新疆巴里坤三塘湖盆地地下水赋存分布特征

白铭，张静，李续续，居马·吐尔逊

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二水文工程地质大队，新疆 昌吉 831100）

新疆巴里坤三塘湖盆地地下水赋存分布特征

白铭，张静，李续续，居马·吐尔逊

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二水文工程地质大队，新疆 昌吉 831100）

通过对三塘湖盆地水文地质结构、地下水类型及富水性特征分析，讨论地下水赋存分布特征，为当地矿产资源开发及供水水源地建设提供水文地质依据。采用水文地质钻探、物探、测绘、抽水试验及测试等方法获取基础水文地质数据，对储水介质岩性和厚度、含水层特征、富水性等空间变化规律归纳总结，认为盆地内具单一结构松散岩类孔隙潜水、多层结构孔隙潜水-碎屑岩类孔隙裂隙承压水、碎屑岩类孔隙裂隙承压水的赋存分布特征。

三塘湖盆地；储水介质；地下水赋存；含水层特征；含水层富水性

新疆巴里坤三塘湖盆地南部为天山支脉莫钦乌拉山、白依山，北部为阿尔泰山支脉，东部为额仁山，东南部及西部以鞍状地形与淖毛湖盆地和奥依托浪岗洼地为界，形成一个封闭的内陆盆地。地理坐标为：东经91°38′13.6″～94°10′55.5″，北纬43°45′1.7″～45°04′47.9″。盆地平原面积10 175 km2，总体为南北高、中间低，海拔468～1 800 m，汉水泉处于盆地最低处。2012年新疆地矿局第二水文地质工程地质大队在三塘湖盆地进行1∶25万区域水文地质普查，查明盆地平原区水文地质条件。三塘湖盆地蕴藏着丰富的煤炭资源，因此，对该地区地下水赋存分布特征进行准确刻画非常必要。

1 地下水储水介质分布及特征

图1 三塘湖盆地第四系厚度等值线图Fig.1 Contour map of the Quaternary thickness in Santanghu basin

1.1 第四系松散岩类

盆地内多被第四系覆盖，山前地带第四系卵砾石、砂砾石松散，颗粒粗大，孔隙发育，岩性单一。远离山前，沉积物逐渐变为砂砾石、砂、亚砂土互层，厚度变薄。盆地从山前至盆地中心汉水泉洼地一带，第四系由厚变薄，北部山前、白依山前和莫钦乌拉山前第四系最大揭露厚100～250 m，汉水泉第四系厚度小于10 m；汉水泉和南坡间及白尼地东井北部形成两处NS向鼻状第四系沉降中心，最大厚度大于200 m；汉水泉东部、南坡西部及红沙山、刘家井子至条湖一带，形成第四系浅埋带（图1）。莫钦乌拉山前大致沿巴里坤-三塘湖公路一线为一NS向延展的第四系松散堆积物的沉积坳槽，坳槽内第四系沉积厚100～160m。

1.2 中新生代碎屑岩类

1.2.1 新近系

盆地内新近系广泛分布于第四系松散堆积物之下，新近系为一套山麓河流相碎屑沉积，岩性为砖红色、土黄色、灰褐色泥质砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、砂砾岩、粉砂岩及砾岩。粗细相间，孔隙和裂隙发育，岩层水平或微倾斜。新近系分布不均，从山前向盆地中央递增，厚100～150 m。汉水泉东北15 km和库木苏东部及南坡南部为新近系坳陷中心，新近系厚215.0～271.76 m，从沉降中心向四周，厚度逐渐减小，南部白依山前减小至50 m以下，北部山前变薄至100 m以下（图2）。

1.2.2 古近系

古近系零星分布于三塘湖以北、红沙山以东区域，岩性为浅红色、橙黄色、灰黄色砂岩、泥岩、砂砾岩，岩层呈水平或微倾斜，粗细相间，部分层位孔隙裂隙发育，厚100～150 m（图2）。

