淺析新疆哈密市M1033鐵礦礦區(qū)含水層的供水意義

程潔萍

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0四隊(duì) 哈密 839000）

1 自然地理位置概況

1.1 氣象

新疆哈密市M1033鐵礦礦區(qū)屬典型的大陸性荒漠氣候，夏季酷熱，少雨、多風(fēng)、四季不分明，夏冬季特別長，春秋季很短暫，夏熱冬寒，晝夜溫差大。礦區(qū)最高氣溫可達(dá)45°C 以上，最低氣溫-27.5°C，年均降雨量為60毫米，多年平均蒸發(fā)量3140毫米。礦區(qū)多西北風(fēng)，風(fēng)力一般5～6級(jí)，4～6月份為多風(fēng)期，最大可達(dá)8級(jí)以上。

1.2 水文

礦區(qū)位于雅滿蘇鎮(zhèn)南部，礦區(qū)及附近無地表水體，礦區(qū)地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水，但礦區(qū)屬典型的大陸性干旱氣候，降水量極少，據(jù)相關(guān)資料顯示，地下水埋深水位變幅不大，一般為0.2～0.5米，但變化頻率較高。據(jù)觀測，礦區(qū)一個(gè)水文年中，8～10月為豐水期，1～4月為貧水期，其他月份為枯水期。

1.3 地形地貌

礦區(qū)屬剝蝕丘陵地貌，總體地勢東南部高北西部低。海拔標(biāo)高1254米～1286米之間，相對(duì)高差10米左右。山體呈渾圓狀，地形較平緩，區(qū)內(nèi)山體高10～20 米，山體坡度15～30°，部分地區(qū)基巖裸露。山丘之間淺緩沖溝發(fā)育，規(guī)模不大，在區(qū)內(nèi)中、西部為平坦的洼地，區(qū)內(nèi)植被較少，多沿溝谷發(fā)育，為干旱的戈壁荒漠地貌景觀。

2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景

2.1 地層巖性

區(qū)內(nèi)地層出露震旦系、寒武系和奧陶系。礦區(qū)露頭較少，主要分布在礦區(qū)南部及東南部，露頭面積約占礦區(qū)總面積的四分之一，大部分地區(qū)被第四系所覆蓋。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)位于天山褶皺系，方山口大背斜，M1033背斜的北翼，構(gòu)造線方向以東西向?yàn)橹?，其次是北東向。礦區(qū)斷裂和巖漿活動(dòng)都較發(fā)育。

東西向構(gòu)造的形成，有著長期發(fā)展的歷史，經(jīng)受過多次復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，是南北向擠壓應(yīng)力長期作用的結(jié)果。北東向構(gòu)造的產(chǎn)生，錯(cuò)移了礦區(qū)東西向構(gòu)造，聯(lián)系區(qū)域上第三系苦泉組呈北東向展布的特點(diǎn)，推斷其產(chǎn)生于新生代。

3 水文地質(zhì)

礦區(qū)屬典型的大陸性干旱氣候，降水量極少，礦區(qū)及附近無地表水體，地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水，但地下水的補(bǔ)給來源十分貧乏。巖層中除了基巖風(fēng)化裂隙水（包括斷層構(gòu)造裂隙水）外，都可視為不含水或微弱含水巖層。礦區(qū)地下水與地表水之間水力聯(lián)系弱，水循環(huán)交替極差，礦體頂?shù)?、板圍巖均為相對(duì)隔水層，礦山目前探礦坑道中見有明顯的滲水現(xiàn)象。礦體雖然大部分埋藏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下，但礦區(qū)地形有利于自然排水，采礦方式為硐采，采礦對(duì)礦區(qū)地下水、地表水影響輕微。

該礦區(qū)地層簡單，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜；含水層空間分布比較穩(wěn)定，地下水補(bǔ)給、排泄條件簡單，水化學(xué)類型單一；地下水埋藏東深西淺；故該礦床屬于裂隙水充水的水文地質(zhì)條件簡單-中等，即II類I-II型。

4 巖層的含水性

礦區(qū)地層出露情況及其水理性質(zhì)由新到老敘述如下，含水層要素見表1。

（1）第四系沖積淤積砂礫石層（Qh）

由區(qū)內(nèi)暫時(shí)洪流沖積而成，多分布于地形低洼處，暫時(shí)性沖積淤積河床，巖層中泥質(zhì)含量較多，由于厚度有限，很難形成地下含水層，為區(qū)內(nèi)透水而不含水巖層。

