鄂尔多斯盆地白垩系含水层系统分析

从地下水含水层系统的角度对鄂尔多斯盆地白垩系地下水系统进行了划分和分析。由于下白垩系统保安群为一套陆相碎屑岩建造,岩性复杂,由砂岩、粉砂岩和泥岩组成的频繁交替、重复叠置的多层层状结构,决定了鄂尔多斯白垩系自流水盆地是多层结构的地下水系统。这种重复叠置的多层层状地质结构,决定了地下水含水层系统的多层性、承压性及层与层之间的相对封闭性。根据沉积旋回和含水介质的性质,在全盆地范围内把白垩系地下水系统从上向下划分为:罗汉洞含水岩组、环河含水岩组和洛河含水岩组。通过对这3大含水岩组分别进行了分析认为,洛河含水岩组和环河含水岩组分布范围广、含水层厚度大、天然资源丰富,是盆地区具供水意义的主要含水岩组。罗汉洞含水岩组因分布面积小,含水层厚度差异大、水质变化大,除陇东地区外,大部分地区供水价值较小。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地煤炭基地含水层及其保护研究

鄂尔多斯盆地周边分布着神东、陕北、黄陇和宁东四个大型煤炭基地,煤炭资源丰富,但开采利用程度低,是我国＂十二五＂期间重点开发的矿区。在系统分析盆地内侏罗系煤层顶板白垩系裂隙含水层和第四系萨拉乌苏组孔隙含水层富水性的基础上,揭示了含水层与煤层的叠置关系;以煤炭开采破坏含水层、煤层与含水层距离、煤层与地表距离、含水层富水性为依据,将含水层破坏模式划分为：破坏顶板萨拉乌苏组含水层亚区、煤层埋藏浅破坏顶板含水层及生态环境亚区、破坏顶板含水层富水性较好亚区、破坏顶板含水层富水性较弱亚区,并对含水层破坏程度进行了分区评价;最后提出了含水层保护措施,为煤炭开采后的防治水工作提供了依据。     

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.     

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。     

鄂尔多斯盆地南部马莲河流域地下水中锶富集特征及成因分析

马莲河流域地处鄂尔多斯盆地南部黄土高原区,按储水介质和埋藏条件可将地下水分为黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水三类,利用2015—2018年流域的295组地下水水化学数据,分析了地下水中锶(Sr²⁺)的质量浓度水平、垂向分布及沿流向分布的特征,并采用因子相关性研究地下水中Sr²⁺的来源和富集成因。结果表明:马莲河流域地下水富锶现象显著,黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水中锶的平均质量浓度分别为1.14 mg/l、1.39 mg/l和5.24 mg/l;地下水中锶富集成因主要是含锶矿物天然状态下的水-岩作用,黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水三类地下水中Sr²⁺的主要来源分别为碳酸盐岩与铝硅酸盐岩、碳酸盐岩与硫酸盐和碳酸盐矿物的溶滤作用;地下水中Sr²⁺的质量浓度沿流向呈逐渐增大的趋势,在不同区域中随深度变化的趋势不一致。     

鄂尔多斯盆地水文地质特征及地下水系统分析

鄂尔多斯盆地是我国西北地区东部的一个大型构造沉积盆地,蕴藏着丰富的矿产资源,是我国正在建设 的重要能源基地;鄂尔多斯盆地同时也是一个巨型地下水盆地,赋存相对丰富的地下水资源,将为能源基地建设提 供重要水源。鄂尔多斯盆地是由多种不同类型岩石上下叠置构成的构造沉积盆地,因此它也是一个由不同含水岩 类的多个含水层系统上下叠置构成的巨型地下水盆地。鄂尔多斯盆地总体上构成一个半开启型的地下水盆地,盆 地内不同含水层系统地下水交替循环的方式和深度不同,以寒武系-奥陶系碳酸盐岩类岩溶含水层系统和白垩系 碎屑岩类孔隙-裂隙含水层系统的交替循环深度较大(可达1200～1800m);新生界松散岩类孔隙含水层系统和 石炭系-侏罗系碎屑岩类裂隙含水层系统的交替循环深度较小(一般小于300m)。鄂尔多斯盆地实际上包含了周 边岩溶地下水、白垩系自流盆地地下水和东部黄土区地下水共3个地下水大系统。     

鄂尔多斯盆地西南部白垩系铀成矿水文地质条件分析

通过对盆地西南部白垩系地层和水文地质特征分析，认为鄂尔多斯盆地西南部具备形成层间氧化带砂岩型铀矿化的基本条件，并进一步指出白垩系泾川组、罗汉洞组地层是寻找地浸砂岩铀矿的有利的目标层。     

