新疆庫斯拉甫北水文環(huán)境地質(zhì)條件分析與研究

楊宜原

摘要：本文通過對(duì)新疆阿克陶縣庫斯拉甫北礦區(qū)的研究，系統(tǒng)闡述了礦區(qū)的區(qū)域水文地質(zhì)和礦區(qū)井田水文工程環(huán)境地質(zhì)條件。同時(shí)，對(duì)礦區(qū)的充水因素及礦坑涌水量進(jìn)行分析和計(jì)算。從而為后期礦區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)大開發(fā)提供了有力的技術(shù)支持。

Abstract： This paper systematically expounds the regional hydrogeology of the mining area and the environmental geological conditions of the hydrological engineering in the mine area through the study of the Northern Kuslayu North Mining Area in Akto County， Xinjiang. At the same time， the water filling factor of the mining area and the amount of water in the pit are analyzed and calculated. This provides strong technical support for the further expansion of the mining area.

關(guān)鍵詞：庫斯拉甫北;水文地質(zhì);含隔水層;工程地質(zhì);環(huán)境地質(zhì)

Key words： Kusra North;hydrogeology;aquifer;engineering geology;environmental geology

中圖分類號(hào)：P331.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）21-0243-02

1? 區(qū)域水文地質(zhì)

1.1 水文地質(zhì)概況

調(diào)查區(qū)位于中昆侖山北麓，莎車凹陷北部，地勢呈西南高，東北低，坡度15°-30°，植被不發(fā)育，地表大部分基巖出露，區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育，季節(jié)性沖溝密布。葉爾羌河為區(qū)內(nèi)唯一常年性水流，平均年徑流量64.77億立方米。盆地四周由寒武系及奧陶系砂巖等巖石組成的中低山地形，盆地內(nèi)則由侏羅系砂巖組成。

1.2 區(qū)域主要含水層

①第四系砂礫石層孔隙潛水含水層（Q4al-pl）。

主要分布于現(xiàn)代河谷及沖溝內(nèi)，由沖洪積的砂、砂礫、漂石等組成。孔隙大，透水性好，含水豐富。

②古近系、白堊系下統(tǒng)承壓含水巖組。

該含水巖組由磚紅色碎屑巖組成，其中砂巖、砂礫巖構(gòu)成含水層，而其間的泥巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成隔水層。巖層含水極弱[1]。

③侏羅系裂隙-孔隙承壓含水巖組。

侏羅系葉爾羌群是區(qū)內(nèi)唯一含煤建造，巖性復(fù)雜，包括從泥巖到砂巖和煤層的一整套巖層組成，多以含、隔水層相間存在，富水性弱。

④寒武系-奧陶系裂隙-孔隙承壓含水巖組。

該含水巖組由砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，夾有砂礫巖和礫巖。富水性弱，屬弱含水巖組。

1.3 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

該區(qū)基巖地下水主要補(bǔ)給水源為南部高山冰雪融水、大氣降水，在河谷處與潛水有局部的交替作用，地下水運(yùn)動(dòng)滯緩，層間水力聯(lián)系微弱，處于半封閉狀態(tài)，地下水在總體上是從南向北沿層運(yùn)移，南部深切的溝谷是地下水的排泄場所。

2? 調(diào)查區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 概況

2.1.1 地貌

調(diào)查區(qū)及其附近為中低山區(qū)。山頂海拔2600米以上，切割深度300-500米。山坡陡峭，山頂（脊）狹窄。溝谷多呈“V”形，下游近河處個(gè)別為“U”形[2]。

2.1.2 地表水

調(diào)查區(qū)內(nèi)無常年性河流，區(qū)外南部發(fā)育有葉爾羌河，該河從區(qū)外南部流過，由于煤系地層較軟，形成了較為寬闊的谷地，當(dāng)?shù)鼐用袷来谶@里生息。

由于葉爾羌河長期沖刷，形成基座階地和基巖階地，所以河谷地貌的成因定為侵蝕—堆積型，更為確切。現(xiàn)分述如下：

調(diào)查區(qū)范圍內(nèi)由北向南，垂直于山坡和河流發(fā)育著一系列梳狀沖溝，斷面呈“V”形，近河處呈“U”形。

調(diào)查區(qū)中部的大沖溝附近，沿山坡坡角切割V型級(jí)階地，形成古老沖錐，長300米，表面以4°-5°向下傾斜，又被近代沖溝切割。

調(diào)查區(qū)東南部，葉爾羌河大拐彎處，沿河漫灘斷續(xù)分布著一些風(fēng)沙地貌。主要為新月型砂丘鏈。砂丘分布方向，隨風(fēng)向而異，多數(shù)沿160°方向，個(gè)別沿80-120°方向。砂丘鏈50-150米。單個(gè)砂丘長20-50米，高3-6米。隨著順河而上的東北風(fēng)砂丘逐年向南西方向移動(dòng)，吞沒著庫斯拉甫村東部的農(nóng)田[3]。

