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【摘 要】 本文通过对哈尔滨市白垩系砂岩层状分布规律，及砂岩、泥岩周边断裂特征的论述，结合哈尔滨城市地质调查地球物理勘探和钻探成果，系统阐述了哈尔滨市白垩系矿泉水赋存特征。
【关键词】 哈尔滨市；矿泉水；赋存特征；白垩系
引言：
哈尔滨市地区由于白垩系嫩江组分布范围广，厚度大，且以泥质沉积为主，故长期以来哈尔滨市白垩系被定为贫水区。哈尔滨市北部孟家乡团山子村所在地区第四系沉积薄，且多为粘土层，以往当地居民多饮用高铁质第四系地下水，对当地居民的生活质量造成一定的影响。近年来我们在该区域开展了城市地质调查，对该区地质结构，水文地质条件进行系统研究，应用层控、断控找水理论方法，在该区白垩系姚家组找到了承压水，且水中锶含量达到矿泉水标准，这不仅解决了该区缺水困扰，同时也为当地经济社会发展提供了地下水资源保障。笔者现将该区白垩系深部矿泉水赋存特征总结成文如下：
1 白垩系深层矿泉水形成的地质条件
1.1白垩系沉积规律
哈尔滨市地处松嫩平原东南部，属于松辽盆地东南隆起区。早白垩纪以来，地壳下陷，形成了达数千米河湖相堆积层。由登娄库组、泉头组、姚家组、青山口组和嫩江组构成，至晚白垩纪末地壳整体抬升，受到剥蚀。到第四纪早中期地壳开始下沉，沉积了5-110m厚的河湖相堆积，自下而上分别由猞猁组、东深井组、下荒山组、上荒山组、哈尔滨组和顾乡屯组构成。
本区白垩系由为泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组构成。分布规律见基岩地质图（图1）。
①泉头组（K1q）：厚度0-2013m，顶部灰绿色泥岩、棕红色泥岩、粉砂岩、细砂岩互层，上部棕红色、紫红色泥岩、砂质泥岩与粉砂岩、细砂岩互层，向下多见砂砾层，中部棕红色、紫红色泥岩，夹灰白、灰绿色粉砂岩、细砂岩，下部灰白、紫灰、紫红色砂岩与暗红色砂岩、紫褐色泥岩互层，夹紫红、灰紫色砂质泥岩、含砾砂岩。
②青山口组（K2qn）：厚度78-324m，上部为紫红、灰黑、灰绿色泥岩夹薄层粉砂岩，下部灰绿、灰黑、灰色泥岩夹油页岩、夹灰绿色粉砂岩、夹多层钙质形虫或结晶灰岩薄层，底部为灰黑色泥岩、页岩夹油页岩。
③姚家组（K2y）：厚度50-300m，上部为灰黑、灰绿色泥岩、泥质粉砂岩与棕红色泥岩互层，下部为棕红色泥岩与灰绿色泥岩互层，夹灰黑色泥岩、粉砂岩。
④嫩江组（K2n）：0-1247m，顶部为棕红、灰绿色泥岩为主夹薄层灰白色粉砂岩，上部为灰绿、深黑、深灰色泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩互层，下部为深灰、灰黑、灰色泥岩、页岩夹灰色砂岩，底部为灰黑色泥岩、页岩灰绿色泥质粉砂岩、夹数层劣质油页岩。
1.2白垩系地质结构决定层控找水目标层
哈尔滨市北部白垩系嫩江组，以泥质沉积为主，占该区基岩分布面积的40%，基本属贫水岩系。姚家组、青山口组和泉头组成岩好，质脆，砂泥岩互层，最易形成富水空间，是层控较富水岩系。本区白垩系深层承压水的岩层为姚家组砂岩、砂砾岩，呈面状分布，垂向岩性分布特征为砂岩泥岩交互沉积，砂地比占5%。
1.3白垩系断裂构造决定断控富水带
哈尔滨东南部地区阿什河基底断裂东侧孟家乡团山子村，发育与该断裂相垂直盖层断裂并切割白垩系地层（见图1、2），断裂在第四系期间活动强烈，形成规模较大破碎带，为白垩系姚家组砂岩、砂砾岩提供富水空间和通道。下面从空间和通道两个方面论述断裂构造决定断控富水带。