1.2.3 侏罗系

侏罗系在盆地内广泛分布，为一套河流湖泊相含煤、铁碎屑岩建造。主要岩性为灰色泥质粉砂岩、黄色砾岩、含砾粗砂岩、细砂岩、紫红色含铁砂岩、褐铁矿、煤层，孔隙裂隙不发育❶新疆地矿局区域地质调查大队.汉水泉幅1：20万地质普查，1980。

图2 三塘湖盆地新近系-古近系厚度等值线图Fig.2 Contour map of the Neogene-Paleogene thickness in Santanghu basin

2 地下水赋存分布特征

盆地内赋存单一结构松散岩类孔隙潜水、多层结构第四系松散岩类孔隙潜水-新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水及新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水3种地下水类型（图3）❷新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。地下水补给源主要有河水入渗、河床潜流、山区及山前暴雨洪流入渗、山区基岩裂隙水侧向径流补给和邻区侧向径流补给［1］。

2.1 单一结构松散岩类孔隙潜水

分布在莫钦乌拉山山前洪积平原中下部，潜水赋存分布受岩性、厚度及地形控制［2］。大致以巴里坤-三塘湖公路以西5 km为界，西侧为透水层，东侧赋存单一结构松散岩类孔隙潜水，区域上无连续稳定的隔水层。洪积平原上部第四系为透水层。

2.2 多层结构第四系松散岩类孔隙潜水-新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水

多层结构第四系松散岩类孔隙潜水-新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水大致沿库木苏-汉水泉-白尼地东井一线分布，南坡以西集中分布在汉水泉-老爷庙断裂以北区域，南坡以东在汉水泉-老爷庙大断裂南北两侧均有分布。上部第四系松散岩类孔隙潜水的分布和赋存主要受补给源、构造和地形条件控制［2］。库木苏、汉水泉和白泥地东井等地段，地下水补给源充沛，储水构造发育，地形位于洪积平原中下部，赋存分布有第四系松散岩类孔隙潜水。新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水分布和赋存主要受补给源、储水构造及含水层厚度控制［2］。汉水泉东北和库木苏新近系坳陷中心及外围，新近系厚度较大，具稳定的补给源，赋存有碎屑岩类孔隙裂隙承压水；汉水泉南部，受构造活动影响，新近系具一定沉积厚度，来自南部白依山地下水补给较稳定，赋存有碎屑岩类孔隙裂隙承压水。上部孔隙潜水和下部碎屑岩类孔隙裂隙承压水间存在密切的水力联系。由于隔水层分布的不连续性及断裂活动，使得潜水和承压水通过这种通道发生转化。一般而言，洪积平原中上部为潜水补给承压水，下部为承压水越流补给潜水［3］。这点从潜水和承压水水化学特征及潜水位埋深与承压水头之差均可得到证实。

图3 三塘湖盆地水文地质略图Fig.3 Sketch map of hydrogeology in Santanghu basin

2.3 新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水

盆地北部中蒙界山和白依山山前洪积平原及条湖一带形成上部为第四系透水层、下部为碎屑岩类孔隙裂隙承压水的地下水。盆地北部和南部山前，水力坡度大，第四系为透水层。三塘湖以北洪积平原，第四系厚度较小（小于20 m）❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012，补给贫乏，第四系亦为透水层。第四系之下赋存有碎屑岩类孔隙裂隙承压水。盆地北部山前及白依山山前洪积平原广泛分布有新近系碎屑岩类孔隙裂隙水，古近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水仅分布在三塘湖以北局部地段。新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层受构造、补给源和含水层厚度控制。