2.1.3 第四系

按其成因類型、組成巖性和相對(duì)時(shí)代，劃分為如下類型。

①全新統(tǒng)（Q4）沉積物

1）沖積物（Q4al）

分布在葉爾羌河和卡爾隆河兩岸組成河漫灘和I、II級(jí)階地[3]，階地表層分布為1-2米及4-5米的粉砂土層，下部為砂、卵石。卵石直徑5-10厘米，大者0.3-0.5米以上，個(gè)別大于1米。卵石成份以花崗巖，閃長巖為主，次為硬砂巖、石英巖及灰?guī)r。磨園度較好，分選差，未膠結(jié)。

2）坡積——洪積物（Q4dl+pl）

分布在現(xiàn)代沖溝內(nèi)及沖溝沖擊錐上，多覆蓋在II、III級(jí)階地的沖積物之上。厚4-6米，個(gè)別沖溝河邊揭露的厚度可達(dá)12.5米。由砂、粘土和碎石組成。碎石成份主要為砂巖、粉砂巖及泥巖。顆粒直徑由上向下逐漸變細(xì)，特別在沖擊錐上更明顯，上部為砂碎石帶，寬100-150米，粒徑一般5-10厘米，大者50厘米以上，中夾粉砂土帶，剖面上隨著遠(yuǎn)離錐頂，粉砂土層增多，變厚，粗粒夾層逐漸減少，變薄，顆粒也越來越細(xì)。至錐緣附近，則主要為粉砂土，含少量細(xì)小碎石，粒徑3-5毫米。沖刷后往往成陡坎。

②上更新統(tǒng)（Q3）沉積物

1）沖積物（Q3al）

分布在調(diào)查區(qū)外南部，由砂、卵石組成，偶夾透鏡狀黃綠色粉砂土條帶。巖性與全新統(tǒng)沖積物相似。調(diào)查區(qū)東南河邊的基巖之上，局部地段有4-5米厚的鈣質(zhì)半膠結(jié)的礫巖，其余地段未見膠結(jié)現(xiàn)象。物探電測厚度20-60米。

2）坡積——洪積物（Q3dl+pl）

分布在調(diào)查區(qū)中部及沖溝出山口處，成扁形分布。由南向北以7-8°的坡度切割上更新統(tǒng)砂卵石層，至山腳附近最大厚度可達(dá)30余米。主要由粉土、砂組成，夾少量碎石。碎石直徑3-10厘米，個(gè)別可達(dá)0.5-1.0米。分選差，稍俱膠結(jié)現(xiàn)象。具有向北傾斜（傾角3°）的水平交錯(cuò)層理。被沖溝切割后形成陡壁。其中夾有數(shù)層粗砂透鏡體，較厚的有兩層，其厚分別為1-1.5米及4-5米，后一層頂部有1-1.5米厚為砂、卵石，卵石直徑5-10厘米，大者20-30厘米，有一定分選，具沖擊性質(zhì)。

3）風(fēng)積層（Q3eol）：

小面積分布，覆蓋層較薄，其沉積物主要為土黃色細(xì)砂土，粒度較細(xì)，0.1-0.5mm，成分主要為石英、長石及云母，分選很好，北東部發(fā)育有較大的砂垅、沙丘，高2-15m，多為移動(dòng)沙丘，向周圍擴(kuò)展較快，較疏松堆積，厚度約為2-30米。

2.2 調(diào)查區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄特征

①第四系沖積層潛水主要由河水補(bǔ)給，基巖地下水的補(bǔ)給量極微?；瘜W(xué)成份表現(xiàn)為卡爾隆河與葉爾羌河河水的混合類型。徑流條件良好，以潛流方式補(bǔ)給河水而排泄。

②第四系坡積——洪積層潛水主要接受中侏羅統(tǒng)裂隙潛水補(bǔ)給，雨季和融雪季節(jié)也直接接受一些降水補(bǔ)給。徑流條件良好，由于溝谷窄，潛水受阻，回水溢出形成泉水排泄，少部分仍以潛流形式補(bǔ)給河水。

③中侏羅統(tǒng)裂隙潛水接受降水的補(bǔ)給。地下水位標(biāo)高隨地形而起伏。由于降水量很少，蒸發(fā)量很大，地形陡峭，缺少植被，降水的滲入量極少，因而地下水補(bǔ)給量不足，以至抽水結(jié)束后，水位長期不能恢復(fù)?；鶐r裂隙水埋藏深度較大，巖石裂隙不發(fā)育，透水性較差，地下水運(yùn)動(dòng)緩慢，礦化度較高。以緩慢的地下徑流方式補(bǔ)給第四系水后，以泉或潛流的形式排入河流。

