新疆若羌县伊吞布拉克镇工业园区地下水特征分析

2018-02-15师德扬韩芳芳曹阿楠

西部探矿工程 2018年9期

师德扬，韩芳芳，吴江，曹阿楠

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

1 概述

区域上研究区位于柴达木盆地西缘，为玉苏普水文地质单元，由山区逐渐向平原区，形成独立的补给、径流和排泄体系，是一个区域上相对完整的水文地质单元，具有干旱区水文地质条件的一般规律。研究区位于玉苏普阿勒克塔格与祁曼塔格山之间的山间谷地，北部以阿尔金山南侧为界，南部以祁曼塔格山为界，东部以工业园区为界，西部以巴哈托盖依能塔哈西侧为界，面积为2750km2。

2 自然地理概况

研究区南北两面环山，海拔3033～5397m，总体地势西南高，东北低，属于高原极干旱大陆性气候。研究区内分布3条常年性河流，分别为玉苏普阿勒克河、阿特阿特坎河和克斯恰普河，均发源于祁曼塔格山北麓，属河流下游，水系形态总体呈羽状，流域汇水面积15023.0km2，5～8月份为丰水期，阿特阿特坎河和克斯恰普河均在出山口汇入玉苏普阿勒克河，在暴雨洪流时段洪水流出区外，3条河流的多年平均径流量为33662.154×104m3。按地貌形成的内外营力的类型及程度，将构造侵蚀剥蚀地貌分为构造侵蚀高山、构造侵蚀—剥蚀中高山、剥蚀低高山；堆积地貌分为冲洪积砾质平原、冲洪积细土平原及风积沙漠。

3 地质及新构造概况

研究区出露地层主要为奥陶系（O）主要分布于研究区北部玉苏普阿勒克塔格、南部祁曼塔格山以及西部的巴哈托盖依能塔哈，岩性以灰色、灰褐色凝灰岩为主，凝灰质结构，块状构造，岩层中风化裂隙发育，裂隙宽度1.0～2.0mm，岩体表面破碎；第四系（Q）广泛分布于区内，出露地层有上更新统和全新统冲洪积层，第四系直接覆盖基岩之上，岩性变化规律如下：水平方向上，即由西向东，南北两侧向中部，地表岩性颗粒由粗变细，由卵石、砾砂过渡为含卵砾砂、中粗砂、亚砂土，颗粒分选性、磨圆度由差过渡为中等，结构松散；垂直方向上，上部为粗颗粒卵石、含卵砾砂，下部为颗粒变细的砾砂、中粗砂等。研究区地处塔里木古板块的东南缘，大部分地区均被第四系覆盖，地表构造形迹不明显，分布的主要断裂有阿尔金山南边界断裂（Rf11）、巴哈托盖依能塔哈隐伏断裂（F1）、巴哈托盖依能塔哈-羊艾布拉克库木山北部山前断裂（F2），据水文地质条件显示及断裂性质的迹象表明，具有一定的阻水和导水性。在第三纪末至第四纪时期新构造运动比较活跃，受新构造运动影响，山区仍在缓慢上升，在山前冲洪积扇上形成了新、老冲洪积扇的叠置、山口河床的深切、地面不均匀升降等。

4 研究区水文地质条件

研究区位于玉苏普水文地质单元，即玉苏普阿勒克塔格与祁曼塔格山之间的山间谷地，受加里东运动形成的新生界坳陷及后期构造活动影响，使研究区地下水的赋存受地形地貌、区域构造、沉积相等因素综合控制，是一个区域上相对完整的水文地质单元。

4.1 地形地貌对地下水的控制作用

研究区地貌类型主要由冲洪积砾质平原和冲洪积细土平原构成，不同的地形地貌，对区内地下水的空间分布、赋存具有重要的控制作用。

研究区冲洪积砾质平原堆积了巨厚的第四系，地形坡降为15‰～80‰，在冲洪积砾质平原因地形坡降大，水力坡度也大，含水层较薄，不利于地下水富集。据ZK2孔揭露第四系深度150.5m，地层岩性为上—中更新统砾砂、含砾中细砂、中粗砂、含砾亚砂土互层，该钻孔未揭露第四系地下水或第四系地下水埋深很大。在研究区中部冲洪积细土平原区，地形平缓，地形坡降一般小于10‰，水力坡度相对较小，含水层厚度大，接受上游的侧向径流补给和河水的入渗补给，利于地下水富集，其ZK4、ZK5孔均位于冲洪积细土平原区，含水层岩性为含卵砾砂、砾砂，水位埋深16.6～90.9m，换算涌水量为9732.14～10181.97m3/d，赋存有第四系松散岩类孔隙水，富水性较好。

4.2 构造对地下水的控制作用

由于受巴哈托盖依能塔哈-羊艾布拉克库木山北部山前隐伏断裂（F2）的影响，基底抬升呈隆起状，部分地段基岩出露地表，形成独立山包。在隆起西部，地下水流向由南向东北径流，第四系松散岩类孔隙潜水受基底隆起的阻挡，潜水水位抬升，地下水溢出成泉。据ZK1钻孔揭露第四系厚度151.35m，含水层岩性为含卵砾砂、砾砂，水位埋深33.22m；隆起东部，ZK3钻孔揭露第四系厚度201m，含水层岩性为砾砂，水位埋深128.30m，断层两侧水位相差悬殊，地下水运移至基底隆起一带，以跌水的形式径流汇入巴土盖，跌水高度128m左右。

