水文地质与水化学条件
水文条件
水体的水位、水量、流速、水质及流向的变化;降水量、蒸发量及历史水情;河流的宽度、深度、河床结构等等。
地质:泛指地球的性质和特征。主要是指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等,包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系,地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史,以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。并且有不同地质的年代表。
水文地质条件——指地下水的存在形式,含水层的厚度、矿化度、硬度、水温及水的流动状态等条件。
地下水经常作为城市用水的水源,特别是在远离江河湖泊或地面水水量不足,而水质又不符合卫生要求的城市,调查并探明地下水资源尤为重要。
分类:按成因与埋藏条件可分为:上层滞水、潜水和承压水(能作为城市水源)。
潜水:地表渗水形成,主要靠大气降水补给。因此潜水水位及其水的流动状态与地面的状况有关,埋深也因各地的地面蒸发、地质构造(如隔水层距地面的深度)和地形等不同而相差悬殊。
承压水:两个隔水层之间的重力水,由于有隔水项板,承压水受大气降水的影响较小,也不易受地面污染,因此成为远离江河城市主要水源。
地下漏斗:地下水的过量开采,会使地下水位大幅度下降,形成“漏斗”;
危害:使漏斗外围的污染物质流向漏斗中心,使水质变坏;严重时造成水源枯竭并引起地面沉陷,形成碟形洼地,对城市的防汛与排水均不利,也会对地面建筑及各项管网工程造成破坏。
地下水的流向对城市布局也有影响,如:对地下水有污染的一些建设项目不应布置在地下水的上游方向,以尽量减少水体污染。
一般报告中不会单独写水文条件、地质条件,一般会将水文地质条件一起叙述。
通常把与地下水有关的问题称为水文地质问题,把与地下水有关的地质条件称为水文地质条件。
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。
1.水动力条件
查干诺尔盆地属于渗入型自流水盆地,而且全球的铀成矿省、铀成矿区主要位于渗入的水动力系统中。可见,查干诺尔盆地是一个符合有铀成矿远景的砂岩型盆地。根据本区的水文地质发育特征可知,在查干诺尔盆地西部及邻区范围内,发育有完善的地下水补给-径流-排泄水动力系统,这决定于本区内的地质构造和地貌特征。盆地总体地势西高东低,盆地西缘的汗乌拉隆起为地下水补给区;盆地西部的单斜构造区——西部构造斜坡带,为地下水径流区;盆地中东部的断裂发育区,即德尔布干断裂系的分支断裂——准那尔图断裂以及该处在盆地萎缩抬升期发育的同方向晚期断裂分布地带,为地下水排泄区,该区在地面上表现为一系列沿断裂分布的北东向、大小不等的湖泊(如查干诺尔、阿尔善乃-查干诺尔等湖泊)。因此,完善的地下水补给-径流-排泄水动力系统,不仅有利于含铀氧化水的不断渗入、迁移和排泄,而且还有利于铀元素在径流区与排泄区过渡部位的地球化学障上沉淀、富集。所以,查干诺尔盆地西部构造斜坡带的中东部是有利的铀成矿远景地带。
2.水化学条件
水文地球化学环境是确定铀及伴生元素迁移的主要条件。在查干诺尔盆地西缘的汗乌拉隆起———补给区,其水质类型属于,属于含氧水发育区,有利于含铀氧化水的形成。盆地西部的单斜构造区———径流区,其水质类型主要为属于型,主要为含游离氧和氧化剂的氧化水类型,有利于铀的迁移。盆地中东部的断裂发育区(即德尔布干断裂系的分支断裂)———排泄区,其水质类型属于型,属于不含游离氧的水质类型,说明含铀氧化水在排泄之前,其中的铀元素已发生沉淀和富集。需要指出的是,由于径流区和排泄区的过渡区域受新近纪上新世喷出的五叉沟组(N2w)玄武岩系的影响,该过渡区域的水质类型显得较为复杂。但是,整个径流区的水质类型仍可说明,盆地西部的构造单斜区是具有砂岩型铀矿形成的有利的地下水水化学类型地带,应列为重点工作和探索的地区。
