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一、区域水文地质概况
查干淖尔矿区位于巴彥宝力格煤田东部,本区属内蒙古高原丘陵区,海拔为910m～1270m,其间分布有较为平坦的凹地,一般海拔高度在915m～1000m,区域内有三条水系由区外流入本区南、北边缘地带。在巴音宝力格东段煤田查干诺尔矿区的南面有锡林郭勒发源于锡林浩特产市和克什克腾旗交界处,由南向北流入本区域25km左右,在锡林浩特市西南消失。在巴彥宝力格煤田的东北面有伊和吉仁高勒发源于克什克腾旗境内由东向西北流入本区域至贺根山北而消失。在巴音查干山附近,采用浮标法测定流量结果为:流速为0.33m/s,流量为346.7L/s。东北有奥约庭郭勒流入本区东北侧而消失。锡林郭勒与伊和吉仁高勒发源于克什克腾旗境内的大兴安岭山系的南端黄岗梁西侧,奥约庭郭勒发源于锡林浩特市伊和高勒苏木。本区南面有宝力格、查干淖尔等小型湖泊和部分沼泽地带。在本区勘探阶段完成1:5000地质、水文地质测绘51km2。
二、区域水文地质特征
煤田内主要发育中生界陆相碎屑岩类,次为新生界松散岩类。根据区域水文地质资料,主要含水层有新生界孔隙水,白垩系下统巴彦花组碎屑岩孔隙裂隙水。
㈠ 含水层
1、新生界孔隙潜水(Q4+N2)。
本区南、北是低山丘陵,中间含煤区较平坦,第四系广泛分布。岩性由土黄色、棕褐色亚沙土和冲积沙等组成,与第三系呈不整合接触。新生界厚45.00m～142.00m,潜水水位埋深一般3m～6m,最大达13.60m,由于岩性疏松,透水性能良好,故潜水较丰富。补给源以大气降水为主,水化学类型以 HCO3—Ca为主,矿化度小于0.4g/L,三条河流也是本区域新生界孔隙潜水的重要补给源。
2、白垩系下统巴彦花组(K1b)砂岩孔隙、裂隙承压水。
该套地层地表未出露,分布于整个煤田的向斜盆地中,含水层岩性由不同粒度的砂岩组成。以粉、细砂岩为主,粗粒砂岩、含砾砂岩次之。富水性主要受砂岩泥质含量的影响。富水性弱～中等,均匀性差,地下水循环交替缓慢,以CL•HCO3—Na•Ca型水为主,矿化度普遍小于1g/L。
㈡ 隔水层
主要隔水层为第三系上新统粘土、砂质粘土。全区分布广泛基本被第四系覆盖。在煤系地层顶部有一层砂质泥岩,也可视为本地区较好的隔水层。棕红色块状无层理。厚度2.00m～48.00m。
㈢ 区域地下水循环概况
地下水的储存、分布、运动受构造、地层岩性、地形地貌、气候及水文等诸多因素的综合影响和控制。本地区地貌总的趋势为南北高,中间低,东西缓坡的特点,巴彦花组地层受基底侏罗系上统火山岩形成时的控制,基本上为南北高,东西宽缓,中间低的向斜构造。地貌形态与向斜盆地基本一致。
巴彦宝力格向斜位于盆地中部的沼泽洼地,冲洪积扇前缘地带属于地下水径流排泄区。地下水径流运动的方向受盆地总体形态的限制,为南西至北东。本地区地下水径流过程中,潜水主要是接受大气降水的下渗补给,其次,流入本区的三条河流是本区第四系地下水的重要补给源。由于本地区蒸发量是降水量的六倍多,所以蒸发是最主要的排泄方式,其次是人畜饮水,人工抽排灌溉等。
第四系含水层是白垩系下统砂岩孔隙、裂隙承压水的补给源。
三、详查区水文地质条件
㈠ 含水层
1、第四系松散岩类孔隙含水层(Q4)。
