地质条件论文：省域盆地地质条件浅析

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本文作者：黄大友徐伟陈玉梁王勤刘志鹏作者单位：核工业280研究所

地下水补－径－排条件

三塘湖盆地地下水补－径－排条件是在地质构造、地貌、气象、水文等多因素综合控制下形成的，尤其是在构造作用下，使褶皱隆起的山区与山间盆地相间分布，形成NW－SE雁行排列。盆地年降水量不足40mm，决定了该区大气降水入渗只是地下水补给来源的一小部分，地下水的补给主要依靠蚀源区高山积雪融化形成的溪水、山前出露的泉水及山区暴雨形成的洪流渗入补给。三塘湖盆地具有完整的地下水补－径－排系统。而不同的水文地质单元又有着不同的补－径－排特点。

1补给区

西部坳陷水文地质区的海拔最低处（汉水泉）高程仅为400m，据该区所处的自然与水文地质条件分析，盆缘基岩山区（北部主要为大哈甫提克山、苏海图山）是地下水的补给区。补给来源主要为集中在6～8月份的大气降水，另外，山区基岩裂隙水在山前遇控盆推覆逆冲构造时形成泉水溢出，再次渗入补给地下水。东部坳陷水文地质区的地下水补给区同样是盆缘基岩山区（南部主要为天山），由于该区年降水量极少，而蒸发量又很大，所以地下水的补给来源以南侧的北天山中高山区侧向补给为主，尤其是地表径流及山间溪水与泉水对地下水的补给有重要意义。

2径流区

西部坳陷水文地质区地下水的补给源主要通过山前戈壁砾石带、砂砾、卵砾石层径流，其径流条件好，致使山前砾石带形成盆地的强径流区。侏罗系含水岩组倾向与地形坡度基本一致，赋存于其中的地下水由南西向北东方向径流。东部坳陷水文地质区沿坳陷南缘的山前戈壁地带，接受来自山区的补给，经松散的卵砾石、砂砾石层顺地形坡度自南向北运移，形成径流极好的径流区，径流区地下水埋藏一般较深，属潜水的深埋带。

3排泄区

西部坳陷水文地质区的排泄区在坳陷西部汉水泉、坳陷中部刘家井子及木炭窑一带，主要通过导水构造（汗井断裂）两侧以上升泉形式排泄，在地表多表现为草丛沙丘。另外，在地下水埋藏较浅的地方，以蒸发的形式排泄。东部坳陷水文地质区的排泄区在坳陷北缘，是地下水的浅埋地带，由于地势低洼或受北部低山丘陵的阻挡，自西峡沟－牛圈湖－淖毛湖一带呈NW－SE向泉水溢出带，亦是盆地地下水的排泄带。其排泄区主要在马朗、大盐池及小盐池一带，淖毛湖北缘断裂及淖毛湖南缘基底断裂形成排泄窗，以上升泉形式排泄。

地下水交替及水动力条件

三塘湖盆地水交替强烈带位于当地侵蚀基准面以上的地下水强径流区段，包括地下水动力学分带中的包气带与潜水位变动带，水文地质构造处于开启或半开启状态。由于交替强烈，水流速度较快，地下水一般为低矿化度的淡水，这里进行着矿物的氧化、溶滤及溶解作用。水交替缓慢带位于当地侵蚀基准面以下、区域基准面（海平面）以上的地下水径流区段，水流速度较水交替强烈带慢。这里氧化与还原作用同时进行，为次生矿物富集带，水文地质构造处于半开启或封闭状态，地下水一般为中等矿化度的微咸水。水交替强烈带与水交替缓慢带是盆地地下水动力层的上层。盆地地下水的下层———水交替滞缓带一般位于稳定的隔水层与区域侵蚀基准面以下，这里地下水运动基本处于停滞状态，原生矿物与岩石均未受到破坏，具有沉积－埋藏水的特征。水文地质构造处于封闭状态，地下水一般为高矿化度的盐水———卤水（图2、3）。

水文地球化学特征

三塘湖盆地由外围到中心，全区共发育了HCO3•SO4、SO4•HCO3、SO4、SO4•Cl、Cl•SO4及Cl6种类型的地下水。

1西部坳陷水文地质区

西部坳陷水文地质区因补给稀少，蒸发强烈，加速了潜水盐化的进程，大部分为SO4•Cl型地下水，矿化度1～3g／L。蚀源区中蒙边境的大哈甫提克山及苏海图山区，因补给量弱，地表径流、水交替迟缓，多为SO4•HCO3型地下水。而冲－洪积平原居于汇流中心，地下径流停滞，靠蒸发排泄，盐分从水平与垂直两个方向迁移积累，使离子浓缩，矿化度达3～10g／L，为Cl•SO4型地下水（表1）［3］。从表1可以看出，从补给径流区到排泄区水化学类型在水平方向上具有较好的分带规律。

2东部坳陷水文地质区

东部坳陷水文地质区沿三塘湖上湖－牛圈湖－淖毛湖以南广大平原地区的潜水，由于补给与径流条件具佳，矿化度一般为0．5g／L，为HCO3•SO4型地下水。与其衔接的冲－洪积平原，基于强烈的水循环，一般水质类型无显著变化。由于发生阳离子交替吸附作用，往往钙被吸附的钠离子置换，由山区的HCO3•SO4－Ca型水变为HCO3•SO4－Na•Ca型水（表2）［3］。在大盐池、小盐池、淖毛湖煤矿等地，由于断裂构造的影响，地下水沿断裂上升而溢出地表，形成积水洼地，经蒸发后矿化度明显增高，可达50g／L，同时水化学类型变为Cl型水，在HCO3•SO4型水与Cl型水之间的较小范围内为Cl•SO4型水，体现了地下水从盆边向盆地中心水平分带的规律。

地下水的含铀性

1含水岩石中的铀含量

根据资料，三溏湖盆地铀源较丰富，老地层中铀含量一般为5×10－6，侏罗系与下白垩统铀含量达（2～3）×10－6。在东部坳陷下白垩统及头屯河组、西山窑组灰白－黄褐色含煤地层中，铀含量高并形成异常或矿化带，如三塘湖下湖的铀矿化带及淖毛湖地区的131号异常和石头梅－三塘湖中湖一带的129号、127号异常带。产于二叠系顶部的凝灰质砂砾岩中的127号异常带，断续长达50m，铀含量一般为（40～100）×10－6，最高达200×10－6。因此，盆地在进行水文地球化学成矿作用中，有较好的铀源物质基础［4］。

2地下水中的铀含量

笔者对区内地下水进行了系统取样并进行了分析，分析结果表明，水中铀含量最高达3×10－4g／L，最低为1．8×10－6g／L。对潜水来说，随着水的矿化度的增加，水中铀含量有增高的趋势，据ZK－2号孔中第三系红色砂砾岩层间水铀分析结果，层间水中铀含量为81×10－6g／L，水化学类型为矿化度达5．0g／L的SO4•Cl－Na型水。水中铀含量低于同地区表生带的水。表明地下水富集铀，主要发生在水交替不强烈的化学带中，并随着水化学成分的形成和深度的增加，水中铀含量降低。这种变化规律对层间氧化带型水成铀矿化十分有利。