地下水的矿化度不仅可以阐明研究区水文地质作用的总方向,而且还可以作为铀及伴生元素在水中迁移的水文地球化学环境的一种定量尺度。地下水的矿化度和离子成分对放射性元素从围岩中转移到地下水中有一定的影响,并能使这些元素保持溶解状态,例如,地下水中的重碳酸根离子超过100mg/l时,就能使水溶液中稳定存在着高含量的铀(Токарев А.Н.等,1956)。经研究表明,在查干诺尔盆地西部,地下水矿化度的大小在区内分布也有一定的规律性。根据采取的水化学样品分析测试结果可以看出:盆地西部径流区,地下水矿化度一般小于1500mg/l~2000mg/l,而且重碳酸根离子大于100mg/l,这与上述溶液中含有大量的活性铀(最高达229.00μg/l)的结果相吻合,说明弱矿化水的铀含量与总矿化度成正比,并对含水围岩中的铀具有很大的倾蚀性(Лопаткина А.П.,1964);而盆地中东部排泄区,地下水矿化度一般大于2000mg/l,甚至高达或大于3000mg/l,而且铀含量也降至背景值,说明随着矿化度的增加,水溶液与含水围岩之间的化学平衡状态接近,铀的倾出降低(Лисицин А.К.,1975)或不再被倾蚀破坏。这种矿化度的分布规律揭示出一个本质现象,即查干诺尔盆地西部径流区完全具备铀成矿作用的地下水矿化度条件,符合外生后成砂岩型铀矿形成的客观因素,是有利于铀成矿的远景地带。
具体地讲,查干诺尔盆地径流区西南部——古宁浑迪地段,地下水矿化度一般介于1000mg/l~1500mg/l之间,甚至低值小于1000mg/l;盆地径流区中部——哈沙廷呼都格地段,地下水矿化度大小变化较为复杂,多数区段介于1000mg/l~1500mg/l之间,但中部区段高达2000mg/l~3000mg/l,这主要是由于随着地下水沿含水层由北西向南东地形低洼的总排泄区迁移过程中,由于溶滤作用、阳离子交替吸附作用和蒸发排泄作用,使矿化度不断增加的结果;盆地径流区中东部——安达特浑迪地段和那尔图地段,地下水矿化度大小变化较为稳定,通常小于1000mg/l,只是在安达特浑迪地段西南部介于1000mg/l~2000mg/l之间,出现这种情况的原因可能与该处盆地隐伏的北西向断裂构造及受这些断裂控制的次级古河道的影响有关。
由于后期构造活动的影响,查干诺尔盆地多处发育地下水上升泉,尤其在串珠状湖泊分布地带的北侧,上升泉沿准那尔图断裂带呈北东向断续分布,这为揭示深部铀矿化信息提供了直接的放射性水文地球化学标志。经系统取样分析测试,盆地西部构造单斜区地下水铀含量均在20.00μg/l以上,铀含量等值线呈北东向分布趋势,而发育串珠状湖泊的断裂带及其南东侧一带地下水铀含量均小于20.00μg/l,甚至降低到0.nμg/l。这种地下水中的铀含量由高到低的趋势表明,准那尔图断裂带是区域排泄源,其西侧已发生了铀的沉淀富集现象,应为有利的铀成矿远景区。
3.铀及伴生元素条件
实际上,外生后成渗入型砂岩铀矿床是一种多元素综合性铀矿床,并把铀与伴生元素分为两组:一组是地球化学伴生元素,指在铀成矿过程中与铀同时迁移富集的元素,它们为硒、钼、铼和钒等元素;另一组是地质工艺伴生元素,指在地浸过程中,在浸铀的同时它们也被浸取到浸液中,其浓度达到可经济利用的元素(Лаверов Н.П.等,1998)。尤其是硒、钼、铼和钒等元素,它们与铀一起在还原地球化学障上的聚集是有成因联系的,这些元素在氧化-还原电位从正值转变为负值的降低地段形成叠置的或依次排列的后生富集带(Лисицин А.К.,1969;Mаксимова М.Ф.等,1983)。
图6-5 铀煤矿床后生分带剖面中硒(Se)、钼(Mo)和铼(Re)的分布
例如,在渗入型铀煤矿床中,钼和铀最强烈富集的地段,在后生剖面中完全吻合,它们均赋存在与层间氧化带直接接触的地段;硒元素则沉淀富集较早,往往与层间氧化带中的部分氧化亚带和铀带出亚带,以及铀矿化带中的富矿石亚带和正常矿石亚带相重叠;铼元素的富集带几乎与此同步,只是范围较宽,甚至在铀矿化带中的铀晕圈亚带内仍有较好的沉淀富集现象(图6-5)。而在某些存在后生还原剂的矿床中,钼的聚集区可掺和在层间控矿剖面前部的砂岩中,覆盖了贫铀矿石亚带和铀晕圈亚带;硒矿化与所有的后生渗入型矿床一样,主要沉淀富集于层间氧化带的尖灭部位(图6-6)。
图6-6 含还原剂矿床分带剖面中硒(Se)、钼(Mo)和铼(Re)的分布