空间上，砂岩、泥岩层岩石未发生破碎，水的储存空间仅为岩石孔隙。泥岩致密几乎没有储水空间，砂岩的储水空间也是非常有限的。本区白垩系地区出现规模较大的破碎带，增加了岩层的裂隙孔隙，为水富积提供空间条件。
通道上，本区白垩系姚家组的地层沉积是泥岩，砂岩互层，且泥岩覆在砂岩之上，在非断裂破碎带地区，泥岩为封闭的隔水层，大气降雨及第四系含水层的水通过致密泥岩的入渗系数几乎为零。水循环只能在单一砂岩层进行，汇流作用不明显。断裂活动破碎带，打通了泥岩层和砂岩层，增大第四系、泥岩和砂岩层的入渗系数，加强了大气降雨、第四系含水层和白垩系姚家组砂岩层的水循环，汇流作用明显。
经试验证明，单一层控带钻孔单井出水量约为层控、断控带单井出水量的十分之一，因此，断裂带活动是本区赋水带的控制性因素。
2 哈尔滨北部白垩系姚家组深层矿泉水赋存规律
2.1姚家组砂岩裂隙孔隙承压水
该系统分布于哈尔滨市北部一带表层为10—40m厚的第四系顾乡屯组，上部为粉质粘土下部砂土，下部砂土为本区第四系主要含水层，当因粘土层较薄易受地表污染。下部白垩系姚家组为泥岩、砂岩互层结构。其中砂岩为层状含水层，泥岩为隔水层。
2.2姚家组砂岩、砂礫岩构造裂隙水
在哈尔滨城市地质调查工作中，我们对哈尔滨北部孟家乡团山子村高铁质地下饮用水，进行系统地质结构和水文地质条件分析，发现该区白垩系姚家组砂岩、砂砾岩分布面积为100-200km2；依据遥感和地球物理勘察证实，本区存在一条与阿什河基底断裂垂直的次一级盖层断裂，并切穿第四系地层。在该地区进行钻孔工作，完成302米深井，对其进行了为期48小时的抽水试验，在水位降深21.1m时，涌水量达133.87m3/h（3212.80m3/d），水温7.8℃，经取样化验，其水质符合国家饮水用标准，且水中微量元素Sr含量为0.474mg/l，其水质已达到天然饮用矿泉水标准，水质类型为重碳酸钙钠型水，最终定名为锶型矿泉水。
2.3姚家组深层矿泉水赋存特征
综合本次调查研究证实该区矿泉水层状分布主要在姚家组砂、砾岩层，其分布于呼兰河以东成环状分布，岩层厚度在1-5米之间，主要为岩层孔隙水。断控分布主要沿着与阿什河断裂北段垂直的次一级断裂，该断裂为盖层断裂，上部泥岩因其运动形成一定破碎带，加快了上部降水对深部水的补给，更加大了岩层的储水空间。
3 结论
3.1哈尔滨地区白垩系地层主要为泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组。其中嫩江组主要沉积泥岩，为贫水地层。泉头组、青山口组和姚家组，地层中沉积丰富的砂岩、砂砾岩，为本区白垩系富水层。
3.2结合哈尔滨城市地质调查项目的遥感、物探和钻探工作，查明哈尔滨北部孟家乡团山子地区存在一条垂直于阿什河基地断裂、并切穿第四系的次级盖层断裂。应用层控、断控理论，查明该区赋存白垩系姚家组构造裂隙水系统，含水层为姚家组砂岩、砂砾岩。
3.3哈尔滨地区单一白垩系姚家组砂岩层控孔隙裂隙水，单井出水量一般在5—10m3/h，在层控加断控条件下，单井涌水量可达100—120m3/h。
3.4本区白垩系姚家组深部矿泉水分布特征表现为层控和断控，姚家组砂岩分布特征决定了含水层的层状分布特征，阿什河断裂北段次生断裂决定了该区矿泉水的补给来源和储水空间分布特征。
参考文献：
[1]杨湘奎、邢开等。松嫩平原（黑龙江）地下水资源及其环境问题调查评价报告【R】黑龙江省地质调查研究总院，2006年.
[2]杨湘奎，初禹等.黑龙江省构造裂隙水研究报告[R].黑龙江省904勘察院，2000。
[3]王忠恕，秦建长等.区域水文地质普查报告[R].原人民解放军OO九一九部队，1976-1977。
[4]初本君，高振操，杨世生等.黑龙江省第四纪地质与环境[M].北京：海洋出版社，1989.
