甘肃省合水县—宁县一带矿山水文地质类型及划分规律研究

2019-02-09魏彦芳

世界有色金属 2019年4期

魏彦芳

（甘肃煤炭地质勘查院，甘肃兰州 730000）

此次研究矿区处于陇东黄土高原的东南部，主要由黄土塬、粱、峁、沟谷和低山丘陵组成，属典型的黄土塬区地形地貌。气候属温带半湿润大陆性气候,冬春季干旱，多西北风，冬冷常睛；夏秋季湿润，多东南风，夏热丰雨。

1 矿区地质概况

矿区内大部分地区被第四系覆盖，仅在切割较深的沟谷中出露下白垩统志丹群环河组，依据以往钻孔资料，地层自下而上有上三叠统延长群（T3yn）、下侏罗统富县组（J1f）、中侏罗统延安组（J2y）、直罗组（J2z）及安定组（J2a）、下白垩统志丹群（K1zh）和第四系（Q）。

该地区位于鄂尔多斯盆地的西南缘，区域构造属于陕北单斜的西南端，总体呈向北西倾斜单斜构造，其间有次级不同方向平缓起伏的小隆起和凹陷，断裂不发育。

2 矿区水文分布情况

根据该区域水文分布特征，结合合水县-宁县地区矿井水文地质的特点，现分述如下：

2.1 矿井地下水系统

（1）主要为第四系松散岩类孔隙潜水，赋存于塬区中更新统、下更新地层之中。塬区上部为结构松散的马兰黄土覆盖，透水性强；下部黄土分布连续，有利于大气降水的入渗。在下更新统黄土层底部普遍赋存有一层冲积形成的砂砾石层，厚1～2m，是主要的含水层，其下部的白垩系基岩为隔水层。塬区的富水性主要取决于塬面积的大小，塬宽小于1.5km，井下水赋存条件一般较差，水量贫乏；塬宽大于2km，地下水赋存条件一般相对较好。黄土塬区第四系风积黄土层裂隙孔隙潜水水位埋深88～156m，单井涌水量可达40～500m3/d，地下水矿化度一般为0.3～0.4g/L，通过对矿区井下水样分析，Ca2+含量42.7mg/L，Na+含量34.4mg/L，HCO3—含量254 mg/L，SO42-含量37.0mg/L，矿化度0.28g/L，pH值7.9，水化学类型为HCO3-Ca-Mg型。

（2）主要为河谷区第四系冲积层孔隙潜水，堆积型河谷阶地松散沉积物之中，两侧断续展布。一级阶地宽度一般为100～500m，含水层厚2～5m，潜水位埋深受地形控制，一般3～8m；二级阶地多属基座阶地，连续性较差，一般基座高出河水位8～15m，局部含水。水化学类型以HCO3-Na·Mg·Ca型和HCO3·SO4-Na·Mg型为主。在马莲河一支沟清水沟黄土冲沟沟口附近坡脚处出露一泉水，流量0.05L/s，供附近40多户人饮用，含水层系Q1黄土层底部砾石层，遇下部环河组泥岩隔水层形成泉水渗出。

（3）白垩系井下水系统包括下白垩统碎屑岩类潜水及承压水，主要指环河组裂隙潜水和环河组（风化带以下）孔隙、裂隙承压水，洛河组孔隙、裂隙承压水[1]。

（4）区域范围内广泛分布环河组，矿物特性以泥岩为主，间夹砂岩，浅部层间和风化裂隙发育，并相互沟通，是井下水运移和赋存的良好场所。在基岩裸露的河谷区，经长期的风化和地下水的溶蚀作用，基岩风化带向深部延伸，厚度一般30～60m，分布较稳定，连续性好，可接受上部含水层的垂直下渗补给和地表水的补给，在节理裂隙发育的这些地带有利于地下水的赋存。在马莲河河谷环河组露头区以零星泉点出露，是矿区周边居民的主要用水水源，水质变化较大[2]。

（5）承压水区域广泛分布。下白垩统呈向北西微倾的单斜构造，在区域上构成鄂尔多斯向斜盆地东翼的一部分，为承压水的形成提供了良好的赋存条件。环河组承压水：含水层岩性以泥岩、页岩、泥质砂岩为主。河谷区顶板含水层埋藏深度在50～70m，含水层厚约57～140m。

在河谷地区，水位高出地面3～59m，降深2～57m，涌水量85～280m3/d。单位涌水量为0.16～3.72L/d·m，渗透系数0.2～2.5m/d，矿化度4.8～5.6g/L，水化学类型为SO4-Na·Ca型；洛河组承压水：含水层岩性为巨厚层状砂岩，具孔隙，在北部岩性较致密，东南部岩性较疏松破碎；在垂向上上部较致密，下部较疏松。因此，含水层在水平和垂直方向的赋存条件也有差异。区域内已有钻孔抽水试验资料表明：水位降深18.7～78.2m时，涌水量58～1240m3/d。单位涌水量为0.023～0.460L/s·m，渗透系数0.3～3.0m/d，矿化度0.8～6.11g/L，水化学类型以SO4·HCO3-Na型和SO4·CL-Na型水。在马莲河河谷地带该层水头高出地表10～50m，自流量达200～260m3/h，富水性明显变强。含水层富水性总体属中等。水质矿化度较高，普遍大于3g/L[3]。