所以,可间接地通过地下水中的铀及伴生元素含量分布情况,预测一个新区的铀成矿远景地带(Шор Г.М.等,1988)。为此,对查干诺尔盆地地下水中铀及伴生元素Se、Mo、Re、V的含量分布特征进行了研究,以便推断有利于铀富集的远景地带。研究结果表明,在盆地西部构造单斜区的中部哈沙廷呼都格地段,地下水铀含量大于50.00μg/l,局部地带铀含量大于100.00μg/l,个别水样点铀含量高达229.00μg/l;在西南部的古宁浑迪地段,地下水铀含量亦大于50.00μg/l,局部地段大于100.00μg/l,个别水样点铀含量高达137.00μg/l;在东北部的安达特浑迪地段和那尔图地段,多数水样点铀含量大于34.20μg/l。我国伊犁盆地511铀矿床地下水(潜水)铀含量为4.20μg/l,可见本区铀含量远高于已知的砂岩型铀矿床。因此,查干诺尔盆地西部构造单斜区为具有一定成矿潜力的铀成矿远景地带,尤其是西南部、中部和东北部应为最有利的铀成矿远景区。
在查干诺尔盆地西部补给区,地下水中的硒含量通常为7.57μg/l~46.2μg/l,硒平均含量为26.3μg/l,最高硒含量达241μg/l。盆地西部构造斜坡带——径流区,地下水中的硒含量通常为9.4μg/l~74.45μg/l,远远超出了中亚地区已知铀矿床的层间氧化带水中硒含量(1μg/l~40μg/l);硒平均含量为48.76μg/l,比哈萨克斯坦层间-渗入型Карамурун等矿床含矿带层间水中的硒含量(7.5μg/l~55μg/l)(Берикболов Б.Р.等,1996)还高,最高硒含量达254μg/l。在排泄区,地下水中的硒含量通常为14.4μg/l~39.2μg/l,硒平均含量为27.95μg/l。从总体上看,查干诺尔盆地水中硒含量的分布具有北东向带状展布的趋势,尤其是径流区的中西部(哈沙廷呼都格和古宁浑迪一带)可能也是硒沉淀富集的主要部位,这与铀含量分布状况基本相吻合。
查干诺尔盆地补给区钼含量一般为3.2μg/l~44.8μg/l,最高达75.2μg/l,平均含量为25.68μg/l。径流区钼含量为10.9μg/l~30.5μg/l,最高达376μg/l,平均含量为29.98μg/l。排泄区钼含量为8.7μg/l~27.9μg/l,最高达39.2μg/l,平均含量为17.09μg/l。但是,钼含量较高的地区集中于两片,即西南部和东北部,而中部为低值区。
查干诺尔盆地补给区铼含量一般为0.018μg/l~0.033μg/l,最高可达0.044μg/l,平均含量为0.031μg/l。径流区铼含量为0.011μg/l~0.148μg/l,最高达0.342μg/l,平均含量为0.068μg/l。排泄区铼含量通常为0.002μg/l~0.046μg/l,最高达0.148μg/l,平均含量为0.017μg/l。尽管径流区的铼含量普遍低于已知的砂岩型铀矿床含氧水中的含量,但铼含量较高的地区集中于两片,即西南部和东北部,它们大体上与铀和钼的高值集中区相吻合,充分显示出这些地段具有一定的铀成矿潜力。
查干诺尔盆地的钒含量普遍较高,这可能与该地区的地质建造的含钒性有关。补给区的钒含量一般为6.6μg/l~64.5μg/l,最高可达93.8μg/l,平均含量为32.67μg/l。径流区钒含量通常为12.6μg/l~98.4μg/l,最高达288μg/l,平均含量为45.04μg/l。排泄区钒含量为6.6μg/l~43.2μg/l,最高达51μg/l,平均含量为10.97μg/l。它的高含量集中区沿着盆地西部边缘分布,主要位于中部(哈沙廷呼都格-安达特浑迪一带)和西南部(冲果勒浑迪-古宁浑迪一带),形态和盆地边缘相似。从盆地边缘向东南部,钒的含量的分布具有低-高-低的趋势。反映出其在地下水运移过程中从溶解、迁移、再到一定的环境下沉淀和排泄的过程,充分说明盆地西部构造斜坡区具有良好的铀成矿前景。
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邴管可利: 水文地质条件包括:地下水的类型地下水位及其变幅;含水层和隔水层 分布及其岩性结构和厚度;岩土层的透水性和富水性;孔隙水特别是裂隙水 的渗透压力;地下水的补结、径流和排泄条件及其水质和侵蚀性等. 地下水位与各土层的力学性质、天然含水量和稠度有关,还与地基沉降 量有关; 含水层与隔水层的分布对坝基防渗很重要; 含水层的富水性是计算基坑涌水、隧道突水和地铁设计、施工时采取措 施的依据; 裂隙水易使地下岩土发生泥化和软化现象,尤其在有软弱夹层和断层带 地区,这会降低岩土的抗滑能力,造成坍塌、冒顶、涌水和泥沙流动.
