀什河兩岸的二級(jí)階地，在區(qū)內(nèi)主要分布在喀什河南岸至山腳一帶，地勢(shì)較平坦。據(jù)調(diào)查了解，七十一團(tuán)煤礦曾經(jīng)設(shè)想在此地層打井以解決煤礦供水問(wèn)題，鉆孔施工后發(fā)現(xiàn)此地層主要位于地下水位以上，為透水不含水層。

3.3、相對(duì)隔水層

區(qū)內(nèi)侏羅系中統(tǒng)西山窯組第一段（J₂x¹）和第二段（J₂x²）中的粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、菱鐵質(zhì)泥巖，單層厚度大于3m以上，完整性好的巖層，均可視為相對(duì)隔水層。據(jù)鄰區(qū)吉倫臺(tái)-塘壩勘查區(qū)詳查控制，胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)西山窯組C11煤以上第三段含煤性差，粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及菱鐵質(zhì)泥巖占其91%多，含水性差，透水性差，且全區(qū)厚度相對(duì)穩(wěn)定，為礦區(qū)相對(duì)穩(wěn)定隔水巖組。

3.4、斷裂構(gòu)造帶水文地質(zhì)特征

胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)位于阿吾拉勒山北坡與喀什河之間向北傾斜的侏羅系地層，區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，主要斷裂構(gòu)造是位于南部的F1-1斷層，走向近東西，斷層上盤(pán)為侏羅系煤系地層，下盤(pán)為新近系磚紅色粘土巖，固結(jié)程度差。斷層破壞了南北煤系地層的連續(xù)性，斷層兩盤(pán)地層重新組合，新近系粘土地層與侏羅系碎屑巖孔隙裂隙含水層對(duì)接，阻隔了地下水向煤系地層的運(yùn)移，為一隔水?dāng)鄬印?o:p>

3.5、礦區(qū)地下水補(bǔ)給、逕流排泄條件

3.5.1、補(bǔ)給條件

勘查區(qū)地下水補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水、冰雪融水、喀什河水及其支流溪溝流水。

區(qū)內(nèi)第四系松散巖類孔隙水，由于位于表層，牧草茂盛，易于接受大氣降水的滲入補(bǔ)給，條件良好。

區(qū)內(nèi)第三系(Eh)碎屑巖表層風(fēng)化裂隙水，由于表層風(fēng)化裂隙發(fā)育，大多有第四系松散土層覆蓋，易于接受大氣降水及第四系松散巖類孔隙水滲入補(bǔ)給，條件良好。

區(qū)內(nèi)侏羅系中統(tǒng)西山窯組(J₂x)碎屑巖，在礦區(qū)內(nèi)出露面積較大，表層風(fēng)化裂隙發(fā)育，多有第四系松散土層覆蓋，其中碎屑巖層間裂隙水易于接受大氣降水及第四系松散巖類孔隙水、冰雪融水、溪溝切割地段中溪溝流水滲入補(bǔ)給，條件良好。但由于山高坡陡，在降雨量大的情況下，降水大多順著斜坡流入沖溝，以地表徑流的形式流入喀什河，補(bǔ)給條件較差。

3.5.2、逕流排泄條件

第四系松散巖類孔隙水及第三系(Eh)、侏羅系中統(tǒng)西山窯組(J₂x)碎屑巖表層風(fēng)化裂隙水，均位于礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面（標(biāo)高+1386.3m）以上，可以自然排泄。這類地下水逕流途徑短，就地補(bǔ)給就地排泄，以泉或溪溝流水形式補(bǔ)給河水，故此地下水逕流排泄條件良好。

第三系(Eh)及侏羅系中統(tǒng)西山窯組(J₂x)碎屑巖中層間裂隙水在埋深較大、位于侵蝕基準(zhǔn)面以下時(shí)，逕流條件受礦區(qū)構(gòu)造及區(qū)域構(gòu)造控制，總體上看，地下水流向是由南向北，再向喀什河排泄。碎屑巖節(jié)理、裂隙多呈閉合狀，并且多被方解石脈或石英脈所充填，連通性差，第三系主要巖性為棕紅和棕紫色粉砂土，磚紅色粘土，膠結(jié)差或半膠結(jié)，遇水膨脹，易碎裂，裂隙不發(fā)育，底部為含礫砂質(zhì)粘土，較松軟，地下水逕流排泄條件不好；據(jù)鉆孔揭露統(tǒng)計(jì)，在西山窯組(J₂x)地層中，砂礫巖占總厚度的34%，而粉砂巖和泥巖、炭泥占其中的49%，大量完整性好的粉砂巖、泥巖地段，遇水軟化、膨脹，成為相對(duì)隔水層阻水地段。因此，此類地下水逕流排泄條件不好。

4、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)前人資料的研究，結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查，分析了胡吉爾臺(tái)勘查區(qū)的水文地質(zhì)條件，查明了該區(qū)各地層的含水性，地下水類型及分布變化規(guī)律，為以后該區(qū)施工提供了參考依據(jù)。