李德軍 于 斌
(1.內(nèi)蒙古扎賚諾爾煤業(yè)有限責(zé)任公司 勘測公司,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021410;2.內(nèi)蒙古扎賚諾爾煤業(yè)有限責(zé)任公司 靈東煤礦,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021410)
東勝煤田位于鄂爾多斯盆地伊盟隆起南部, 煤炭資源豐富,為鄂爾多斯盆地重要的煤炭生產(chǎn)基地。 近年來,前人對該地區(qū)盆地沉積體系與層序地層、聚煤規(guī)律及煤炭資源評價等方面做了較為系統(tǒng)深入的研究[1-2],但對煤田開發(fā)及礦井安全方面研究相對薄弱。 本次研究在煤田水文地質(zhì)學(xué)理論指導(dǎo)下[3],通過對東勝煤田新街地區(qū)水文地質(zhì)條件的調(diào)查,論述地下水類型及特征,劃分了區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)類型,為煤田的開發(fā)和安全生產(chǎn)提供了可靠的水文地質(zhì)資料。
東勝煤田屬于鄂爾多斯盆地地下水系統(tǒng)內(nèi)的白堊系碎屑巖裂隙孔隙含水系統(tǒng)和石炭-侏羅系碎屑巖裂隙與上覆松散層孔隙含水層系統(tǒng)。 受地層巖性巖相結(jié)構(gòu)以及補給條件控制,東勝煤田區(qū)內(nèi)地下水分布不均,賦存條件各地差異明顯。 煤田地下水均起源于大氣降水。 白堊系含水巖系、第四系薩拉烏蘇含水巖組以及桌子山巖溶裂隙含水巖系,其最主要補給來源為大氣降水入滲,約占總補給量的90%以上,另外還有少量的農(nóng)田灌溉入滲補給、水庫渠系滲漏等。 含水層獲得補給的能力,在地形、包氣帶巖性與結(jié)構(gòu)、降水特征等因素控制下,總體上以第四系含水巖系為最強,其次為白堊系含水巖系,石炭~侏羅系碎屑巖類風(fēng)化裂隙含水巖系、寒武~奧陶系巖溶含水巖系較差。
受含水層結(jié)構(gòu)與滲透性、含水層與包氣帶易溶鹽份組成及含量、含水層中地下水交替強度和更新能力等因素控制,盆地內(nèi)地下水化學(xué)成份類型和含量變化比較復(fù)雜。 水平方向上地下水化學(xué)類型由東向西、 由南向北, 依次為HCO3型—HCO3·SO4(HCO3·Cl)型—SO4·Cl(Cl)型,礦化度也總體表現(xiàn)為逐漸升高。垂向上, 在地勢較高的分水嶺地區(qū), 上下層地下水礦化度均較低,并具有由下向下逐漸增高的趨勢;在地勢低洼的河流下游及較大湖泊的周邊,不論是上層還是下層,地下水礦化度均較高。
據(jù)地下水的埋藏條件及水力特征, 新街地區(qū)地下水可分為潛水與承壓水兩大類型。 潛水分布廣泛,主要含水層為風(fēng)積沙層、薩拉烏素含水層及白堊系下統(tǒng)志丹群上部含水層,受不同地貌單元約束。 薩拉烏素組含水層主要分布在區(qū)內(nèi)中東部河谷地帶; 白堊系下統(tǒng)志丹群含水層分布范圍及厚度變化較大,主要分布在區(qū)內(nèi)東南部,和北部零星地區(qū),其它地區(qū)則潛伏于其它潛水含水層之下,與上覆含水層組成一個多層非均質(zhì)復(fù)合含水層(組)。 各潛水含水層之間沒有連續(xù)良好隔水層,無論在水平還是在垂直方向都存在普遍而密切的水力聯(lián)系,為一個統(tǒng)一含水層(組)。 