新疆巴里坤三塘湖盆地地下水賦存分布特征

白銘，張靜，李續(xù)續(xù)，居馬·吐爾遜

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

新疆巴里坤三塘湖盆地地下水賦存分布特征

白銘，張靜，李續(xù)續(xù)，居馬·吐爾遜

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

通過(guò)對(duì)三塘湖盆地水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水類型及富水性特征分析，討論地下水賦存分布特征，為當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源開發(fā)及供水水源地建設(shè)提供水文地質(zhì)依據(jù)。采用水文地質(zhì)鉆探、物探、測(cè)繪、抽水試驗(yàn)及測(cè)試等方法獲取基礎(chǔ)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，對(duì)儲(chǔ)水介質(zhì)巖性和厚度、含水層特征、富水性等空間變化規(guī)律歸納總結(jié)，認(rèn)為盆地內(nèi)具單一結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水、多層結(jié)構(gòu)孔隙潛水-碎屑巖類孔隙裂隙承壓水、碎屑巖類孔隙裂隙承壓水的賦存分布特征。

三塘湖盆地；儲(chǔ)水介質(zhì)；地下水賦存；含水層特征；含水層富水性

新疆巴里坤三塘湖盆地南部為天山支脈莫?dú)J烏拉山、白依山，北部為阿爾泰山支脈，東部為額仁山，東南部及西部以鞍狀地形與淖毛湖盆地和奧依托浪崗?fù)莸貫榻?，形成一個(gè)封閉的內(nèi)陸盆地。地理坐標(biāo)為：東經(jīng)91°38′13.6″～94°10′55.5″，北緯43°45′1.7″～45°04′47.9″。盆地平原面積10 175 km2，總體為南北高、中間低，海拔468～1 800 m，漢水泉處于盆地最低處。2012年新疆地礦局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)在三塘湖盆地進(jìn)行1∶25萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查，查明盆地平原區(qū)水文地質(zhì)條件。三塘湖盆地蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源，因此，對(duì)該地區(qū)地下水賦存分布特征進(jìn)行準(zhǔn)確刻畫非常必要。

1 地下水儲(chǔ)水介質(zhì)分布及特征

圖1 三塘湖盆地第四系厚度等值線圖Fig.1 Contour map of the Quaternary thickness in Santanghu basin

1.1 第四系松散巖類

盆地內(nèi)多被第四系覆蓋，山前地帶第四系卵礫石、砂礫石松散，顆粒粗大，孔隙發(fā)育，巖性單一。遠(yuǎn)離山前，沉積物逐漸變?yōu)樯暗[石、砂、亞砂土互層，厚度變薄。盆地從山前至盆地中心漢水泉洼地一帶，第四系由厚變薄，北部山前、白依山前和莫?dú)J烏拉山前第四系最大揭露厚100～250 m，漢水泉第四系厚度小于10 m；漢水泉和南坡間及白尼地東井北部形成兩處NS向鼻狀第四系沉降中心，最大厚度大于200 m；漢水泉東部、南坡西部及紅沙山、劉家井子至條湖一帶，形成第四系淺埋帶（圖1）。莫?dú)J烏拉山前大致沿巴里坤-三塘湖公路一線為一NS向延展的第四系松散堆積物的沉積坳槽，坳槽內(nèi)第四系沉積厚100～160m。

1.2 中新生代碎屑巖類

1.2.1 新近系

盆地內(nèi)新近系廣泛分布于第四系松散堆積物之下，新近系為一套山麓河流相碎屑沉積，巖性為磚紅色、土黃色、灰褐色泥質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂礫巖、粉砂巖及礫巖。粗細(xì)相間，孔隙和裂隙發(fā)育，巖層水平或微傾斜。新近系分布不均，從山前向盆地中央遞增，厚100～150 m。漢水泉東北15 km和庫(kù)木蘇東部及南坡南部為新近系坳陷中心，新近系厚215.0～271.76 m，從沉降中心向四周，厚度逐漸減小，南部白依山前減小至50 m以下，北部山前變薄至100 m以下（圖2）。