全区分布,岩性砂砾为主,夹透镜状砂质粘土、粉细砂等,富水性不均匀,差异较大,厚度70.60-137.81 m,平均102.76 m。根据水井调查和17-4和17-5号钻孔抽水试验资料,潜水位埋深7.50m～13.00m,单位涌水量0.3233-0.4175L/s•m,渗透系数0.396-0.490m/d,由于岩性疏松,透水性好,水量较丰富。水化学类型为HCO3- Ca•Mg或 HCO3-Mg• Ca,补给源以大气降水为主,矿化度0.3 g/L。水位埋深动态变化较大,秋、冬、春三季水位下降,夏季水位上升。
2、第三系上新统气孔状玄武岩孔洞裂隙承压水(N2β)。
在详查区内分布不均匀,厚度0～44.44 m,平均11.19 m。只在部分钻孔如17-4、17-5揭露有1层气孔状、杏仁状玄武岩。气孔状玄武岩为含水层,气孔直径1mm～8mm局部气孔内见有方解石充填。本次未做进一步的抽水试验,只有待下一步工作时详细了解其含水情况及水质状况。
3、白垩系下统巴彦花组碎屑岩孔隙含水岩组。
因煤层顶板砂质泥岩和泥岩隔水,划分为上、下两个含水层。
⑴巴彦花组上部砂岩孔隙、裂隙承压含水层岩性以砾岩、细砂岩为主,粗砂岩、粉砂岩、含砾砂岩次之。厚度6.20～139.70 m,平均62.34 m。根据17-4号钻孔抽水试验资料:水位埋深为12.01m,单位涌水量为0.00835L/s•m,渗透系数0.0154m/d,富水性弱,水循环条件良好。水化学类型为HCO3•Cl-Ca •Mg,矿化度0.306g/L,F含量为1.95mg/L,水质较差。
⑵巴彦花组中下部煤系地层裂隙承压含水层岩性以煤层、泥岩、砂质泥岩为主,细粒砂岩、粗粒砂岩次之,裂隙较发育。厚度0-129.80m,平均62.84 m。根据区内17-5号钻孔抽水试验资料,水位埋深为15.16m,单位涌水量为0.003096L/s•m,渗透系数0.0195m/d,弱富水性。水化学类型为CI •HCO3 •S O4- Ca•Mg型 ,矿化度为0.31g/L,F含量为1.63mg/L,水质较差。
㈡ 隔水层
详查区隔水层主要为第三系上新统粘土、砂质粘土,全区分布,厚度为2.00m～49.00m,平均15.30 m;白垩系下统砂岩含水层下部煤层顶部的砂质泥岩、泥岩,全区分布,厚度5.00m～63.00m,平均29.73 m。
据钻孔简易水文地质观测资料:钻井液消耗量变化较大。第四系消耗量普遍较大,随着深度增加,水位埋深普遍增大。下部玄武岩和巴彦花组巴彦花组上部砾岩钻井液消耗量也比较大,且有随深度增加,消耗量渐小、水位愈深的趋势。表明孔隙、裂隙发育随深度增加有递减的趋势。
㈢ 地下水的补、径、排特征
详查区处于巴彥宝力格煤田的东北部,面积较小未形成单独的水文地质单元,地下水的循环特征与区域水文地质条件特征相符。第四系、第三系呈角度不整合于煤系地层之上,第四系含水层成为煤系地层水的补给源。由于详查区无地表水体的直接充水因素,地下水的充水因素主要是大气降水的直接下渗和侧向径流补给,以及外来河流对第四系含水层的补给。
㈣ 水文地质勘探类型
根据区域水文地质特征和本次抽水试验孔资料显示,详查区水文地质特点是:富水性弱—中等,水质较差。直接充水因素包括白垩系砂砾岩孔隙水、裂隙水和第四系松散层水以及玄武岩孔隙、裂隙水(在开采过程中,部分采区导水裂隙带达到第四系松散层,构成矿井直接充水因素),单位涌水量在0.003098L/s•m～0.4175L/s•m之间。依据GB12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》和DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》对矿区水文地质勘查类型的划分,本区属于孔隙、裂隙充水矿床为主,直接充水含水层单位涌水量q≤1.0L/s•m,为一～二类二型,即属于孔隙、裂隙充水矿床为主的水文地质条件中等矿床。
