謝萬兵,王 剛,王保山
(新疆地質礦產勘查開發(fā)局第三地質大隊,新疆庫爾勒841000)
羅布泊堿水泉一帶的沉積環(huán)境是淡水—微咸水—咸水環(huán)境,為羅布泊鹽湖的一部分,理清該區(qū)域的地下水的補徑排關系,可以很好地解釋該區(qū)域的成礦機理,并為找礦指明方向。
影響地下水運移的主要因素有地形地貌特征和地質構造;地下水等水位線是直觀反映地下水勢能變化的曲線,進而反映出地下水的流動方向;地下水礦化度的變化則是間接反映地下水在徑流過程中補給與排泄差額是正或負的一個特征值(地下水徑流沿程存在鹽含量異常的情況除外)。本文將通過羅布泊堿水泉一帶地形地貌特征、地質構造、地下水等水位線和地下水礦化度等值線4個方面來評價和論證羅布泊堿水泉一帶地下水的補、徑、排的規(guī)律和特征。
羅布泊堿水泉一帶(即阿其克谷地,以下簡稱評價區(qū))位于羅布泊東部,呈北東—南西向“帶”狀分布,其北側和東側為東天山(北山西段),南側為阿爾金山山前沖洪積傾斜平原(庫木塔格沙漠),西側即為羅布泊干鹽湖。地形地貌的主要特點是北部和東部為中低山丘陵區(qū),山脈多呈北東—南西向展布,海拔高度在1000~1600m,相對高差100~300m;南部是庫木塔格沙漠,海拔高度1000~1800m,地勢由南向北傾斜,主要沙漠地貌有沙山和羽毛狀沙垅,構成了庫姆塔格沙漠的獨特景觀;西側為羅布泊洼地,是塔里木盆地最低處、是盆地水系的最后歸宿地、也是積鹽中心,洼地東部和東北部廣大湖積平原上,在流水侵蝕的基礎上、在長期風蝕作用下,形成與風向大致平行的風蝕墩與風蝕凹地相間的“雅丹”地貌,一般海拔為800~900m左右。
因此評價區(qū)總的地勢是中間低,南、北兩側相對較高,且在評價區(qū)周邊可見許多干涸的沖溝,沖溝從南、東、北3個方向向評價區(qū)匯流,然后向西南流入羅布泊干鹽湖。
堿水泉一帶的斷裂構造是在區(qū)域構造作用下形成的,由于印度板塊向歐亞板塊的俯沖、碰撞和擠壓的強烈影響下,堿水泉地區(qū)受到近南北向的擠壓力,產生了一系列的北東—南西向或近乎東西向的斷裂,形成了一系列的斷陷凹地。其主要斷裂為紅十井—奮斗井區(qū)域性斷裂帶,在堿水泉一帶為一隱伏斷裂帶,區(qū)域上屬羅布泊—疏勒河斷裂帶一部分,向西延至羅布泊被北北東向斷裂帶切割改造,向東經安西、橋灣止甘肅苦水井、音凹峽一帶,該斷裂不僅控制了古生代地層分布,而且還控制了中新生代沉積盆地及其建造;早期也可能是敦煌地塊與北山裂谷構造帶的分界斷裂,新構造運動時期,該斷裂呈壓扭性活動,沿斷裂帶湖泊發(fā)育。新構造運動時期該斷裂呈壓扭性質,沿斷裂帶湖泊發(fā)育,泉水眾多,并呈線狀分布,斷裂帶為兩側水系的匯集帶,且兩側水系類型差異明顯,斷裂北側為平行或辮狀水系,南側為樹枝狀水系;斷裂北側地勢較高(中低山丘陵),南側地勢較低(沖積平原)。由于上述斷裂構造使得堿水泉一帶地貌為一次生的斷陷盆地(阿其克谷地),使得該區(qū)域形成了巨厚的更新世(Qp)及全新世(Qh)湖相沉積的碎屑層,地層巖性主要為砂與粘土的互層,為地下水的儲存和運移提供了優(yōu)越的空間。
在區(qū)內按網格狀均勻布設了17眼鉆孔,通過測定孔口標高和孔內潛水水位埋深,計算出該鉆孔處的潛水水位標高,通過潛水水位標高繪制等水位線圖(見圖1),可以看出潛水水位由北東向西南呈降低趨勢(824~720m),等水位線呈一條近似北東—南西向的溝谷形態(tài),它反映了地下水的運移過程是由南和北向區(qū)中軸匯合,然后由北東向南西徑流。
圖1 地下水等水位線
同時對區(qū)內鉆孔內的潛水取水樣,并化驗,主要針對化驗結果中礦化度進行對比分析說明,根據各孔內的潛水礦化度值繪制礦化度等值線圖(見圖2),可以看出該區(qū)地下水沿地下水徑流方向,地下水中離子含量呈現逐漸富集的趨勢(1.917~276.25g/L),評價區(qū)蒸發(fā)量位于大陸腹地,屬典型大陸干旱性氣候,氣候干旱炎熱,降雨量極少,年降水量25mm,年蒸發(fā)量3000mm以上,蒸發(fā)量遠遠大于降水量,無常年流水河,因此評價區(qū)地下水的補給主要為地下水側向徑流為主,排泄以蒸發(fā)和側向徑流排泄為主,評價區(qū)地下水在徑流過程排泄量大于補給量,即“水去鹽留”,地下水中的礦化度呈現增高趨勢。
圖2 地下水礦化度等值線
地下水系統的形成和地下水運移主要受地形地貌、地層和地質構造的控制。評價區(qū)地下水在上述因素的影響下,屬于地下水的徑流區(qū),大體上形成由南北兩個方向向評價區(qū)匯流,然后由評價區(qū)向西南排泄至羅布泊洼地的地下水徑流系統,具有清晰的地下水補給、徑流、排泄規(guī)律,含水層補、排關系。
評價區(qū)的北部為北山山前孔隙亞區(qū),該區(qū)地下水對評價區(qū)內的地下水進行側向補給,因此評價區(qū)北側邊界為補給邊界;評估區(qū)南側為阿爾金山山前孔隙水區(qū),該區(qū)地下水對評估區(qū)地下水進行側向補給,因此評價區(qū)南側邊界為補給邊界;評價區(qū)西側羅布泊干鹽湖孔隙及晶間孔隙水亞區(qū)(羅南),評價區(qū)地下水對該區(qū)地下水進行側向補給,因此評價區(qū)西側邊界為排泄邊界(圖3)。
圖3 地下水系統補、排邊界示意圖
評價區(qū)屬典型大陸干旱性氣候,氣候干旱炎熱,蒸發(fā)量遠遠大于降水量,且無常年流水河,評價區(qū)地下水在徑流過程排泄量大于補給量(蒸發(fā),“水去鹽留”),地下水中的礦化度呈現增高趨勢,地下水類型逐漸由微咸水富集鹵水。
[1]新疆若羌縣堿水泉一帶鉀鹽、硼鹽資源評價報告[R].新疆地質礦產勘查開發(fā)局第三地質大隊,2017.
[2]水文地質手[M].地質出版社,1990.
[3]DZ/T 0212-2002鹽湖和鹽類礦產地質勘查規(guī)范[S].