4.3 沉积相对地下水的控制作用

冲洪积砾质平原受地形坡降及水力坡度大，地层颗粒相对较粗的影响，地下水径流条件较好，不利于地下水富集，富水性相对较差。据ZK3钻孔揭露第四系厚度201m，0～201m为第四系上—中更新统含卵砾砂、含砾亚砂土、砾砂，水位埋深128.30m，换算涌水量小于3000m3/d。冲洪积细土平原区河床附近地段，地形平缓，第四系厚度较大，主要接受上游的侧向径流补给和河水的入渗补给，地下水流向由西向东，径流条件较好，据ZK4孔揭露深度101.5m，0～101.5m为第四系上—中更新统含卵砾砂，含卵中粗砂、砾砂、粉砂质粘土，水位埋深16.6m；ZK5孔揭露第四系厚度400m，0～400m为第四系上—中更新统含卵砾砂，砾砂、含泥砾砂、含砾粘土互层，水位埋深90.9m，换算涌水量大于5000m3/d。冲洪积细土平原区大厚度的第四系松散沉积物为地下水的储存、运移、分布提供了良好的空间，富水性较好。

5 地下水赋存条件及分布规律

在不同地质历史时期，受地形地貌、地层岩性和构造的影响，各种因素不同程度地控制和影响着地下水的分布与埋藏，形成了2处第四系的沉积中心，为地下水的储存、循环和运移提供了良好的场所，研究区赋存有基岩裂隙水、第四系松散岩类孔隙潜水。

5.1 基岩裂隙水

研究区基岩裂隙水主要分布于北部玉苏普阿勒克塔格、中西部巴哈托盖依能塔哈、南部的祁曼塔格山，含水层岩性以奥陶系凝灰岩及加里东期花岗岩为主。经历多次断裂活动，构造裂隙发育，岩体表层风化破碎，深部脉状或带状裂隙纵横交错，裂隙间相互贯通，为基岩裂隙水的主要赋存场所、导水通道和集水廊道，具有统一的水力联系；贯穿于基岩山区的断裂带，对地下水的控制作用较为明显，大部分基岩裂隙水含水层被断层切割出露，沿山前断裂带地下水以泉的形式呈东西向线状排列溢出。山体还受沟谷切割程度的影响，在切割较深的山间沟谷处或洼地一带风化裂隙、节理较发育，基岩裂隙水汇集并以泉水的形式在山间沟谷和洼地溢出。山区地下水的分布不仅受基岩裂隙发育特征的影响，还取决于其补给源的方式和大小。山区海拔3500～5397.3m，据气象观测资料，年降雨量大于50mm，南部山区降雨量较中西部及北部大，泉水流量受季节性降雨的影响，变化较明显，总体表现为南部山区富水性较北部及中西部山区富水性大。

5.2 第四系松散岩类孔隙潜水

研究区内第四系松散岩类孔隙潜水主要分布于平原区，孔隙潜水分布受地形地貌、沉积厚度及构造等因素的控制，松散的沉积物为地下水提供了良好的含水介质，利于孔隙潜水的汇集，构成了地下水的储存空间，其富水性有明显的分带规律，潜水含水层岩性为含卵砾砂、砾砂，结构松散、粒径较大，含水层厚度72.7～150.8m，水位埋深16.6～128.30m。含水介质变化规律如下：水平方向上，由西向东，岩性颗粒由粗变细，颗粒分选性、磨圆度由差过渡为中等，西部为卵石、含卵砾砂；东部过渡为砾砂及含砾亚砂土；垂直方向上，上部为粗颗粒的含卵砾砂，下部为颗粒变细的砾砂，总体表现为沿河床冲洪积细土平原区较富水，向两侧冲洪积砾质平原富水性逐渐变弱。

6 地下水补、径、排条件

研究区是一个区域上相对完整的水文地质单元，具有干旱区水文地质条件的一般规律，具有统一的渗流场，且有相对完整的补、径、排条件。在普查区内由于山区地下水补径排条件具有大致相同的水循环规律，而平原区地下水补、径、排受断裂及沉积物的影响相对复杂，地下水补给源为河流入渗、河谷潜流、大气降雨入渗、山区及山前暴雨洪流入渗、山前基岩裂隙水侧向补给等。地下水的总体流向与地形坡降趋势相一致，以侧向径流为主，泉水溢出、潜水蒸发蒸腾为次的排泄方式。

7 地下水水化学特征

研究区地下水水化学类型及矿化度分布特征基本符合从山区至平原区的变化规律特征，山区的Cl·SO4-Na·Ca型水，矿化度小于1.0g/L。平原区中部地下水受河水影响，地下水交替强烈，补给条件良好，地下水水化学类型为HCO3·Cl-Na·Ca（Mg）型，矿化度小于1g/L；其南部的地下水受基岩裂隙水水化学影响，其水质同基岩裂隙水基本一致，地下水水化学类型为Cl·SO4-Na·Ca型，矿化度小于1g/L，在平原区2种类型交汇部分地下水水化学类型为Cl·HCO3-Na·Ca（Mg）型，矿化度小于1g/L。