查干淖尔矿区位于巴彥宝力格煤田东部,本区属内蒙古高原丘陵区,海拔为910m～1270m,其间分布有较为平坦的凹地,一般海拔高度在915m～1000m,区域内有三条水系由区外流入本区南、北边缘地带。在巴音宝力格东段煤田查干诺尔矿区的南面有锡林郭勒发源于锡林浩特产市和克什克腾旗交界处,由南向北流入本区域25km左右,在锡林浩特市西南消失。在巴彥宝力格煤田的东北面有伊和吉仁高勒发源于克什克腾旗境内由东向西北流入本区域至贺根山北而消失。在巴音查干山附近,采用浮标法测定流量结果为:流速为0.33m/s,流量为346.7L/s。东北有奥约庭郭勒流入本区东北侧而消失。锡林郭勒与伊和吉仁高勒发源于克什克腾旗境内的大兴安岭山系的南端黄岗梁西侧,奥约庭郭勒发源于锡林浩特市伊和高勒苏木。本区南面有宝力格、查干淖尔等小型湖泊和部分沼泽地带。在本区勘探阶段完成1:5000地质、水文地质测绘51km2。
二、区域水文地质特征
煤田内主要发育中生界陆相碎屑岩类,次为新生界松散岩类。根据区域水文地质资料,主要含水层有新生界孔隙水,白垩系下统巴彦花组碎屑岩孔隙裂隙水。
㈠ 含水层
1、新生界孔隙潜水(Q4+N2)。
本区南、北是低山丘陵,中间含煤区较平坦,第四系广泛分布。岩性由土黄色、棕褐色亚沙土和冲积沙等组成,与第三系呈不整合接触。新生界厚45.00m～142.00m,潜水水位埋深一般3m～6m,最大达13.60m,由于岩性疏松,透水性能良好,故潜水较丰富。补给源以大气降水为主,水化学类型以 HCO3—Ca为主,矿化度小于0.4g/L,三条河流也是本区域新生界孔隙潜水的重要补给源。
2、白垩系下统巴彦花组(K1b)砂岩孔隙、裂隙承压水。
该套地层地表未出露,分布于整个煤田的向斜盆地中,含水层岩性由不同粒度的砂岩组成。以粉、细砂岩为主,粗粒砂岩、含砾砂岩次之。富水性主要受砂岩泥质含量的影响。富水性弱～中等,均匀性差,地下水循环交替缓慢,以CL•HCO3—Na•Ca型水为主,矿化度普遍小于1g/L。
㈡ 隔水层
主要隔水层为第三系上新统粘土、砂质粘土。全区分布广泛基本被第四系覆盖。在煤系地层顶部有一层砂质泥岩,也可视为本地区较好的隔水层。棕红色块状无层理。厚度2.00m～48.00m。
㈢ 区域地下水循环概况
地下水的储存、分布、运动受构造、地层岩性、地形地貌、气候及水文等诸多因素的综合影响和控制。本地区地貌总的趋势为南北高,中间低,东西缓坡的特点,巴彦花组地层受基底侏罗系上统火山岩形成时的控制,基本上为南北高,东西宽缓,中间低的向斜构造。地貌形态与向斜盆地基本一致。
巴彦宝力格向斜位于盆地中部的沼泽洼地,冲洪积扇前缘地带属于地下水径流排泄区。地下水径流运动的方向受盆地总体形态的限制,为南西至北东。本地区地下水径流过程中,潜水主要是接受大气降水的下渗补给,其次,流入本区的三条河流是本区第四系地下水的重要补给源。由于本地区蒸发量是降水量的六倍多,所以蒸发是最主要的排泄方式,其次是人畜饮水,人工抽排灌溉等。
第四系含水层是白垩系下统砂岩孔隙、裂隙承压水的补给源。
三、详查区水文地质条件
㈠ 含水层
1、第四系松散岩类孔隙含水层(Q4)。
全区分布,岩性砂砾为主,夹透镜状砂质粘土、粉细砂等,富水性不均匀,差异较大,厚度70.60-137.81 m,平均102.76 m。根据水井调查和17-4和17-5号钻孔抽水试验资料,潜水位埋深7.50m～13.00m,单位涌水量0.3233-0.4175L/s•m,渗透系数0.396-0.490m/d,由于岩性疏松,透水性好,水量较丰富。水化学类型为HCO3- Ca•Mg或 HCO3-Mg• Ca,补给源以大气降水为主,矿化度0.3 g/L。水位埋深动态变化较大,秋、冬、春三季水位下降,夏季水位上升。