1.2.2 古近系

古近系零星分布于三塘湖以北、紅沙山以東區(qū)域，巖性為淺紅色、橙黃色、灰黃色砂巖、泥巖、砂礫巖，巖層呈水平或微傾斜，粗細(xì)相間，部分層位孔隙裂隙發(fā)育，厚100～150 m（圖2）。

1.2.3 侏羅系

侏羅系在盆地內(nèi)廣泛分布，為一套河流湖泊相含煤、鐵碎屑巖建造。主要巖性為灰色泥質(zhì)粉砂巖、黃色礫巖、含礫粗砂巖、細(xì)砂巖、紫紅色含鐵砂巖、褐鐵礦、煤層，孔隙裂隙不發(fā)育?新疆地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).漢水泉幅1：20萬(wàn)地質(zhì)普查，1980。

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

2 地下水賦存分布特征

盆地內(nèi)賦存單一結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水、多層結(jié)構(gòu)第四系松散巖類孔隙潛水-新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水及新近系、古近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水3種地下水類型（圖3）?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。地下水補(bǔ)給源主要有河水入滲、河床潛流、山區(qū)及山前暴雨洪流入滲、山區(qū)基巖裂隙水側(cè)向徑流補(bǔ)給和鄰區(qū)側(cè)向徑流補(bǔ)給［1］。

2.1 單一結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水

分布在莫?dú)J烏拉山山前洪積平原中下部，潛水賦存分布受巖性、厚度及地形控制［2］。大致以巴里坤-三塘湖公路以西5 km為界，西側(cè)為透水層，東側(cè)賦存單一結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水，區(qū)域上無(wú)連續(xù)穩(wěn)定的隔水層。洪積平原上部第四系為透水層。

2.2 多層結(jié)構(gòu)第四系松散巖類孔隙潛水-新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水

多層結(jié)構(gòu)第四系松散巖類孔隙潛水-新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水大致沿庫(kù)木蘇-漢水泉-白尼地東井一線分布，南坡以西集中分布在漢水泉-老爺廟斷裂以北區(qū)域，南坡以東在漢水泉-老爺廟大斷裂南北兩側(cè)均有分布。上部第四系松散巖類孔隙潛水的分布和賦存主要受補(bǔ)給源、構(gòu)造和地形條件控制［2］。庫(kù)木蘇、漢水泉和白泥地東井等地段，地下水補(bǔ)給源充沛，儲(chǔ)水構(gòu)造發(fā)育，地形位于洪積平原中下部，賦存分布有第四系松散巖類孔隙潛水。新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水分布和賦存主要受補(bǔ)給源、儲(chǔ)水構(gòu)造及含水層厚度控制［2］。漢水泉東北和庫(kù)木蘇新近系坳陷中心及外圍，新近系厚度較大，具穩(wěn)定的補(bǔ)給源，賦存有碎屑巖類孔隙裂隙承壓水；漢水泉南部，受構(gòu)造活動(dòng)影響，新近系具一定沉積厚度，來(lái)自南部白依山地下水補(bǔ)給較穩(wěn)定，賦存有碎屑巖類孔隙裂隙承壓水。上部孔隙潛水和下部碎屑巖類孔隙裂隙承壓水間存在密切的水力聯(lián)系。由于隔水層分布的不連續(xù)性及斷裂活動(dòng)，使得潛水和承壓水通過(guò)這種通道發(fā)生轉(zhuǎn)化。一般而言，洪積平原中上部為潛水補(bǔ)給承壓水，下部為承壓水越流補(bǔ)給潛水［3］。這點(diǎn)從潛水和承壓水水化學(xué)特征及潛水位埋深與承壓水頭之差均可得到證實(shí)。

圖3 三塘湖盆地水文地質(zhì)略圖Fig.3 Sketch map of hydrogeology in Santanghu basin

2.3 新近系、古近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水

盆地北部中蒙界山和白依山山前洪積平原及條湖一帶形成上部為第四系透水層、下部為碎屑巖類孔隙裂隙承壓水的地下水。盆地北部和南部山前，水力坡度大，第四系為透水層。三塘湖以北洪積平原，第四系厚度較?。ㄐ∮?0 m）?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012，補(bǔ)給貧乏，第四系亦為透水層。第四系之下賦存有碎屑巖類孔隙裂隙承壓水。盆地北部山前及白依山山前洪積平原廣泛分布有新近系碎屑巖類孔隙裂隙水，古近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水僅分布在三塘湖以北局部地段。新近系、古近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水含水層受構(gòu)造、補(bǔ)給源和含水層厚度控制。

