Analysis and Research on Hydrogeological and Geological Conditions of the Northern
Kuslayu Area in Xinjiang
杨宜原 YANG Yi-yuan
（新疆煤田地质局综合地质勘查队，乌鲁木齐 830000）
（Xinjiang Coalfield Geology Bureau Comprehensive Geological Exploration Team，Urumqi 830000，China）
摘要：本文通过对新疆阿克陶县库斯拉甫北矿区的研究，系统阐述了矿区的区域水文地质和矿区井田水文工程环境地质条件。同时，对矿区的充水因素及矿坑涌水量进行分析和计算。从而为后期矿区的进一步扩大开发提供了有力的技术支持。
Abstract: This paper systematically expounds the regional hydrogeology of the mining area and the environmental geological conditions of the hydrological engineering in the mine area through the study of the Northern Kuslayu North Mining Area in Akto County, Xinjiang. At the same time, the water filling factor of the mining area and the amount of water in the pit are analyzed and calculated. This provides strong technical support for the further expansion of the mining area.
关键词：库斯拉甫北；水文地质；含隔水层；工程地质；环境地质
Key words: Kusra North；hydrogeology；aquifer；engineering geology；environmental geology
中图分类号：P331.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）21-0243-02
1 区域水文地质
1.1 水文地质概况
调查区位于中昆仑山北麓，莎车凹陷北部，地势呈西南高，东北低，坡度15°－30°，植被不发育，地表大部分基岩出露，区内地表水系较发育，季节性冲沟密布。叶尔羌河为区内唯一常年性水流，平均年径流量64.77亿立方米。盆地四周由寒武系及奥陶系砂岩等岩石组成的中低山地形，盆地内则由侏罗系砂岩组成。
1.2 区域主要含水层
①第四系砂砾石层孔隙潜水含水层（Q4al－pl）。
主要分布于现代河谷及冲沟内，由冲洪积的砂、砂砾、漂石等组成。孔隙大，透水性好，含水丰富。
②古近系、白垩系下统承压含水岩组。
该含水岩组由砖红色碎屑岩组成，其中砂岩、砂砾岩构成含水层，而其间的泥岩、泥质粉砂岩构成隔水层。岩层含水极弱[1]。
③侏罗系裂隙－孔隙承压含水岩组。
侏罗系叶尔羌群是区内唯一含煤建造，岩性复杂，包括从泥岩到砂岩和煤层的一整套岩层组成，多以含、隔水层相间存在，富水性弱。
④寒武系-奥陶系裂隙－孔隙承压含水岩组。
该含水岩组由砂岩、粉砂质泥岩组成，夹有砂砾岩和砾岩。富水性弱，属弱含水岩组。
1.3 地下水补给、径流、排泄条件
该区基岩地下水主要补给水源为南部高山冰雪融水、大气降水，在河谷处与潜水有局部的交替作用，地下水运动滞缓，层间水力联系微弱，处于半封闭状态，地下水在总体上是从南向北沿层运移，南部深切的沟谷是地下水的排泄场所。
2 调查区水文地质条件
2.1 概况
2.1.1 地貌