【关键词】 哈尔滨市；矿泉水；赋存特征；白垩系
引言：
哈尔滨市地区由于白垩系嫩江组分布范围广，厚度大，且以泥质沉积为主，故长期以来哈尔滨市白垩系被定为贫水区。哈尔滨市北部孟家乡团山子村所在地区第四系沉积薄，且多为粘土层，以往当地居民多饮用高铁质第四系地下水，对当地居民的生活质量造成一定的影响。近年来我们在该区域开展了城市地质调查，对该区地质结构，水文地质条件进行系统研究，应用层控、断控找水理论方法，在该区白垩系姚家组找到了承压水，且水中锶含量达到矿泉水标准，这不仅解决了该区缺水困扰，同时也为当地经济社会发展提供了地下水资源保障。笔者现将该区白垩系深部矿泉水赋存特征总结成文如下：
1 白垩系深层矿泉水形成的地质条件
1.1白垩系沉积规律
哈尔滨市地处松嫩平原东南部，属于松辽盆地东南隆起区。早白垩纪以来，地壳下陷，形成了达数千米河湖相堆积层。由登娄库组、泉头组、姚家组、青山口组和嫩江组构成，至晚白垩纪末地壳整体抬升，受到剥蚀。到第四纪早中期地壳开始下沉，沉积了5-110m厚的河湖相堆积，自下而上分别由猞猁组、东深井组、下荒山组、上荒山组、哈尔滨组和顾乡屯组构成。
本区白垩系由为泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组构成。分布规律见基岩地质图（图1）。
①泉头组（K1q）：厚度0-2013m，顶部灰绿色泥岩、棕红色泥岩、粉砂岩、细砂岩互层，上部棕红色、紫红色泥岩、砂质泥岩与粉砂岩、细砂岩互层，向下多见砂砾层，中部棕红色、紫红色泥岩，夹灰白、灰绿色粉砂岩、细砂岩，下部灰白、紫灰、紫红色砂岩与暗红色砂岩、紫褐色泥岩互层，夹紫红、灰紫色砂质泥岩、含砾砂岩。
②青山口组（K2qn）：厚度78-324m，上部为紫红、灰黑、灰绿色泥岩夹薄层粉砂岩，下部灰绿、灰黑、灰色泥岩夹油页岩、夹灰绿色粉砂岩、夹多层钙质形虫或结晶灰岩薄层，底部为灰黑色泥岩、页岩夹油页岩。
③姚家组（K2y）：厚度50-300m，上部为灰黑、灰绿色泥岩、泥质粉砂岩与棕红色泥岩互层，下部为棕红色泥岩与灰绿色泥岩互层，夹灰黑色泥岩、粉砂岩。
④嫩江组（K2n）：0-1247m，顶部为棕红、灰绿色泥岩为主夹薄层灰白色粉砂岩，上部为灰绿、深黑、深灰色泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩互层，下部为深灰、灰黑、灰色泥岩、页岩夹灰色砂岩，底部为灰黑色泥岩、页岩灰绿色泥质粉砂岩、夹数层劣质油页岩。
1.2白垩系地质结构决定层控找水目标层
哈尔滨市北部白垩系嫩江组，以泥质沉积为主，占该区基岩分布面积的40%，基本属贫水岩系。姚家组、青山口组和泉头组成岩好，质脆，砂泥岩互层，最易形成富水空间，是层控较富水岩系。本区白垩系深层承压水的岩层为姚家组砂岩、砂砾岩，呈面状分布，垂向岩性分布特征为砂岩泥岩交互沉积，砂地比占5%。
1.3白垩系断裂构造决定断控富水带
哈尔滨东南部地区阿什河基底断裂东侧孟家乡团山子村，发育与该断裂相垂直盖层断裂并切割白垩系地层（见图1、2），断裂在第四系期间活动强烈，形成规模较大破碎带，为白垩系姚家组砂岩、砂砾岩提供富水空间和通道。下面从空间和通道两个方面论述断裂构造决定断控富水带。
空间上，砂岩、泥岩层岩石未发生破碎，水的储存空间仅为岩石孔隙。泥岩致密几乎没有储水空间，砂岩的储水空间也是非常有限的。本区白垩系地区出现规模较大的破碎带，增加了岩层的裂隙孔隙，为水富积提供空间条件。