3 含水層特征及富水性

3.1 單一結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水

單一結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水含水層巖性由卵礫石、砂礫石、含礫中粗砂組成，由南向北，含水層顆粒逐漸變細(xì)，含水層厚度由30 m減小為1 m，潛水埋藏深度由近70 m變?yōu)樾∮? m?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012?？紫稘撍凰蕴卣鞅憩F(xiàn)為：在沉積坳槽中心部位內(nèi)富水性中等，單井涌水量254.79～1 538.0 m3/d，滲透系數(shù)10.24～22.88 m/d，礦化度0.48～2.1g/L?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012；向坳槽中心兩側(cè)，隨含水層厚度減小，富水性逐漸減弱（表1）。

3.2 多層結(jié)構(gòu)第四系松散巖類孔隙潛水-新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水

3.2.1 上部第四系松散巖類孔隙潛水

潛水含水層巖性為砂礫石、含礫中粗砂，厚10～120 m，水位埋深3.2～57.46 m。由北向南含水介質(zhì)顆粒逐漸變細(xì)，含水層厚度變薄，地下水埋深變淺。第四系孔隙潛水富水性從山前至洪積平原下部漢水泉-庫(kù)木蘇洼地，呈如下變化規(guī)律：漢水泉東北部和庫(kù)木蘇北部為EW向條帶狀分布的富水性強(qiáng)區(qū)，單井涌水量1 537.0～1 767.92 m3/d，滲透系數(shù)2.74～25.19 m/d，礦化度1.71～2.75 g/L；向兩側(cè)富水性變?yōu)橹械?，單井涌水?89.4～1 605.4 m3/d，滲透系數(shù)2.07～4.67 m/d，礦化度3.4～4.95 g/L；在漢水泉洼地附近，富水性弱，單井涌水量723.0 m3/d，滲透系數(shù)0.37 m/d，礦化度2.16 g/L（表2）。

3.2.2 下部新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水

新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水含水層巖性為砂礫巖、砂巖、礫巖、粗砂巖等，含水層總厚30.33～92.48 m。隔水層巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖。碎屑巖類孔隙裂隙承壓水在250 m內(nèi)，可劃分為一到三層含水層。第一承壓含水層厚2.79～21.74 m；第二承壓含水層厚20.0～25.83 m，漢水泉洼地中心該層承壓水為自流水；第三承壓含水層厚41.04～76.8 m，該層亦為自流水。新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓自流水區(qū)在漢水泉呈條帶狀分布，沿漢水泉-老爺廟斷裂延展，承壓水頭高+0.2～+33.8 m，自流量為1.35～4.42 L/s，礦化度1.9～6.2 g/L。含水層結(jié)構(gòu)越松散，透水性越好，含水層厚度越大，富水性越強(qiáng)。從洪積平原上部至漢水泉洼地，富水性呈由弱至中等的變化規(guī)律；由東向西，呈由中等到弱的變化規(guī)律。富水性中等區(qū)單井涌水量321.32～1 979.68 m3/d，滲透系數(shù)1.15～3.27 m/d，礦化度1.7～4.8 g/L。富水性弱區(qū)單井涌水量80.23～208.66 m3/d，滲透系數(shù)0.19～0.25 m/d，礦化度1.2～3.4 g/L（表2）。

