钾盐矿水文地质及水化学特征分析范文

摘要：研究区位于罗布泊盐湖东北部，库鲁克塔格山（白山）北部，磁海石英滩丘陵区南部，地理坐标：东经93°43′29″；北纬41°05′41″，是地下水的最终排泄地。主要接受南、北部山前基岩裂隙水、东侧季节性迳流补给，以承压水西侧地下径流的方式排泄，地下水含盐量较高，一般均为卤水，矿化度在20g/l以上。属现代内陆盐湖液相的硫酸盐型综合矿床，为地下卤水钾盐矿床。

关键词：大洼地一带钾盐矿；水文地质；水化学特征

大洼地位于罗布泊的东北方向，大洼地为次生的断陷盆地，第四系冲积和湖泊碎屑沉积十分发育，地层岩性以粘性土、砂土为主（局部为淤泥质土），化学沉积较少且多分布于湖盆地表。文中对大洼地一带钾盐矿水文地质及水化学特征分析，旨在该区相关研究工作提供参考[1]。

1区域地下水循环特征

本区大气降水在山区转变为磁海石英滩和库鲁塔格（白山）及磁海盐矿东区的基岩裂隙水和地表水，地表水流出山口后进入山前倾斜砾质平原以及山间洼地前缘沿断层出露成泉后又转变成地表水，并以测向补给形式补给大洼地。在这种运动过程中，通过表面水的蒸发、人工开采等方式排泄，在垂向上地下水系统相对稳定的由下向上运动，水不断交替呈混合型，中深层承压水水头相对较高，通过断层或相对隔水层补给浅层承压水[2]。在垂向上水质也由SO4-Ca•Mg型水转变为SO4•Cl-Ca•Na型水，最终变为Cl-Na型水后经过长期的蒸发浓缩形成了高矿化的富钾卤水。

2矿区水文地质特征

矿区只赋存有承压水。依据含水层介质类型、含水层结构特征、水动力条件等，含水层系统结构特征描述如下：承压水含水层的分布范围为ZK1500、ZK0700、ZK0000、ZK0800、ZK1608以北且尚算连续，含水介质（岩性）为粘土质细砂、含粘土砾石的粉砂、钙质胶结中粗砂、粘土质粉砂、含砾石粘土质粉砂、含粘土石膏的粉砂，含石膏砾石之中粗砂、细砂、含石膏粉砂之粘土、含砾石粗砂质粘土、含石膏的砂砾石、砾石层、含石膏的粉砂；承压水头在12.4m~124.31m。上述钻孔以南基本未见水且60m~70m见基岩；大体上看，受山前洪积扇台地的地形控制，盆地内的承压卤水含水层，厚度变化较大，由西南向东北逐渐增厚，西南部未见水。矿区内承压水的单井涌水量一般1.29m3/d~2.4m3/d。矿区范围内承压水的矿化度在21.58g/L~98.19g/L，水化学类型为Cl-Na型水，卤水类型为Na-SO4亚型为主，16线以西，承压水矿化度大于50g/L外，以东小于50g/L，总体看其趋势是随地形由东北向西南富集。根据含水层单井单位涌水量将其富水性分为2个区：q=10-100m3/d•m；（富水性中等）q<10m3/d•m；（富水性弱）矿区中部ZK1600处富水性最强，单位涌水量21.77m3/d•m（见图1），其余大部分地区单位涌水量均小于10m3/d•m。

3矿区地下水系统补给、迳流、排泄条件

地下水系统的形成和地下水运移主要受地形地貌、地层和地质构造的控制。（1）地下水系统补给条件。气候因素对大洼地调查区的补给有：大气降水的入渗补给、大气凝结水的补给；受地层岩性、地质构造和地貌等条件的制约，形成的侧向补给，大洼地调查区的北部边界的地下水径流补给；东南部山区的间歇性的地表洪流的补给。（2）地下水系统迳流条件。大洼地地下水系统的迳流，受地形地貌、含水层结构的控制，地下水总体流向与地形坡降趋势相一致，地下水总体流向由东南部、南部向西北部（ZK0707—ZK1607附近）一带汇流。（3）地下水系统排泄条件。预查区内地下水系统排泄条件主要受地形地貌、地层岩性结构诸因素约束。地形和地层岩性结构是控制地下水迳流排泄条件的局部因素，具有补给、迳流和排泄同时进行的特点。通过大洼地预查区14个钻孔，判断潜水层基本不含水，潜水蒸发排泄参与计算没有实际意义。由于本区为迳流滞缓型盆地，因此主要以径流为排泄途经，随地层岩性的不同，其径流强度也有所不同。

4大洼地详查区地下水水化学特征

大洼地预查区地下水系统的水化学特征是受自然条件和水文地质条件因素综合作用的结果，受地质条件和迳流条件的影响。第四系松散岩类孔隙水水化学特征总体上由南向北销蚀。大洼地预查区承压卤水层分布于整个大洼地预查区，分布范围广。由于其受地貌和地质岩性以及补给、迳流、排泄条件影响，水化学特征也具有一定的规律，其水化学作用主要以迳流溶滤为主。地下水水头由东往西逐步变浅，水化学类型Cl—Na型水，卤水类型以钠硫酸盐亚型卤水为主（Na—SO4型水）（见下表）。矿化度一般20.81g/L~77.72g/L。总体看在矿区范围内主要有1个低矿化区，1个高矿化区。整体上依然无法改变这种承压水由东向西运移最后富集于矿区西部边界的规律。

5结论

文中对大洼地一带盐矿水文地质及水化学特征进行分析，其地下水主要赋存于构造裂隙中，主要接受南、北部山前基岩裂隙水、东侧季节性迳流补给，以承压水西侧地下径流的方式排泄，矿化度在20g/l以上，水化学类型以Cl—Na型高矿化的富钾卤水为主。

参考文献

[1]魏新俊．哈密大洼地富钾盐湖物质组分、沉积特征及形成条件研究[J]．地质科技，2016，（09）．

[2]沈振枢．哈密大洼地一带钾盐矿水文地质特征分析[J]．盐湖研究，2016，14(4)：26-32．

作者：王保山 单位：新疆地矿局第三地质大队