甘肅省合水縣—寧縣一帶礦山水文地質(zhì)類型及劃分規(guī)律研究

魏彥芳

（甘肅煤炭地質(zhì)勘查院，甘肅 蘭州 730000）

此次研究礦區(qū)處于隴東黃土高原的東南部，主要由黃土塬、粱、峁、溝谷和低山丘陵組成，屬典型的黃土塬區(qū)地形地貌。氣候?qū)贉貛О霛駶?rùn)大陸性氣候,冬春季干旱，多西北風(fēng)，冬冷常睛；夏秋季濕潤(rùn)，多東南風(fēng)，夏熱豐雨。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)被第四系覆蓋，僅在切割較深的溝谷中出露下白堊統(tǒng)志丹群環(huán)河組，依據(jù)以往鉆孔資料，地層自下而上有上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)群（T3yn）、下侏羅統(tǒng)富縣組（J1f）、中侏羅統(tǒng)延安組（J2y）、直羅組（J2z）及安定組（J2a）、下白堊統(tǒng)志丹群（K1zh）和第四系（Q）。

該地區(qū)位于鄂爾多斯盆地的西南緣，區(qū)域構(gòu)造屬于陜北單斜的西南端，總體呈向北西傾斜單斜構(gòu)造，其間有次級(jí)不同方向平緩起伏的小隆起和凹陷，斷裂不發(fā)育。

2 礦區(qū)水文分布情況

根據(jù)該區(qū)域水文分布特征，結(jié)合合水縣-寧縣地區(qū)礦井水文地質(zhì)的特點(diǎn)，現(xiàn)分述如下：

2.1 礦井地下水系統(tǒng)

（1）主要為第四系松散巖類孔隙潛水，賦存于塬區(qū)中更新統(tǒng)、下更新地層之中。塬區(qū)上部為結(jié)構(gòu)松散的馬蘭黃土覆蓋，透水性強(qiáng)；下部黃土分布連續(xù)，有利于大氣降水的入滲。在下更新統(tǒng)黃土層底部普遍賦存有一層沖積形成的砂礫石層，厚1～2m，是主要的含水層，其下部的白堊系基巖為隔水層。塬區(qū)的富水性主要取決于塬面積的大小，塬寬小于1.5km，井下水賦存條件一般較差，水量貧乏；塬寬大于2km，地下水賦存條件一般相對(duì)較好。黃土塬區(qū)第四系風(fēng)積黃土層裂隙孔隙潛水水位埋深88～156m，單井涌水量可達(dá)40～500m3/d，地下水礦化度一般為0.3～0.4g/L，通過(guò)對(duì)礦區(qū)井下水樣分析，Ca2+含量42.7mg/L，Na+含量34.4mg/L，HCO3—含量254 mg/L，SO42-含量37.0mg/L，礦化度0.28g/L，pH值7.9，水化學(xué)類型為HCO3-Ca-Mg型。

（2）主要為河谷區(qū)第四系沖積層孔隙潛水，堆積型河谷階地松散沉積物之中，兩側(cè)斷續(xù)展布。一級(jí)階地寬度一般為100～500m，含水層厚2～5m，潛水位埋深受地形控制，一般3～8m；二級(jí)階地多屬基座階地，連續(xù)性較差，一般基座高出河水位8～15m，局部含水。水化學(xué)類型以HCO3-Na·Mg·Ca型和HCO3·SO4-Na·Mg型為主。在馬蓮河一支溝清水溝黃土沖溝溝口附近坡腳處出露一泉水，流量0.05L/s，供附近40多戶人飲用，含水層系Q1黃土層底部礫石層，遇下部環(huán)河組泥巖隔水層形成泉水滲出。

（3）白堊系井下水系統(tǒng)包括下白堊統(tǒng)碎屑巖類潛水及承壓水，主要指環(huán)河組裂隙潛水和環(huán)河組（風(fēng)化帶以下）孔隙、裂隙承壓水，洛河組孔隙、裂隙承壓水[1]。