3.3 新近系、古近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水

新近系、古近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水含水層巖性以砂礫巖、粗砂巖和砂巖為主，含水層總厚50.98～100.13 m，承壓水頭高+1.0～83.35 m。隔水層分布穩(wěn)定、連續(xù)，巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖。古近系、新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水在300 m內(nèi)，可劃分為一到二層含水層。第一承壓含水層厚23.41～46.75 m，第二承壓含水層厚13.57～73.3 m。古近系、新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水分布于木炭窯以東的EW向條帶內(nèi)，富水性強(qiáng)，單井涌水量1 517.0～1 720.92 m3/d，滲透系數(shù)2.39～4.3 m/d，礦化度1.12～1.77 g/L。紅沙山以東、皂山以南、條湖以西區(qū)域，富水性中等，單井涌水量810.0～1 328.0 m3/d，滲透系數(shù)0.24～4.8 m/d，礦化度0.79～5.72 g/L。紅沙山以西、圣山以西區(qū)域，富水性弱，單井涌水量19.09～411.87 m3/d，滲透系數(shù)0.14～1.93 m/d，礦化度1.1～2.18 g/L（表3）?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

表1 單一結(jié)構(gòu)孔隙潛水勘探結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table1 Statistics of exploration results of pore phreatic water with single structure

表2 多層結(jié)構(gòu)孔隙潛水-孔隙裂隙承壓水勘探結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 2 Exploration results Statistics of pore phreatic water-porous fracture confined water in clastic rocks with

表3 碎屑巖類孔隙裂隙承壓水勘探結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 3 Exploration results Statistics of porous fracture confined water in clastic rocks

4 結(jié)論

三塘湖盆地具厚度較大的地下水儲(chǔ)水介質(zhì)，主要為第四系松散堆積物及新近系和古近系砂礫巖、砂巖和礫巖。三塘湖南莫?dú)J烏拉山山前洪積平原中下部賦存有單一結(jié)構(gòu)第四系松散巖類孔隙潛水；盆地中心沿庫(kù)木蘇-漢水泉-白尼地東井一線賦存有上部為松散巖類孔隙潛水、下部為碎屑巖類孔隙裂隙承壓水的多層結(jié)構(gòu)地下水；盆地北部中蒙界山和白依山山前洪積平原及條湖一帶形成上部為第四系透水層、下部為碎屑巖類孔隙裂隙承壓水的地下水。

單一結(jié)構(gòu)孔隙潛水以巴里坤-三塘湖公路一線為中等富水地帶，單井涌水量254.79～1 538 m3/d；向兩側(cè)富水性逐漸減弱，單井涌水量小于100 m3/d?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

多層結(jié)構(gòu)松散巖類孔隙潛水、碎屑巖類孔隙裂隙承壓水富水性變化較大，上部孔隙潛水在漢水泉東北部和庫(kù)木蘇北部為EW向條帶狀分布的強(qiáng)富水區(qū)，單井涌水量1 537.0～1 767.92 m3/d，向兩側(cè)富水性逐漸減弱。下部碎屑巖類孔隙裂隙承壓水可劃分1～3層承壓含水層，從洪積平原上部至漢水泉洼地，富水性呈現(xiàn)由極弱到弱至中等的變化規(guī)律；從東向西，呈現(xiàn)由中等到弱的變化規(guī)律。富水性中等區(qū)單井涌水量321.32～1 979.68 m3/d，富水性弱區(qū)單井涌水量80.23～208.66 m3/d?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)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、新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水在木炭窯以東條帶狀范圍內(nèi)富水性強(qiáng)，單井涌水量1 517.0～1 720.92 m3/d；向南北富水性減弱，單井涌水量逐漸變至小于100 m3/d?新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì).新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查巴里坤-伊吾盆地地下水勘查，2012。

盆地內(nèi)可選擇在漢水泉東北部、庫(kù)木蘇北部及紅疙塔西北部3處富水地段建立供水水源地，水質(zhì)可滿足煤田開發(fā)工業(yè)用水需求。

［1］董新光，鄧銘江.新疆地下水資源［M］.烏魯木齊：新疆科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

［2］王貴玲，楊會(huì)峰.中國(guó)北方地下水系統(tǒng)［M］.北京：地質(zhì)出版社，2010.

［3］王大純，張人權(quán)，史毅虹.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京：地質(zhì)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

項(xiàng)目資助：新疆維吾爾自治區(qū)“358”項(xiàng)目（2010005）資助

2014-01-29；

2014-05-14；作者E-mail：137083634@qq.com

白銘（1967-），男，陜西富平人，高級(jí)工程師，1988年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院，主要從事水工環(huán)地質(zhì)勘查和研究