新疆尼勒克县胡吉尔台勘查区水文地质条件分析
宋 强
摘要：本文通过前人资料，结合水文地质调查，分析了胡吉尔台勘查区的水文地质条件及地下水类型，查明了该区各地层的含水性的分布，为以后施工提供参考依据。
关键词：水文地质；地下水；富水性
1.1、地形地貌
新疆尼勒克县胡吉尔台勘查区区域上位于新疆北部中天山西段的尼勒克山间坳陷盆地，地势上呈现出一南高北低的由东向西倾斜的狭长的喀什河谷地，盆地北界发育东西向延伸的科—博带南缘断裂，为一高角度逆冲断层，具隔水性；南部边界为铁木里克断裂，东西延伸，同样具有阻水性。在这两个隔水边界之间形成以侏罗系构造层为主体，东西向延伸，东部狭 窄西部相对宽缓独立水文地质单元。
1.2、气象
矿区属大陆性北温带气候，夏季温和湿润、降水充沛，冬季寒冷，积雪较深，年温差和昼夜温差大。根据伊犁尼勒克种蜂场水文站气象观测资料，矿区多年平均气温5—7℃，历年极端最高气温37.9℃（1979年8月3日），极端最低气温-39.9℃（1969年1月28日），最冷月平均气温-9.3℃（1月）；多年平均年降水量353.4mm,多集中在4—9月,日最大降水量33.4mm；多年平均蒸发量1471. 8mm；多年平均相对湿度69%，多年平均日照时数2795.8h，无霜期为103d，多年平均风速2.5m/s，最大风速24m/s，风向W；10月至翌年3月为冰冻期，最大冻土深度1.5m左右。全年最大积雪深度约2.4m ,多年平均积雪日数113d。
1.3、水文
喀什河种蜂场—乌拉斯台-胡吉尔台段自矿区东部经矿区东北边外围流向矿区西北部外围，为该区最大河流，胡吉尔台段以上河段为喀什河的上游段，河道平均比降为8 ‰。喀什河由东向西纵贯工作区北部。1988年6月27日，喀什河发生了有实测资料以来的最大一次洪水，据乌拉斯台水文站观测资料，洪峰流量为1010 m3/s，据调查当地历史最高洪水位约1425m，洪水重现期为70年。
2、区域水文地质
区域地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，其水文地质特征及分布见表1。
表1 区域地下水类型及特征
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地下水类型 |
层位代号 |
水文地质特征 |
备注 |
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松散岩类孔隙水 |
Q4apl |
赋存于第四系全新统冲洪积（Q4apl）砂砾石层中,分布于喀什河谷及各支流两侧，由砂砾石及亚砂土组成。疏松多孔，无胶结，散体状。接受大气降水或地表水的渗入补给，形成孔隙水。单泉流量为0.5—1.0L/s,弱富水性含水层。 |
水质基本 良 好，均为当地人畜饮用水源。 |
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基岩裂隙水 |
Eh |
由第三系一套巨厚层砖红色、灰白色砾岩、含砾粗砂岩与砂质泥岩组成，为含水层，区域分布主要在本区外围北部，接受大气降水或地表水的渗入补给，形成孔隙裂隙水。区内零星出露，ZK820孔揭露厚度最厚达441.00m。ZK623抽水试验单位涌水量q=0.009l/sm,含水层富水性弱。 |
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J2x |
赋存于中侏罗系西山窑组(J2x)碎屑岩中，由孔隙、节理、裂隙、层理、片理接受大气降水或地表水的渗入补给，形成层间孔隙裂隙水。在岩层地表浅部地带形成风化裂隙水。单泉流量0.01—0.5L/s，弱富水性含水层。在岩层深部地带，由于地应力及静水压力的作用，层间孔隙裂隙水具有承压性质。 |
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J1s+b |
赋存于下侏罗三工河组(J1s)及八道湾组(J1b)碎屑岩中，孔、裂隙、层理、节、片理发育，接受大气降水或地表水的渗入补给，形成层间孔隙裂隙水。在岩层地表浅部地带形成风化裂隙水。单泉流量1—10L/s，中等富水性含水层。岩层深部地带由于地应力及静水压力作用，层间孔隙裂隙赋存承压水。 |
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P2t |
赋存于上二叠系铁木里克组（P2t）钙质细碎屑岩、砾岩夹灰岩中，砾岩砾径5—20cm，成分以火山岩为主，并且有花岗岩及碎屑岩块，为砂质或钙质胶结。分布在工作区的西、西南部，风化裂隙发育，接受大气降水或地表水的渗入补给，形成裂隙水，单泉流量1—10L/s，中等富水性岩层。 |
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C1 |
赋存于下石炭统（C1）大哈拉军山组和阿恰勒河组中，由一套中-中酸（酸）性火山岩组成，分布在勘查区南北两侧分水岭阿吾拉勒山、婆罗科努山山区，由于位于侵蚀基准面以上，风化裂隙发育，接受大气降水或地表水渗入补给，形成裂隙水，单泉流量0.1—1L/s，属弱富水性含水层。 |
3 勘查区水文地质条件分析