3 含水层特征及富水性

3.1 单一结构松散岩类孔隙潜水

单一结构松散岩类孔隙潜水含水层岩性由卵砾石、砂砾石、含砾中粗砂组成，由南向北，含水层颗粒逐渐变细，含水层厚度由30 m减小为1 m，潜水埋藏深度由近70 m变为小于1 m❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。孔隙潜水富水性特征表现为：在沉积坳槽中心部位内富水性中等，单井涌水量254.79～1 538.0 m3/d，渗透系数10.24～22.88 m/d，矿化度0.48～2.1g/L❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012；向坳槽中心两侧，随含水层厚度减小，富水性逐渐减弱（表1）。

3.2 多层结构第四系松散岩类孔隙潜水-新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水

3.2.1 上部第四系松散岩类孔隙潜水

潜水含水层岩性为砂砾石、含砾中粗砂，厚10～120 m，水位埋深3.2～57.46 m。由北向南含水介质颗粒逐渐变细，含水层厚度变薄，地下水埋深变浅。第四系孔隙潜水富水性从山前至洪积平原下部汉水泉-库木苏洼地，呈如下变化规律：汉水泉东北部和库木苏北部为EW向条带状分布的富水性强区，单井涌水量1 537.0～1 767.92 m3/d，渗透系数2.74～25.19 m/d，矿化度1.71～2.75 g/L；向两侧富水性变为中等，单井涌水量489.4～1 605.4 m3/d，渗透系数2.07～4.67 m/d，矿化度3.4～4.95 g/L；在汉水泉洼地附近，富水性弱，单井涌水量723.0 m3/d，渗透系数0.37 m/d，矿化度2.16 g/L（表2）。

3.2.2 下部新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水

新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层岩性为砂砾岩、砂岩、砾岩、粗砂岩等，含水层总厚30.33～92.48 m。隔水层岩性为泥岩、砂质泥岩。碎屑岩类孔隙裂隙承压水在250 m内，可划分为一到三层含水层。第一承压含水层厚2.79～21.74 m；第二承压含水层厚20.0～25.83 m，汉水泉洼地中心该层承压水为自流水；第三承压含水层厚41.04～76.8 m，该层亦为自流水。新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压自流水区在汉水泉呈条带状分布，沿汉水泉-老爷庙断裂延展，承压水头高+0.2～+33.8 m，自流量为1.35～4.42 L/s，矿化度1.9～6.2 g/L。含水层结构越松散，透水性越好，含水层厚度越大，富水性越强。从洪积平原上部至汉水泉洼地，富水性呈由弱至中等的变化规律；由东向西，呈由中等到弱的变化规律。富水性中等区单井涌水量321.32～1 979.68 m3/d，渗透系数1.15～3.27 m/d，矿化度1.7～4.8 g/L。富水性弱区单井涌水量80.23～208.66 m3/d，渗透系数0.19～0.25 m/d，矿化度1.2～3.4 g/L（表2）。

3.3 新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水

新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层岩性以砂砾岩、粗砂岩和砂岩为主，含水层总厚50.98～100.13 m，承压水头高+1.0～83.35 m。隔水层分布稳定、连续，岩性为泥岩、砂质泥岩。古近系、新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水在300 m内，可划分为一到二层含水层。第一承压含水层厚23.41～46.75 m，第二承压含水层厚13.57～73.3 m。古近系、新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水分布于木炭窑以东的EW向条带内，富水性强，单井涌水量1 517.0～1 720.92 m3/d，渗透系数2.39～4.3 m/d，矿化度1.12～1.77 g/L。红沙山以东、皂山以南、条湖以西区域，富水性中等，单井涌水量810.0～1 328.0 m3/d，渗透系数0.24～4.8 m/d，矿化度0.79～5.72 g/L。红沙山以西、圣山以西区域，富水性弱，单井涌水量19.09～411.87 m3/d，渗透系数0.14～1.93 m/d，矿化度1.1～2.18 g/L（表3）❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

表1 单一结构孔隙潜水勘探结果统计表Table1 Statistics of exploration results of pore phreatic water with single structure

表2 多层结构孔隙潜水-孔隙裂隙承压水勘探结果统计表Table 2 Exploration results Statistics of pore phreatic water-porous fracture confined water in clastic rocks with

