鄂尔多斯盆地白垩系含水层沉积学初探

“含水层沉积学”是沉积学、水文地质学、油气储层地质学、地球化学等相互交叉综合的产物,是以沉积学、水文地质学理论为基础,以沉积含水层为主要研究对象,以查明地下水赋存和循环条件、地下水系统结构特征、地下水水质成因与分布以及地下水富集规律为主要研究内容,最终服务于地下水资源勘查评价的一门边缘分支学科。含水层沉积学及水文地质综合研究表明,受到沉积相类型及其空间展布的明显控制,鄂尔多斯盆地白垩系地下水赋存、循环、富集条件以及地下水水质分布总体具有北好南差、盆地南部具有下好上差的宏观规律。     

基于岩相的鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统结构的研究

依据岩性岩相研究、孔隙度研究、物探洲井解译等成果,对鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构进行了划分与研究.结果袁明:盆地北部沙漠高原区含水层系统为单一结构,表现为强富水与中等富水含水层在垂向上叠置与组合,无区域性连续稳定的隔水层,由下到上构成含水统一体;南部黄土高原区为多层结构,表现为含水层与隔水层上下叠置,垂向水文地质分层明显:盆地南、北含水层的结构类型明显不同.利用孔隙度、渗透系数、单位涌水量3个参数,对含水层的富水性级别进行了划分,盆地中共划分出7个强富水含水层、7个中等富水含水层和2个弱富水舍水层.盆地南、北比较,北部含水层孔隙度大,富水性强,地下水主要富集于盆地北部地区.垂向上比较,盆地北部由上到下,孔隙度由大变小,富水性由强变弱,地下水主要富集于浅层和中层:南部上部罗汉洞组和下部洛河组孔隙度较大,富水性好,中部环河组相对较差.地下水主要富集于罗汉洞组和洛河组.     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水系统研究

地下水系统研究是正确评价和合理开发利用区域地下水资源的基础,也是区域地下水资源规划的重要依据。在对鄂尔多斯盆地白垩系岩相古地理和含水介质空间展布研究的基础上,应用区域地下水动力场、水文地球化学场和深井Packer系统所获得的不同深度的水位数据以及同位素资料,将白垩系地下水流系统概括为局部水流系统、中间水流系统和区域地下水流系统3种类型。以盆地中部的白于山地表分水岭为界,划分为南北2个地下水亚系统和5个分支系统,其中南部黄土高原地下水亚系统为典型的自流水盆地,而北部沙漠高原地下水亚系统则具有潜水盆地的特征。     

基于岩相的鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构研究

依据岩性岩相研究、孔隙度研究、物探测井解译等成果,对鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构进行了划分与研究。结果表明：盆地北部沙漠高原区为单一结构,表现为强富水与中等富水含水层在垂向上叠置与组合,无区域性连续稳定的隔水层,由下到上构成含水统一体;南部黄土高原区为多层结构,表现为含水层与隔水层上下叠置,垂向水文地质分层明显;盆地南、北含水层结构的结构类型明显不同。利用孔隙度、渗透系数、单位涌水量3个参数,对含水层的富水性级别进行了划分,盆地中共划分出7个强富水含水层、7个中等富水含水层和2个弱富水含水层。盆地南、北比较,北部含水层孔隙度大,富水性强,地下水主要富集于盆地北部地区。垂向上比较,盆地北部由上到下,孔隙度由大变小,富水性由强变弱,地下水主要富集于浅层和中层;南部上部罗汉洞组和下部洛河组孔隙度较大,富水性好,中部环河组相对较差,地下水主要富集于罗汉洞组和洛河组。     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水流动系统驻点的理论与实际意义

地下水系统理论、达西定律和泰斯公式是水文地质学的三大支柱理论,地下水流动系统理论较好地刻画了盆地尺度地下水的循环特征,是指导区域地下水勘查与合理开发利用的重要工具。迄今为止,对地下水流动系统中驻点的形成机理和特征的认识一直停留在定性分析阶段,在实际的大型盆地地下水流动系统中发现并证实驻点存在的实例也不多见。以鄂尔多斯白垩系盆地北部的二号剖面为例,利用双Packer系统获取的不同深度地下水位、水化学和同位素的分层数据,采用水动力学、水化学和放射性碳同位素等综合方法,以实际资料证实并发现在大型盆地深层地下水流动系统中驻点的存在,但这个驻点并不是一个点,而是占据了一定的区域;理论研究认为驻点附近地下水的溶解性总固体较高,实际情况不一定如此,也可以是较低矿化的水,它取决于含水介质中可溶盐量的多少。该项成果进一步完善了地下水流动系统的理论,具有重要的理论与实际意义。     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积建造对地下水的控制

有关鄂尔多斯盆地地下水系统,前人已做过大量的研究,总结出不少的成果和规律。但从沉积建造方面研究地下水系统的不多。本文详细研究了白垩系沉积建造的特征和规律,探讨其对于研究区白垩系地下水系统的形成、富集和赋存的影响和控制,对于研究区白垩系地下水的开发和利用提供了重要的依据。     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积对地下水形成的影响

鄂尔多斯盆地的白垩系含有丰富的地下水,文章从白垩系岩相古地理及钻井剖面的研究入手,总结了含水地层的沉积建造模型和演化规律,探讨了对地下水形成的影响及富集和赋存规律,为鄂尔多斯盆地白垩系地下水的开发利用提供了依据。     