单县19545235889: 谁能告知一下水文地质条件的类型! - ?
邴管可利:[答案] 水文地质条件类型很少这样说,你得意思是如何叙述水文地质条件吧,一般来说分为:1控制地下水赋存的主要因素2地下水系统特征及划分3 地下水水化学及同位素4 地下水循环5地下水富集规律
单县19545235889: 何为水文地质条件 - ?
邴管可利: 对水文地质分区、含水层类型及富水性、地下水的补、径、排条件及地下水的动态特征的综合描述.
单县19545235889: 水文地质描述有哪些??
邴管可利: 区域地质条件:地层、构造,水文地质条件:可分三部分叙述,一是水源,而是通道,三是突水点.也就是说地下水的补给、径流及排泄条件等,描述时要有数据对你的观点进行支持等等,仅供参考.
单县19545235889: 什么是水文地质 - ?
邴管可利: 水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象.水文地质学是研究地下水的科学.它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等.随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科.近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域.
单县19545235889: 水文地质条件的研究内容 - ?
邴管可利: 前边讲过,水文地质学是研究地下水的科学,在人类从事开发利用地下水活动的漫长过程中,通过长期实践经验和认识的不断积累,逐渐形成和充实、发展了有关地下水的知识,按其内涵范畴涵盖水文学、土壤学、地质学与流体力学等学科.随着水文地质科学的发展,它的研究内容越来越广泛,主要研究内容可归纳为六个方面: ⑴调查、钻探、地球物理勘探和遥感技术;⑵各种观测和试验技术(水位、流量等的观测;抽水试验、示踪试验和弥散试验等);⑶各种地下水模拟技术(数值模拟用的较多);⑷同位素技术等.地下水资源勘查项目参照执行的技术标准
单县19545235889: 水文地质条件与水文地质类型有什么区别 - ?
邴管可利:[答案] 水文的报告,现在很少有人出了,大多数是区调上的,像水源地啦,污水入侵,过度抽水的地面沉降啦;工程勘察报告也就是岩土勘察报告了,主要提供地基承载力
单县19545235889: 水文地质特征 - ?
邴管可利: 区内地表水体不甚发育.地下水受岩性、构造及地形地貌的控制,主要赋存于第四系底部、基岩裂隙和岩溶裂隙之中.可分为第四系松散层孔隙水;石炭-二叠系砂岩裂隙水;太原组石灰岩和奥陶系石灰岩岩溶裂隙水.陕西省煤炭地质局一三一...
单县19545235889: 地下水人工回灌的适用哪些水文条件 - ?
邴管可利: 1)水文地质条件是否有利于进行人工补给.2)补给水源是否充足,水质是否符合回灌水质标准口3)所制定的人工补给地下水方案是否经济合理.们人工补给后,不致引起其他不良的水文地质和工程地质现象.(2)水文地质条件:1)滨海三角洲...
单县19545235889: 采矿工程中水文地质条件的作用是什么?
邴管可利: 水文地质条件主要出现在地质报告里,作为国家最新的硬性要求.水文地质不清或没有水文地质调查的矿山,不能进行设计.从这就能看出其重要了吧.实际上产中,矿山的水文地质主要指地表水体或汇水面积、地下最大/正常涌水量,含/隔水层的状况,断裂/构造带的存水状态等对矿体开采的影响.总提上说就是防止在采矿生产中发生透水事故.水文地质条件可以分为简单,中等复杂和复杂型,主要用于采矿设计中,为采矿设计井巷布置,井下防护措施及支护措施提供依据.因为实际的矿山水文地质调查比较难查清,而且代价很昂贵,但对于安全生产很重要.在实际生产中则需及时打探水孔保证航道掘进的安全.