表3 碎屑岩类孔隙裂隙承压水勘探结果统计表Table 3 Exploration results Statistics of porous fracture confined water in clastic rocks

4 结论

三塘湖盆地具厚度较大的地下水储水介质，主要为第四系松散堆积物及新近系和古近系砂砾岩、砂岩和砾岩。三塘湖南莫钦乌拉山山前洪积平原中下部赋存有单一结构第四系松散岩类孔隙潜水；盆地中心沿库木苏-汉水泉-白尼地东井一线赋存有上部为松散岩类孔隙潜水、下部为碎屑岩类孔隙裂隙承压水的多层结构地下水；盆地北部中蒙界山和白依山山前洪积平原及条湖一带形成上部为第四系透水层、下部为碎屑岩类孔隙裂隙承压水的地下水。

单一结构孔隙潜水以巴里坤-三塘湖公路一线为中等富水地带，单井涌水量254.79～1 538 m3/d；向两侧富水性逐渐减弱，单井涌水量小于100 m3/d❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

多层结构松散岩类孔隙潜水、碎屑岩类孔隙裂隙承压水富水性变化较大，上部孔隙潜水在汉水泉东北部和库木苏北部为EW向条带状分布的强富水区，单井涌水量1 537.0～1 767.92 m3/d，向两侧富水性逐渐减弱。下部碎屑岩类孔隙裂隙承压水可划分1～3层承压含水层，从洪积平原上部至汉水泉洼地，富水性呈现由极弱到弱至中等的变化规律；从东向西，呈现由中等到弱的变化规律。富水性中等区单井涌水量321.32～1 979.68 m3/d，富水性弱区单井涌水量80.23～208.66 m3/d❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

古近系、新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水在木炭窑以东条带状范围内富水性强，单井涌水量1 517.0～1 720.92 m3/d；向南北富水性减弱，单井涌水量逐渐变至小于100 m3/d❶新疆地矿局第二水文工程地质大队.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

盆地内可选择在汉水泉东北部、库木苏北部及红疙塔西北部3处富水地段建立供水水源地，水质可满足煤田开发工业用水需求。

［1］董新光，邓铭江.新疆地下水资源［M］.乌鲁木齐：新疆科学技术出版社，2005.

［2］王贵玲，杨会峰.中国北方地下水系统［M］.北京：地质出版社，2010.

［3］王大纯，张人权，史毅虹.水文地质学基础［M］.北京：地质出版社，1995.

Distribution Characteristic of Groundwater Storage in Santanghu Basin of Balikun County，Xinjiang

Bai Ming，Zhang Jing，Li Xuxu，Ju Ma·Tuersun
（No.2 Hydrological and Engineering Geology Party of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development，Changji，Xinjiang，831100，China）

According to analysis of hydrogeological structure，groundwater type and water abundance characteristic，the purpose of this paper is to discuss the distribution characteristic of groundwater storage in Santanghu basin which can be used as hydrogeology basis of exploitation of mineral resources and construction of water supply in water source area. Making full use of datas acquired from hydrogeologic drilling，geophysical prospecting，surveying and mapping and pumping test and summarizing spatial variation of lithology and thickness of water-storing medium，aquifer characteristics and water abundance，distribution characteristic of groundwater storage of pore phreatic water in loose rock mass with single structure，pore phreatic water-porous fracturepore water in clastic rocks with multilayer structure and porous fracturepore water in clastic rocks.

Santanghu basin；Water-storing medium；Groundwater storage；Aquifer characteristics；Water abundance of aquifer

1000-8845（2015）02-270-05

P641

A

项目资助：新疆维吾尔自治区“358”项目（2010005）资助

2014-01-29；

2014-05-14；作者E-mail：137083634@qq.com

白铭（1967-），男，陕西富平人，高级工程师，1988年毕业于长春地质学院，主要从事水工环地质勘查和研究