3? 工程地質(zhì)條件

調(diào)查區(qū)巖石的工程地質(zhì)類型劃分為Ⅲ類。一類為松散的黃土、亞砂土、砂礫石類;二類為塊狀巖類;三類為層狀巖類。

調(diào)查區(qū)含煤地層的巖石的工程類型為層狀的泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、煤層為主，含少量粗砂巖、礫巖，煤層頂、底板多為泥巖和粉砂巖，巖芯完整程度中等—較差，巖石膠結(jié)不好。從本次施工鉆孔巖石質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)的RQD值多數(shù)在50-75%之間，少量在25-50%之間，平均值為49.7%，參照巖石質(zhì)量等級(jí)表（GB12719-91礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范附錄表E1）[4]，巖石質(zhì)量程度中等—差。巖石完整性評(píng)價(jià)為巖體中等完整-完整性差。

4? 環(huán)境地質(zhì)

4.1 地震

調(diào)查區(qū)位于昆侖山西段、塔里木盆地的西南緣，屬于昆侖山活動(dòng)帶附近，地震活動(dòng)頻繁。據(jù)自治區(qū)地震局資料，本區(qū)域?yàn)榈卣鸲喟l(fā)區(qū)的邊緣，從1947年到1974年共發(fā)生4.8級(jí)以上的中強(qiáng)地震5次，震級(jí)（MS）4.8-5.7度。根據(jù)《新疆地震動(dòng)峰值加速度的區(qū)劃圖》[5]，對(duì)新疆地動(dòng)峰值加速度的區(qū)劃，調(diào)查區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度為0.2g。

4.2 調(diào)查區(qū)環(huán)境地質(zhì)特征

調(diào)查區(qū)位于西昆侖北坡，屬中低山地帶，海拔高度為1900-2600米，相對(duì)高差最大為700米，山形方向與地層走向基本一致，呈北西-南東向;調(diào)查區(qū)內(nèi)以構(gòu)造侵蝕地形為主，坡度較大，部分地段砂巖呈陡壁懸崖，垂直巖層走向，通行十分困難;區(qū)內(nèi)為禿山荒嶺景觀，植被不發(fā)育。

調(diào)查區(qū)屬于干旱的內(nèi)陸型氣候，地表植被極少。夏季炎熱少雨，日照時(shí)間長，晝夜溫差大，因地勢復(fù)雜，從而使得小范圍內(nèi)的氣候變化大，幾乎常年有風(fēng)，以西南風(fēng)為主，風(fēng)力不大，但春、秋兩季常有沙塵暴天氣。

經(jīng)阿克陶縣氣象局歷年觀測的氣象資料顯示，調(diào)查區(qū)氣候?qū)俑珊敌?，具大陸性氣候特點(diǎn)，氣候干燥，降水量少，年降水量一般為140～200毫米，多集中在7-8月，6-8月為雨季，一般在下午至夜間降雨。晝夜溫差大，晝熱夜涼，冬季降雪少，夏季多雷暴雨，山區(qū)氣候具有冬暖夏涼之稱，夏季屬溫涼類型。每年10月初降雪封凍至次年4月開始解凍，結(jié)冰期長達(dá)6-7個(gè)月，最低氣溫-22.5℃、最高氣溫25℃[6]。

調(diào)查區(qū)東部的阿其克沖溝，常年流水，由北部高山區(qū)向南流入葉爾羌河，水量不大;西部的喀拉吉勒尕沖溝內(nèi)無常年性水流，僅夏季降雨形成的暫時(shí)性水流向南流入喀依孜河，最后匯入葉爾羌河內(nèi)。

位于調(diào)查區(qū)的北部基巖高山區(qū)，有泉眼，區(qū)內(nèi)東部阿其克沖溝的常年性水流主要為泉水，泉水主要接受大氣降水和雪融水補(bǔ)給而形成，水質(zhì)較差，含鹽量較高，較咸，澀口，不可直接飲用，需凈化后方可飲用。

調(diào)查區(qū)所有施有鉆孔均進(jìn)行了自然伽瑪測井，未發(fā)現(xiàn)放射性異常。

綜上所述，調(diào)查區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為質(zhì)量中等。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋洪柱.中國煤炭資源分布特征與勘查開發(fā)前景研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.

[2]賀洪燕.新疆煤炭資源可持續(xù)開發(fā)利用初步研究[D].新疆師范大學(xué)，2004.

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[4]林祥.我國煤田鉆探技術(shù)的研究進(jìn)展[J].煤田地質(zhì)與勘探，1995，03：59-62.

[5]李生紅，丁祥發(fā).煤田鉆探技術(shù)發(fā)展與展望[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），1999，S1：17-20.

[6]P K Jha，T.K.Das，Mrs.A.B.Soni. Effect of Weathering on Coal Quality[A]. IEDRC.Proceedings of the 2014 3rd International Conference on Language，Medias and Culture[C].IEDRC：，2014：5.