2、第三系上新统气孔状玄武岩孔洞裂隙承压水(N2β)。
在详查区内分布不均匀,厚度0～44.44 m,平均11.19 m。只在部分钻孔如17-4、17-5揭露有1层气孔状、杏仁状玄武岩。气孔状玄武岩为含水层,气孔直径1mm～8mm局部气孔内见有方解石充填。本次未做进一步的抽水试验,只有待下一步工作时详细了解其含水情况及水质状况。
3、白垩系下统巴彦花组碎屑岩孔隙含水岩组。
因煤层顶板砂质泥岩和泥岩隔水,划分为上、下两个含水层。
⑴巴彦花组上部砂岩孔隙、裂隙承压含水层岩性以砾岩、细砂岩为主,粗砂岩、粉砂岩、含砾砂岩次之。厚度6.20～139.70 m,平均62.34 m。根据17-4号钻孔抽水试验资料:水位埋深为12.01m,单位涌水量为0.00835L/s•m,渗透系数0.0154m/d,富水性弱,水循环条件良好。水化学类型为HCO3•Cl-Ca •Mg,矿化度0.306g/L,F含量为1.95mg/L,水质较差。
⑵巴彦花组中下部煤系地层裂隙承压含水层岩性以煤层、泥岩、砂质泥岩为主,细粒砂岩、粗粒砂岩次之,裂隙较发育。厚度0-129.80m,平均62.84 m。根据区内17-5号钻孔抽水试验资料,水位埋深为15.16m,单位涌水量为0.003096L/s•m,渗透系数0.0195m/d,弱富水性。水化学类型为CI •HCO3 •S O4- Ca•Mg型 ,矿化度为0.31g/L,F含量为1.63mg/L,水质较差。
㈡ 隔水层
详查区隔水层主要为第三系上新统粘土、砂质粘土,全区分布,厚度为2.00m～49.00m,平均15.30 m;白垩系下统砂岩含水层下部煤层顶部的砂质泥岩、泥岩,全区分布,厚度5.00m～63.00m,平均29.73 m。
据钻孔简易水文地质观测资料:钻井液消耗量变化较大。第四系消耗量普遍较大,随着深度增加,水位埋深普遍增大。下部玄武岩和巴彦花组巴彦花组上部砾岩钻井液消耗量也比较大,且有随深度增加,消耗量渐小、水位愈深的趋势。表明孔隙、裂隙发育随深度增加有递减的趋势。
㈢ 地下水的补、径、排特征
详查区处于巴彥宝力格煤田的东北部,面积较小未形成单独的水文地质单元,地下水的循环特征与区域水文地质条件特征相符。第四系、第三系呈角度不整合于煤系地层之上,第四系含水层成为煤系地层水的补给源。由于详查区无地表水体的直接充水因素,地下水的充水因素主要是大气降水的直接下渗和侧向径流补给,以及外来河流对第四系含水层的补给。
㈣ 水文地质勘探类型
根据区域水文地质特征和本次抽水试验孔资料显示,详查区水文地质特点是:富水性弱—中等,水质较差。直接充水因素包括白垩系砂砾岩孔隙水、裂隙水和第四系松散层水以及玄武岩孔隙、裂隙水(在开采过程中,部分采区导水裂隙带达到第四系松散层,构成矿井直接充水因素),单位涌水量在0.003098L/s•m～0.4175L/s•m之间。依据GB12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》和DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》对矿区水文地质勘查类型的划分,本区属于孔隙、裂隙充水矿床为主,直接充水含水层单位涌水量q≤1.0L/s•m,为一～二类二型,即属于孔隙、裂隙充水矿床为主的水文地质条件中等矿床。