（4）區(qū)域范圍內(nèi)廣泛分布環(huán)河組，礦物特性以泥巖為主，間夾砂巖，淺部層間和風(fēng)化裂隙發(fā)育，并相互溝通，是井下水運(yùn)移和賦存的良好場(chǎng)所。在基巖裸露的河谷區(qū)，經(jīng)長(zhǎng)期的風(fēng)化和地下水的溶蝕作用，基巖風(fēng)化帶向深部延伸，厚度一般30～60m，分布較穩(wěn)定，連續(xù)性好，可接受上部含水層的垂直下滲補(bǔ)給和地表水的補(bǔ)給，在節(jié)理裂隙發(fā)育的這些地帶有利于地下水的賦存。在馬蓮河河谷環(huán)河組露頭區(qū)以零星泉點(diǎn)出露，是礦區(qū)周邊居民的主要用水水源，水質(zhì)變化較大[2]。

（5）承壓水區(qū)域廣泛分布。下白堊統(tǒng)呈向北西微傾的單斜構(gòu)造，在區(qū)域上構(gòu)成鄂爾多斯向斜盆地東翼的一部分，為承壓水的形成提供了良好的賦存條件。環(huán)河組承壓水：含水層巖性以泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖為主。河谷區(qū)頂板含水層埋藏深度在50～70m，含水層厚約57～140m。

在河谷地區(qū)，水位高出地面3～59m，降深2～57m，涌水量85～280m3/d。單位涌水量為0.16～3.72L/d·m，滲透系數(shù)0.2～2.5m/d，礦化度4.8～5.6g/L，水化學(xué)類型為SO4-Na·Ca型；洛河組承壓水：含水層巖性為巨厚層狀砂巖，具孔隙，在北部巖性較致密，東南部巖性較疏松破碎；在垂向上上部較致密，下部較疏松。因此，含水層在水平和垂直方向的賦存條件也有差異。區(qū)域內(nèi)已有鉆孔抽水試驗(yàn)資料表明：水位降深18.7～78.2m時(shí)，涌水量58～1240m3/d。單位涌水量為0.023～0.460L/s·m，滲透系數(shù)0.3～3.0m/d，礦化度0.8～6.11g/L，水化學(xué)類型以SO4·HCO3-Na型和SO4·CL-Na型水。在馬蓮河河谷地帶該層水頭高出地表10～50m，自流量達(dá)200～260m3/h，富水性明顯變強(qiáng)。含水層富水性總體屬中等。水質(zhì)礦化度較高，普遍大于3g/L[3]。

3 礦區(qū)水文補(bǔ)給情況

第四系松散層潛水主要接受大氣降水補(bǔ)給，通過(guò)河谷排泄、蒸發(fā)、垂直下滲和人工開(kāi)采多種方式排泄[4]。

下白堊統(tǒng)風(fēng)化裂隙帶潛水，主要接受河谷區(qū)地表水和上游地下水徑流側(cè)向補(bǔ)給及上覆松散層潛水的下滲補(bǔ)給。其徑流、排泄條件與地表水流向一致，由分水嶺向河谷運(yùn)動(dòng)，總體徑流方向是由河谷上游向下游運(yùn)移。

區(qū)域承壓水在東部為子午嶺及其以東的陜西富縣、黃陵等地環(huán)河華池、洛河組地層的裸露帶接受補(bǔ)給，總體沿北東向南西方向徑流，在馬蓮河一帶匯集。

白堊系承壓水在馬蓮河以西區(qū)域，主要在勘查區(qū)以西的六盤(pán)山區(qū)白堊系露頭接受潛水的順層補(bǔ)給和大氣降水的入滲補(bǔ)給，自西往東徑流，在馬蓮河一帶排泄[5]。

4 結(jié)論

（1）該研究礦區(qū)井下水分為第四系松散巖類孔隙潛水、河谷區(qū)第四系沖積層孔隙潛水、下白堊統(tǒng)環(huán)河組裂隙潛水和環(huán)河組（風(fēng)化帶以下）孔隙、裂隙承壓水，洛河組孔隙、裂隙承壓水。洛河組為中等富水性，其他含水礦層為弱-極弱富水性。

（2）本地區(qū)第四系松散巖類孔隙潛水、河谷區(qū)第四系沖積層孔隙潛水水質(zhì)以HCO3-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Na·Mg型為主，礦化度0.3g/L左右，是鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村居民的生活用水、果樹(shù)澆灌的主要水源。

（3）本區(qū)域水文補(bǔ)給主要受大氣降水及河谷地表水影響，以地下徑流、泉水及河谷多種形式排泄。