调查区及其附近为中低山区。山顶海拔2600米以上，切割深度300-500米。山坡陡峭，山顶（脊）狭窄。沟谷多呈“V”形，下游近河处个别为“U”形[2]。
2.1.2 地表水
调查区内无常年性河流，区外南部发育有叶尔羌河,该河从区外南部流过，由于煤系地层较软，形成了较为宽阔的谷地，当地居民世代在这里生息。
由于叶尔羌河长期冲刷，形成基座阶地和基岩阶地，所以河谷地貌的成因定为侵蚀—堆积型，更为确切。现分述如下：
调查区范围内由北向南，垂直于山坡和河流发育着一系列梳状冲沟，断面呈“V”形，近河处呈“U”形。
调查区中部的大冲沟附近，沿山坡坡角切割V型级阶地，形成古老冲锥，长300米，表面以4°-5°向下倾斜，又被近代冲沟切割。
调查区东南部，叶尔羌河大拐弯处，沿河漫滩断续分布着一些风沙地貌。主要为新月型砂丘链。砂丘分布方向，随风向而异，多数沿160°方向，个别沿80-120°方向。砂丘链50-150米。单个砂丘长20-50米，高3-6米。随着顺河而上的东北风砂丘逐年向南西方向移动，吞没着库斯拉甫村东部的农田[3]。
2.1.3 第四系
按其成因类型、组成岩性和相对时代，划分为如下类型。
①全新统（Q4）沉积物
1）冲积物（Q4al）
分布在叶尔羌河和卡尔隆河两岸组成河漫滩和I、II级阶地[3]，阶地表层分布为1-2米及4-5米的粉砂土层，下部为砂、卵石。卵石直径5-10厘米，大者0.3-0.5米以上，个别大于1米。卵石成份以花岗岩，闪长岩为主，次为硬砂岩、石英岩及灰岩。磨园度较好，分选差，未胶结。
2）坡积——洪积物（Q4dl+pl）
分布在现代冲沟内及冲沟冲击锥上，多覆盖在II、III级阶地的冲积物之上。厚4-6米，个别冲沟河边揭露的厚度可达12.5米。由砂、粘土和碎石组成。碎石成份主要为砂岩、粉砂岩及泥岩。颗粒直径由上向下逐渐变细，特别在冲击锥上更明显，上部为砂碎石带，宽100-150米，粒径一般5-10厘米，大者50厘米以上，中夹粉砂土带，剖面上随着远离锥顶，粉砂土层增多，变厚，粗粒夹层逐渐减少，变薄，颗粒也越来越细。至锥缘附近，则主要为粉砂土，含少量细小碎石，粒径3-5毫米。冲刷后往往成陡坎。
②上更新统（Q3）沉积物
1）冲积物（Q3al）
分布在调查区外南部，由砂、卵石组成，偶夹透镜状黄绿色粉砂土条带。岩性与全新统冲积物相似。调查区东南河边的基岩之上，局部地段有4-5米厚的钙质半胶结的砾岩，其余地段未见胶结现象。物探电测厚度20-60米。
2）坡积——洪积物（Q3dl+pl）
分布在调查区中部及冲沟出山口处，成扁形分布。由南向北以7-8°的坡度切割上更新统砂卵石层，至山脚附近最大厚度可达30余米。主要由粉土、砂组成，夹少量碎石。碎石直径3-10厘米，个别可达0.5-1.0米。分选差，稍俱胶结现象。具有向北倾斜（倾角3°）的水平交错层理。被冲沟切割后形成陡壁。其中夹有数层粗砂透镜体，较厚的有两层，其厚分别为1-1.5米及4-5米，后一层顶部有1-1.5米厚为砂、卵石，卵石直径5-10厘米，大者20-30厘米，有一定分选，具冲击性质。
3）风积层（Q3eol）：
小面积分布，覆盖层较薄，其沉积物主要为土黄色细砂土，粒度较细，0.1-0.5mm，成分主要为石英、长石及云母，分选很好，北东部发育有较大的砂垅、沙丘，高2-15m，多为移动沙丘，向周围扩展较快，较疏松堆积，厚度约为2-30米。
2.2 调查区地下水补给、径流、排泄特征
①第四系冲积层潜水主要由河水补给，基岩地下水的补给量极微。化学成份表现为卡尔隆河与叶尔羌河河水的混合类型。径流条件良好，以潜流方式补给河水而排泄。
②第四系坡积——洪积层潜水主要接受中侏罗统裂隙潜水补给，雨季和融雪季节也直接接受一些降水补给。径流条件良好，由于沟谷窄，潜水受阻，回水溢出形成泉水排泄，少部分仍以潜流形式补给河水。