潛水補給主要來源于大氣降水,其次是上游的側(cè)向徑流補給、沙丘凝結(jié)水及適宜地段深部承壓水頂托越流補給。 排泄主要有蒸發(fā)、補給地表水、補給深部承壓水等方式,河道兩側(cè)以泉水、滲流的形式排泄地下水,補給河流及水庫,其次是人工開采及通過徑流補給鄰區(qū)地下水的方式排泄。 潛水位的變化隨季節(jié)變化而變化,雨季潛水位高而旱季潛水位低,年變化幅度0.3~0.5m。 白堊系下統(tǒng)志丹群分布廣泛,是未來勘探供水的理想層位。 新建的扎薩克水庫可滿足煤礦開發(fā)建設(shè)需要,是理想的供水水源地。
地下水化學(xué)成分是一個地區(qū)地形、地貌、氣候、地層巖性及補徑排條件的綜合反映,同時可能對人體健康和生產(chǎn)活動等產(chǎn)生影響。 取樣調(diào)查結(jié)果顯示,區(qū)內(nèi)地下水大部分屬于淡水,酸堿性均為中性到弱堿性之間, 礦化度大部分小于1000mg/L,但在人口聚集地區(qū)附近礦化度較大, 大于1000mg/L, 最大6468mg/L,推測為人為活動造成,距離地表河流沿岸兩側(cè)礦化度較小,一般在500mg/L~800mg/L。對地下水的化學(xué)成分進行舒卡列夫分類, 整個研究區(qū)地下水化學(xué)類型基本可分HCO3-Ca·Na 型水和HCO3-Ca 型水。 HCO3-Ca 型水主要分布在工區(qū)東南部,HCO3-Ca·Na 型水分布于工區(qū)西部,北部零星分布有HCO3·CI-Ca,HCO3·Ca-Na-Mg 型水以及HCO3·Ca-Mg·型水。 根據(jù)地下水的化學(xué)類型,結(jié)合地下水的礦化度可知,扎薩克河?xùn)|岸水交替較西北強烈,水質(zhì)較好,人類活動頻繁的地區(qū)Na+、CI-含量偏高。
裂隙含水巖組是研究區(qū)可采煤層的直接充水含水巖組,其富水性弱,補給條件和徑流條件較差,以側(cè)向徑流補給為主,大氣降水為次要補給源;煤層位于地下水位以下,直接充水含水巖組的單位涌水量小于0.1L/s·m,富水性弱。 間接充水含水層薩拉烏素(Q3s)孔隙潛水含水層單位涌水量q=6.7~40.32L/s·m,雖然富水性強,但距可采煤層距離遠,潛水含水層與煤層間距大,平均在500m 左右,且研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單,水文地質(zhì)條件簡單。 綜合分析認為,水文地質(zhì)勘查類型為以裂隙充水為主、水文地質(zhì)條件簡單的礦床。
新街地區(qū)含水系統(tǒng)主要為鄂爾多斯高原第四系—白堊系含水層系統(tǒng),其次為侏羅系碎屑巖裂隙水含水層系統(tǒng),兩個含水巖系在空間上上下疊置,并具有統(tǒng)一的水力聯(lián)系,構(gòu)成一個相對獨立的含水統(tǒng)一體。 地下水可分為潛水與承壓水兩大類型,水化學(xué)類型基本可分HCO3-Ca·Na 型和HCO3-Ca 型。 綜合分析認為,水文地質(zhì)勘查類型為以裂隙充水為主、水文地質(zhì)條件簡單的礦床。
[1]中國煤田地質(zhì)總局.鄂爾多斯盆地聚煤規(guī)律及煤田資源評價[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1996
[2]聶浩剛,董福辰,趙維寬等.東勝煤田含煤巖系層序地層特征與聚煤規(guī)律分析-以東勝煤田阿不亥煤炭勘查區(qū)為例[J].中國煤炭地質(zhì),2011,23(2):10-16