（2）戈壁礫石層（Qp）

為洪積沖積而成，地形上一般分布較高，出露普遍，同樣由于厚度不大，未見地下水，為透水而不含水巖層。

（3）第三系砂礫（碎）石層裂隙孔隙層間水，巖層為磚紅色泥巖，泥質(zhì)膠結(jié)的砂礫（碎）石層，地面未見出露，多隱伏于第四系松散沉積物之下，分布于礦層以北，厚度最大可達(dá)80米，礦區(qū)內(nèi)大部分鉆孔中該層巖石致密，不含水，少數(shù)鉆孔中含水層可見厚度1～8米，變化較大，主要為孔隙層間水。泥巖為隔水層，未作分層抽水工作，水位、水量不清。

（4）基巖風(fēng)化裂隙水（包括斷層脈狀水）

礦區(qū)基巖出露由北向南分別為中下奧陶統(tǒng)到震旦系巖組，在構(gòu)造作用下，巖層陡傾或近于直立，從巖性方面無法劃分具體含水巖層，據(jù)鉆孔簡易水文資料統(tǒng)計(jì)，31個(gè)鉆孔中有21個(gè)孔覆蓋層下至60米左右有明顯的漏水現(xiàn)象。說明礦區(qū)基巖裂隙水主要賦存于風(fēng)化裂隙帶中。

表1 含水層主要要素

5 含水層供水意義

由上可知，礦區(qū)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水，對(duì)各含水層的供水意義評(píng)價(jià)如下：

（1）松散巖類孔隙水：松散巖類孔隙水分布在礦區(qū)大溝谷局部地段，含水層巖性為砂礫（碎）層，厚度不大，一般1～2 米，最大不超過5 米，與裂隙水有密切聯(lián)系。地下水主要為第四系孔隙潛水，其動(dòng)態(tài)極不穩(wěn)定，埋深較淺，巖層富水性與區(qū)域一致，西部豐富，東部貧乏，水質(zhì)易受周圍環(huán)境影響，供水意義不大。

（2）基巖裂隙水：基巖裂隙水在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布。M1033 鐵礦東礦礦區(qū)風(fēng)化裂隙水以巖性劃分為層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水。層狀巖類裂隙水：在變質(zhì)巖系和火山巖系構(gòu)成的風(fēng)化帶中廣泛分布，地下水類型為潛水，含水層在方山口附近主要是寒武系板巖，局部為大理巖類，水位埋深55～95 米，含水層富水性貧乏，地下水主要賦存在淺部風(fēng)化帶裂隙中，地下水分布普遍、埋藏淺，但水量貧乏，供水意義不大。塊狀巖類裂隙水—侵入巖含水層組：主要分布于丘陵地區(qū)，侵入巖裂隙發(fā)育特征，大體與變質(zhì)巖相似，塊狀巖類裂隙水賦存與分布受北東、北西西兩組裂隙控制，水量變化較大，頭吊泉以西含水層巖性為華力西中期花崗巖風(fēng)化裂隙帶含水，水量甚微，鉆孔驗(yàn)證證明大理巖基本不含水，供水意義不大。

（3）碳酸鹽巖類裂隙溶洞水：分布于丘陵區(qū)，含水層以震旦系巖組為主，寒武、奧陶亦有零星分布，水類型為潛水，單井涌水量5.77 立方米/日，礦化度4～5 克/升，水化學(xué)類型為SO4－Cl－Na 型，水中含放射性元素為其特征。方山口地區(qū)位于方山口大背斜軸部及南翼，在大理巖和下寒武接觸面以下5～10米，溶洞極為發(fā)育，最大可達(dá)1.5×3.3×4 米，最長可達(dá)10 米以上，但大多無水，供水意義不大。

綜上所述，該礦區(qū)地下水類型為潛水，潛水受氣候條件影響，季節(jié)性變化明顯，水量貧乏，礦床充水的主要途徑是基巖風(fēng)化裂隙水（包括斷層脈狀水）的張裂隙中，張裂隙主要發(fā)生在淺部，深部由于擠壓和充填多呈閉合狀，深部由于缺乏穩(wěn)定的補(bǔ)給來源，僅有靜儲(chǔ)量。值得注意的是地下水為咸水，地下涌水僅供生產(chǎn)用水，含水層飲用水供水意義不大。