鄂尔多斯盆地白垩系地下水资源计算与分布

鄂尔多斯盆地是一个完整的巨大的开启型自流水盆地,主要含水层有第四系松散层孔隙裂隙含水层,白垩系碎屑岩孔隙裂隙含水层、奥陶系灰岩岩溶含水层.本文在分析白垩系地下水赋存规律的基础上,用补给量法计算了白垩系含水层的天然地下水资源量,并阐述了地下水资源的分布特征.     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地湖眼的形成及其水文地质意义

在鄂尔多斯盆地北部沙漠高原区,部分湖盆的边部发育有数量不等的"湖眼"."湖眼"是分布在湖盆边部的特殊的泉,通过对湖眼的野外调查和物质成分分析,总结了湖眼的分布、结构、动态变化和物质组成特征.研究结果表明,湖眼泥浆来自湖盆底泥,其水分可来自不同循环深度的地下水;湖眼的动态变化可以反映地下水的循环深度;湖眼的分布和动态变化对于研究地下水的排泄方式具有一定的水文地质意义.     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地地下水水化学类型的分布规律

在对鄂尔多斯白垩系地下水盆地1 125件地下水化学样品进行分析的基础上,总结出研究区不同循环深度地下水化学类型的分布规律。总体上,盆地北区大致以安边—四十里梁—东胜梁地表分水岭为界,东侧地区的浅层、中层和深层地下水化学类型均以HCO₃型水为主,地下水水平分带不典型;而分水岭以西的摩林河－盐海子地下水系统和都思兔河—盐池地下水系统中,包括浅层、中层和深层在内的各层地下水表现为沿地下水流向,向盆地北、西侧边界,水化学类型具有明显的水平分带规律。而盆地南区地下水分层径流明显,水化学类型复杂,总体上存在一个以定边—环县—合水—华池—吴旗—定边为中心的北部由北向南、东部由东向西、南部由西南向东北的水平分带。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地水文地质概念模型

水文地质概念模型是地下水模拟与水资源评价的基础。为了构建地下水数值模拟模型,以鄂尔多斯白垩系地下水盆地为研究对象,以丰富翔实的勘查资料为依据,从白垩系地下水系统边界条件、水文地质结构、水流系统、水文地质参数、源汇项等方面进行概化,联合采用ArcGIS、RS、GMS同位素、基流分割、地质统计学、随机模拟等技术方法,建立了一组水文地质概念模型及其相应的空间离散表达,并讨论了地下水模拟面临的问题与发展趋势。     

鄂尔多斯盆地早白垩世岩相古地理与地下水水质和分布的关系

岩相古地理与地下水水质的关系研究表明，早白垩世鄂尔多斯盆地经历了干旱-半干旱→相对湿润的2个气候变化旋回和以沙漠相发育一湖泊相发育为特征的2个岩相古地理演化阶段。气候和古地理条件及其演化导致白垩纪沉积水体盐度、沉积岩含盐量和地下水循环条件的区域分布极为复杂。在岩相古地理和其他水文地质条件的综合影响下，盆地白垩系地下水水质和分布较为复杂，总体呈北好南差、盆地南部东好西差和下好上差的区域性分布规律。     

基于GIS的鄂尔多斯白垩系盆地地下水水质的模糊综合评价

开展科学合理的地下水水质评价工作,可以为地下水资源的可持续开发利用和水污染防治提供科学依据,具有重要的理论意义和实际价值。以地下水水质量标准为基础,通过构建科学合理的地下水水质评价指标体系,以GIS为平台,运用模糊综合评价方法对鄂尔多斯白垩系盆地地下水水质进行了综合评价。评价结果表明,盆地北区地下水水质总体上相对较好,不同埋藏深度的地下水水质差异并不很大;盆地南区地下水水质总体上相对北区较差,中、深层地下水水质普遍较差,地下水水质类别主要为IV、V类。     

鄂尔多斯盆地地下水勘查

鄂尔多斯盆地矿产资源丰富,生态环境脆弱,地下水资源分布不均,水质复杂。在研究盆地周边岩溶区岩溶发育规律,地下水富集规律,地下水的补给、径流、排泄条件的基础上,将周边岩溶区划分为9个岩溶水系统,进一步划分为25个岩溶水子系统。白垩系自流盆地初步揭示了深部赋存有丰富的地下水,地下水受岩相古地理、地下水补径排条件等控制,水质差异较大。总结了东部黄土覆盖区的地下水类型及开发利用模式     

鄂尔多斯盆地西北部白垩系沉积特征

本文在综合前人研究成果的基础上,通过野外地质调查、分析测试和室内综合研究,在盆地演化的格架内,系统分析了鄂尔多斯盆地西北部下白垩统志丹群古气候、沉积相标志、古流向与物源方向以及沉积相与沉积体系等方面的特征,得出了志丹群主要为河流、湖泊相沉积的结论。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地西北部下白垩统志丹群发育砂体的类型与特征,讨论了各类砂体的铀成矿远景,提出华池环河组三角洲砂体对砂岩型铀矿的形成较为有利。     

从水文地球化学角度研究鄂尔多斯盆地南区白垩系地下水的排泄途径

主要从水文地球化学的角度,以鄂尔多斯盆地白于山以南地区白垩系地下水的水化学水平分带和地表水基流水化学特征为主要依据,结合地质构造格局及岩相古地理条件,分析研究了该区白垩系地下水的补、径、排条件.认为该区白垩系地下水水化学场存在一个由东、北、西南向中部的水平分带,愈向盆地中部水质愈复杂、TDS愈高.马莲河基流水质的沿途变化规律反映出其接受东西两侧地下水的补给.说明鄂尔多斯盆地南区的东部地区和西南部地区为地下水补给区,而中心地带为地下水排泄区,最终经马莲河排出区外.天环向斜轴部和马莲河谷是南区汇集东西两侧地下水的排泄通道.