③中侏罗统裂隙潜水接受降水的补给。地下水位标高随地形而起伏。由于降水量很少，蒸发量很大，地形陡峭，缺少植被，降水的渗入量极少，因而地下水补给量不足，以至抽水结束后，水位长期不能恢复。基岩裂隙水埋藏深度较大，岩石裂隙不发育，透水性较差，地下水运动缓慢，矿化度较高。以缓慢的地下径流方式补给第四系水后，以泉或潜流的形式排入河流。
3 工程地质条件
调查区岩石的工程地质类型划分为Ⅲ类。一类为松散的黄土、亚砂土、砂砾石类；二类为块状岩类；三类为层状岩类。
调查区含煤地层的岩石的工程类型为层状的泥岩、粉砂岩、细砂岩、煤层为主，含少量粗砂岩、砾岩，煤层顶、底板多为泥岩和粉砂岩，岩芯完整程度中等—较差，岩石胶结不好。从本次施工钻孔岩石质量指标进行的统计结果，统计的RQD值多数在50-75%之间，少量在25-50%之间，平均值为49.7%，参照岩石质量等级表（GB12719－91矿区水文地质工程地质勘探规范附录表E1）[4]，岩石质量程度中等—差。岩石完整性评价为岩体中等完整-完整性差。
4 环境地质
4.1 地震
调查区位于昆仑山西段、塔里木盆地的西南缘，属于昆仑山活动带附近，地震活动频繁。据自治区地震局资料，本区域为地震多发区的边缘，从1947年到1974年共发生4.8级以上的中强地震5次，震级（MS）4.8-5.7度。根据《新疆地震动峰值加速度的区划图》[5]，对新疆地动峰值加速度的区划，调查区的地震动峰值加速度为0.2g。
4.2 调查区环境地质特征
调查区位于西昆仑北坡,属中低山地带，海拔高度为1900-2600米，相对高差最大为700米，山形方向与地层走向基本一致，呈北西-南东向；调查区内以构造侵蚀地形为主，坡度较大，部分地段砂岩呈陡壁悬崖，垂直岩层走向，通行十分困难；区内为秃山荒岭景观，植被不发育。
调查区属于干旱的内陆型气候，地表植被极少。夏季炎热少雨，日照时间长，昼夜温差大，因地势复杂，从而使得小范围内的气候变化大，几乎常年有风，以西南风为主，风力不大，但春、秋两季常有沙尘暴天气。
经阿克陶县气象局历年观测的气象资料显示，调查区气候属干旱型，具大陆性气候特点，气候干燥，降水量少，年降水量一般为140～200毫米，多集中在7－8月，6－8月为雨季，一般在下午至夜间降雨。昼夜温差大，昼热夜凉，冬季降雪少，夏季多雷暴雨，山区气候具有冬暖夏凉之称，夏季属温凉类型。每年10月初降雪封冻至次年4月开始解冻，结冰期长达6－7个月，最低气温－22.5℃、最高气温25℃[6]。
调查区东部的阿其克冲沟，常年流水，由北部高山区向南流入叶尔羌河，水量不大；西部的喀拉吉勒尕冲沟内无常年性水流，仅夏季降雨形成的暂时性水流向南流入喀依孜河，最后汇入叶尔羌河内。
位于调查区的北部基岩高山区，有泉眼，区内东部阿其克冲沟的常年性水流主要为泉水，泉水主要接受大气降水和雪融水补给而形成，水质较差，含盐量较高，较咸，涩口，不可直接饮用，需净化后方可饮用。
调查区所有施有钻孔均进行了自然伽玛测井，未发现放射性异常。
综上所述，调查区地质环境质量为质量中等。
参考文献：
[1]宋洪柱.中国煤炭资源分布特征与勘查开发前景研究[D].中国地质大学（北京），2013.
[2]贺洪燕.新疆煤炭资源可持续开发利用初步研究[D].新疆师范大学，2004.
[3]李瑞峰.中国煤炭市场分析与研究[J].煤炭工程，2013，01：1-3.
[4]林祥.我国煤田钻探技术的研究进展[J].煤田地质与勘探，1995，03：59-62.
[5]李生红，丁祥发.煤田钻探技术发展与展望[J].探矿工程（岩土钻掘工程），1999，S1：17-20.
[6]P K Jha,T.K.Das,Mrs.A.B.Soni. Effect of Weathering on Coal Quality[A]. IEDRC.Proceedings of the 2014 3rd International Conference on Language,Medias and Culture[C].IEDRC:,2014:5. |