胡吉尔台勘查区按照地下水埋藏、赋存条件及水动力特征，区内地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种。由于区内岩层含水性十分不均匀，严格划分含水层与隔水层难度大，因此根据煤井田地表水文地质调查测绘成果和钻探水文地质资料，结合井田东侧邻区吉伦台-塘坝勘查区6井田及区域水文地质资料，将区内岩层分为含水层、透水不含水层和相对隔水层三种。其中含水层分为第四系松散岩类弱孔隙含水岩组、第三系以及西山窑组浅部风化与火烧弱-强孔裂隙含水岩组及其基岩层间弱-中等层间裂隙含水岩组。现分述如下。
根据钻孔ZK422、ZK621及ZK623（J2x1）孔抽水试验资料得知：综合单位涌水量为0.079L/s.m，综合渗透系数为0.0587 m/d，西山窑组含水层透水性中等，富水性弱。水质类型HCO3·SO4·Cl-Na·Mg型微咸水，PH值为7.39，矿化度1.3881g/L，因地应力、静水压力作用，层间裂隙水属承压水性质。
3.2、透水不含水层
工作区内透水不含水层的水文地质特征及分布见表2。
表2 矿区透水不含水层的分布及水文地质特征
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地层时代 |
水文地质特征 |
备注 |
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第四系 |
全新统风积层Q4eol |
为广泛分布于矿区地表的黄土类亚砂土层，一般厚4—10m，上覆0.5—1m厚的腐殖土，疏松多孔，松散状。位于地下水位以上，透水，不含水，为透水不含水层。 |
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上更新统洪积层Q2-3pl |
表层为腐植土层，下部由卵砾石、中粗砂组成，砾石磨圆度较好，呈浑圆状，约占50%—60%，次为砂；厚度变化大，一般为3—18m，在中部可达59m。疏松多孔，松散状。分布于喀什河两岸的二级阶地，在区内主要分布在喀什河南岸至山脚一带，地势较平坦。据调查了解，七十一团煤矿曾经设想在此地层打井以解决煤矿供水问题，钻孔施工后发现此地层主要位于地下水位以上，为透水不含水层。 |
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区内侏罗系中统西山窑组第一段（J2x1）和第二段（J2x2）中的粉砂岩、泥岩、炭质泥岩、菱铁质泥岩，单层厚度大于3m以上，完整性好的岩层，均可视为相对隔水层。据邻区吉伦台-塘坝勘查区详查控制，胡吉尔台勘查区西山窑组C11煤以上第三段含煤性差，粉砂岩、泥岩、炭质泥岩及菱铁质泥岩占其91%多，含水性差，透水性差，且全区厚度相对稳定，为矿区相对稳定隔水岩组。
胡吉尔台勘查区位于阿吾拉勒山北坡与喀什河之间向北倾斜的侏罗系地层，区内构造不发育，主要断裂构造是位于南部的F1-1断层，走向近东西，断层上盘为侏罗系煤系地层，下盘为新近系砖红色粘土岩，固结程度差。断层破坏了南北煤系地层的连续性，断层两盘地层重新组合，新近系粘土地层与侏罗系碎屑岩孔隙裂隙含水层对接，阻隔了地下水向煤系地层的运移，为一隔水断层。
3.5、矿区地下水补给、迳流排泄条件
勘查区地下水补给来源为大气降水、冰雪融水、喀什河水及其支流溪沟流水。
区内第四系松散岩类孔隙水，由于位于表层，牧草茂盛，易于接受大气降水的渗入补给，条件良好。
区内第三系(Eh)碎屑岩表层风化裂隙水，由于表层风化裂隙发育，大多有第四系松散土层覆盖，易于接受大气降水及第四系松散岩类孔隙水渗入补给，条件良好。
区内侏罗系中统西山窑组(J2x)碎屑岩，在矿区内出露面积较大，表层风化裂隙发育，多有第四系松散土层覆盖，其中碎屑岩层间裂隙水易于接受大气降水及第四系松散岩类孔隙水、冰雪融水、溪沟切割地段中溪沟流水渗入补给，条件良好。但由于山高坡陡，在降雨量大的情况下，降水大多顺着斜坡流入冲沟，以地表径流的形式流入喀什河，补给条件较差。
第四系松散岩类孔隙水及第三系(Eh)、侏罗系中统西山窑组(J2x)碎屑岩表层风化裂隙水，均位于矿区最低侵蚀基准面（标高+1386.3m）以上，可以自然排泄。这类地下水迳流途径短，就地补给就地排泄，以泉或溪沟流水形式补给河水，故此地下水迳流排泄条件良好。
第三系(Eh)及侏罗系中统西山窑组(J2x)碎屑岩中层间裂隙水在埋深较大、位于侵蚀基准面以下时，迳流条件受矿区构造及区域构造控制，总体上看，地下水流向是由南向北，再向喀什河排泄。碎屑岩节理、裂隙多呈闭合状，并且多被方解石脉或石英脉所充填，连通性差，第三系主要岩性为棕红和棕紫色粉砂土，砖红色粘土，胶结差或半胶结，遇水膨胀，易碎裂，裂隙不发育，底部为含砾砂质粘土，较松软，地下水迳流排泄条件不好；据钻孔揭露统计，在西山窑组(J2x)地层中，砂砾岩占总厚度的34%，而粉砂岩和泥岩、炭泥占其中的49%，大量完整性好的粉砂岩、泥岩地段，遇水软化、膨胀，成为相对隔水层阻水地段。因此，此类地下水迳流排泄条件不好。
4、结语
本文通过对前人资料的研究，结合水文地质调查，分析了胡吉尔台勘查区的水文地质条件，查明了该区各地层的含水性，地下水类型及分布变化规律，为以后该区施工提供了参考依据。