王保山
(新疆地礦局第三地質(zhì)大隊,新疆 庫爾勒 841000)
大洼地位于羅布泊的東北方向,大洼地為次生的斷陷盆地,第四系沖積和湖泊碎屑沉積十分發(fā)育,地層巖性以粘性土、砂土為主(局部為淤泥質(zhì)土),化學沉積較少且多分布于湖盆地表。文中對大洼地一帶鉀鹽礦水文地質(zhì)及水化學特征分析,旨在該區(qū)相關研究工作提供參考[1]。
本區(qū)大氣降水在山區(qū)轉變?yōu)榇藕J┖蛶祠斔瘢ò咨剑┘按藕{}礦東區(qū)的基巖裂隙水和地表水,地表水流出山口后進入山前傾斜礫質(zhì)平原以及山間洼地前緣沿斷層出露成泉后又轉變成地表水,并以測向補給形式補給大洼地。在這種運動過程中,通過表面水的蒸發(fā)、人工開采等方式排泄,在垂向上地下水系統(tǒng)相對穩(wěn)定的由下向上運動,水不斷交替呈混合型,中深層承壓水水頭相對較高,通過斷層或相對隔水層補給淺層承壓水[2]。在垂向上水質(zhì)也由SO4-Ca·Mg型水轉變?yōu)镾O4·Cl-Ca·Na型水,最終變?yōu)镃l-Na型水后經(jīng)過長期的蒸發(fā)濃縮形成了高礦化的富鉀鹵水。
礦區(qū)只賦存有承壓水。依據(jù)含水層介質(zhì)類型、含水層結構特征、水動力條件等,含水層系統(tǒng)結構特征描述如下:
承壓水含水層的分布范圍為ZK1500、ZK0700、ZK0000、ZK0800、ZK1608以北且尚算連續(xù),含水介質(zhì)(巖性)為粘土質(zhì)細砂、含粘土礫石的粉砂、鈣質(zhì)膠結中粗砂、粘土質(zhì)粉砂、含礫石粘土質(zhì)粉砂、含粘土石膏的粉砂,含石膏礫石之中粗砂、細砂、含石膏粉砂之粘土、含礫石粗砂質(zhì)粘土、含石膏的砂礫石、礫石層、含石膏的粉砂;承壓水頭在12.4m~124.31m。
上述鉆孔以南基本未見水且60m~70m見基巖;大體上看,受山前洪積扇臺地的地形控制,盆地內(nèi)的承壓鹵水含水層,厚度變化較大,由西南向東北逐漸增厚,西南部未見水。
礦區(qū)內(nèi)承壓水的單井涌水量一般1.29m3/d~2.4m3/d。礦區(qū)范圍內(nèi)承壓水的礦化度在21.58g/L~98.19g/L,水化學類型為Cl-Na型水,鹵水類型為Na-SO4亞型為主,16線以西,承壓水礦化度大于50 g/L外,以東小于50g/L,總體看其趨勢是隨地形由東北向西南富集。
根據(jù)含水層單井單位涌水量將其富水性分為2個區(qū):
q=10-100m3/d·m;(富水性中等)
q<10m3/d·m;(富水性弱)
礦區(qū)中部ZK1600處富水性最強,單位涌水量21.77m3/d·m(見圖1),其余大部分地區(qū)單位涌水量均小于10m3/d·m。
圖1 礦區(qū)范圍承壓水水位埋深等值線、礦化度等值線圖
地下水系統(tǒng)的形成和地下水運移主要受地形地貌、地層和地質(zhì)構造的控制。
(1)地下水系統(tǒng)補給條件。氣候因素對大洼地調(diào)查區(qū)的補給有:大氣降水的入滲補給、大氣凝結水的補給;受地層巖性、地質(zhì)構造和地貌等條件的制約,形成的側向補給,大洼地調(diào)查區(qū)的北部邊界的地下水徑流補給;東南部山區(qū)的間歇性的地表洪流的補給。
(2)地下水系統(tǒng)逕流條件。大洼地地下水系統(tǒng)的逕流,受地形地貌、含水層結構的控制,地下水總體流向與地形坡降趨勢相一致,地下水總體流向由東南部、南部向西北部(ZK0707—ZK1607附近)一帶匯流。
(3)地下水系統(tǒng)排泄條件。預查區(qū)內(nèi)地下水系統(tǒng)排泄條件主要受地形地貌、地層巖性結構諸因素約束。地形和地層巖性結構是控制地下水逕流排泄條件的局部因素,具有補給、逕流和排泄同時進行的特點。通過大洼地預查區(qū)14個鉆孔,判斷潛水層基本不含水,潛水蒸發(fā)排泄參與計算沒有實際意義。由于本區(qū)為逕流滯緩型盆地,因此主要以徑流為排泄途經(jīng),隨地層巖性的不同,其徑流強度也有所不同。
表1 利用單孔抽水試驗資料確定承壓鹵水給水度一覽表
大洼地預查區(qū)地下水系統(tǒng)的水化學特征是受自然條件和水文地質(zhì)條件因素綜合作用的結果,受地質(zhì)條件和逕流條件的影響。第四系松散巖類孔隙水水化學特征總體上由南向北銷蝕。
大洼地預查區(qū)承壓鹵水層分布于整個大洼地預查區(qū),分布范圍廣。由于其受地貌和地質(zhì)巖性以及補給、逕流、排泄條件影響,水化學特征也具有一定的規(guī)律,其水化學作用主要以逕流溶濾為主。地下水水頭由東往西逐步變淺,水化學類型Cl—Na型水,鹵水類型以鈉硫酸鹽亞型鹵水為主(Na—SO4型水)(見下表)。礦化度一般20.81g/L~77.72g/L??傮w看在礦區(qū)范圍內(nèi)主要有1個低礦化區(qū),1個高礦化區(qū)。整體上依然無法改變這種承壓水由東向西運移最后富集于礦區(qū)西部邊界的規(guī)律。
文中對大洼地一帶鹽礦水文地質(zhì)及水化學特征進行分析,其地下水主要賦存于構造裂隙中,主要接受南、北部山前基巖裂隙水、東側季節(jié)性逕流補給,以承壓水西側地下徑流的方式排泄,礦化度在20g/l以上,水化學類型以Cl—Na型高礦化的富鉀鹵水為主。