通道上，本区白垩系姚家组的地层沉积是泥岩，砂岩互层，且泥岩覆在砂岩之上，在非断裂破碎带地区，泥岩为封闭的隔水层，大气降雨及第四系含水层的水通过致密泥岩的入渗系数几乎为零。水循环只能在单一砂岩层进行，汇流作用不明显。断裂活动破碎带，打通了泥岩层和砂岩层，增大第四系、泥岩和砂岩层的入渗系数，加强了大气降雨、第四系含水层和白垩系姚家组砂岩层的水循环，汇流作用明显。
经试验证明，单一层控带钻孔单井出水量约为层控、断控带单井出水量的十分之一，因此，断裂带活动是本区赋水带的控制性因素。
2 哈尔滨北部白垩系姚家组深层矿泉水赋存规律
2.1姚家组砂岩裂隙孔隙承压水
该系统分布于哈尔滨市北部一带表层为10—40m厚的第四系顾乡屯组，上部为粉质粘土下部砂土，下部砂土为本区第四系主要含水层，当因粘土层较薄易受地表污染。下部白垩系姚家组为泥岩、砂岩互层结构。其中砂岩为层状含水层，泥岩为隔水层。
2.2姚家组砂岩、砂礫岩构造裂隙水
在哈尔滨城市地质调查工作中，我们对哈尔滨北部孟家乡团山子村高铁质地下饮用水，进行系统地质结构和水文地质条件分析，发现该区白垩系姚家组砂岩、砂砾岩分布面积为100-200km2；依据遥感和地球物理勘察证实，本区存在一条与阿什河基底断裂垂直的次一级盖层断裂，并切穿第四系地层。在该地区进行钻孔工作，完成302米深井，对其进行了为期48小时的抽水试验，在水位降深21.1m时，涌水量达133.87m3/h（3212.80m3/d），水温7.8℃，经取样化验，其水质符合国家饮水用标准，且水中微量元素Sr含量为0.474mg/l，其水质已达到天然饮用矿泉水标准，水质类型为重碳酸钙钠型水，最终定名为锶型矿泉水。
2.3姚家组深层矿泉水赋存特征
综合本次调查研究证实该区矿泉水层状分布主要在姚家组砂、砾岩层，其分布于呼兰河以东成环状分布，岩层厚度在1-5米之间，主要为岩层孔隙水。断控分布主要沿着与阿什河断裂北段垂直的次一级断裂，该断裂为盖层断裂，上部泥岩因其运动形成一定破碎带，加快了上部降水对深部水的补给，更加大了岩层的储水空间。
3 结论
3.1哈尔滨地区白垩系地层主要为泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组。其中嫩江组主要沉积泥岩，为贫水地层。泉头组、青山口组和姚家组，地层中沉积丰富的砂岩、砂砾岩，为本区白垩系富水层。
3.2结合哈尔滨城市地质调查项目的遥感、物探和钻探工作，查明哈尔滨北部孟家乡团山子地区存在一条垂直于阿什河基地断裂、并切穿第四系的次级盖层断裂。应用层控、断控理论，查明该区赋存白垩系姚家组构造裂隙水系统，含水层为姚家组砂岩、砂砾岩。
3.3哈尔滨地区单一白垩系姚家组砂岩层控孔隙裂隙水，单井出水量一般在5—10m3/h，在层控加断控条件下，单井涌水量可达100—120m3/h。
3.4本区白垩系姚家组深部矿泉水分布特征表现为层控和断控，姚家组砂岩分布特征决定了含水层的层状分布特征，阿什河断裂北段次生断裂决定了该区矿泉水的补给来源和储水空间分布特征。
参考文献：
[1]杨湘奎、邢开等。松嫩平原（黑龙江）地下水资源及其环境问题调查评价报告【R】黑龙江省地质调查研究总院，2006年.
[2]杨湘奎，初禹等.黑龙江省构造裂隙水研究报告[R].黑龙江省904勘察院，2000。
[3]王忠恕，秦建长等.区域水文地质普查报告[R].原人民解放军OO九一九部队，1976-1977。
[4]初本君，高振操，杨世生等.黑龙江省第四纪地质与环境[M].北京：海洋出版社，1989.