鄂尔多斯盆地下白垩统含水层储水岩石特征与介质结构研究

本文采用沉积学与水文地质学交叉研究的思路,对鄂尔多斯盆地下白垩统含水层储水岩石特征与含水介质结构进行了研究。下白垩统是由宜君-洛河、华池-环河、罗汉洞-泾川三套含水岩组组成的一个厚达1300m、具多层结构的巨型碎屑岩地下水系统,发育以长石砂岩、长石石英砂岩为主的多类型储水砂岩,其沉积形成于以河流、沙漠为主的多种陆相沉积环境。由于受沉积、成岩及后期剥蚀等作用的控制,各含水岩组储水岩石的类型、厚度及分布,以及储水空间的类型和发育程度、储水孔隙介质结构均有明显变化;在与其它水文地质条件的共同影响下,下白垩统地下水赋存和富集条件总体呈现"盆地北好南差、北部上好下差、南部下好上差"的宏观分布规律。     

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。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地硫酸盐的水文地球化学特征及来源

鄂尔多斯白垩系地下水盆地蕴藏有丰富的地下水资源,地下水赋存于白垩系砂岩中.为了查明地下水微咸水的成因,对40件地下水样品的水化学组成、SO42-的区域分布特征和28件硫同位素组成进行了分析,并对34件岩石样品进行了溶滤试验研究.结果表明:SO42-是地下水中主要阴离子组分,具有东部低西部高,北部低南部高的区域分带特征;硫酸盐是自垩系地层中主要的易溶盐组分,并以石膏和芒硝形式存在;地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝,其次是地层中的硫化物,少量来源于有机硫.     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水锶同位素特征及其水文学意义

鄂尔多斯白垩系自流水盆地北部为沙漠高原区,南部为黄土高原区。区内经济以农业和畜牧业为主,地下水的污染较弱。地下水中Sr来源于含Sr矿物的溶解。因此,可以利用Sr及^87Sr／^86Sr比值来研究水岩作用和地下水的演化。采自盆地20个Sr及其同位素样品的分析结果表明：在区域上^87Sr／^86Sr比值是不均匀的,西南部^87Sr／^86Sr比值较大（0．711002-0．711570）,其他地区。^87Sr／^86Sr比值较小（0．710378-0．710646）;在局域地下水系统中,埋深小于100m的浅层地下水,Sr含量较低,^87Sr／^86Sr比值较大,而埋深大于100m的深层地下水,Sr含量较高,^87Sr／^86Sr比值较小,并且沿地下水径流方向,sr的浓度越来越高。苏贝淖湖是自流水盆地北部局域地下水系统的一个排泻区,湖水Sr含量较低,而^87Sr／^86Sr比值较大,其Sr同位素组成特征与浅层地下水一致,表明湖水来源于浅层地下水。     

CFCs法在鄂尔多斯白垩系地下水盆地浅层地下水年龄研究中的应用

鄂尔多斯白垩系地下水盆地是中国重要的能源基地,利用CFCS方法对鄂尔多斯白垩系地下水盆地年轻地下水年龄进行测定,取得了比较准确的结果。结果表明,盆地地下水系统可以分为局部地下水系统、中间地下水系统和区域地下水系统。地下水盆地内局部地下水系统地下水循环更替快,年龄为20 a左右,地下水年龄随深度增加而增加;中间地下水系统和区域地下水系统地下水循环更替相对较慢,年龄大于70 a,可以寻求14C等其他同位素方法确定准确年龄。     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地水文地质特征与岩相古地理

鄂尔多斯白垩系盆地是一特大型自流水盆地,发育洛河、环河华池和罗汉洞三个含水岩组。通过分析早白垩世的盆地古构造、古地理、沉积环境和岩石特征、划分含水岩组沉积相类型,探讨沉积相与含水岩组发育分布规律以及含水性之间的关系,认为岩相古地理是控制含水岩组分布特征、含水性以及水质变化的重要因素,受其影响,在盆地边缘,含水岩组由多期冲积扇、河流和三角洲平原分流河道相砂砾岩和砂岩组成,不同沉积期次的砂砾岩层叠置,形成巨厚含水层,泥岩隔水层不发育,地下水循环系统性好,矿化度低;在盆内,洛河和罗汉洞组风成相砂岩,产状稳定、组份和结构成熟度高、易溶组份少,顶底板及边界隔挡岩性匹配合理,是最理想的含水岩组。环河华池组含水砂体,由三角洲水下分流河道以及滨湖滩坝相长石石英细砂岩组成,呈孤立透镜体状,含水性差,孔喉结构复杂,水溶蚀作用强,矿化度高;早白垩世形成的鄂尔多斯东西不对称湖盆结构既控制当时含水层的发育和分布,又是现今自流水盆地结构形成的基础。     

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。     

鄂尔多斯沙漠高原白垩系地下水水化学演化的多元统计分析

结合稳定同位素( D、18O、13C) ,应用聚类分析和因子分析两种多元统计分析方法,对鄂尔多斯沙漠高原白垩系含水层地下水水化学演化特征进行研究。结果表明: 研究区环河组和洛河组地下水均可分为3 大类,且大致在地下水补给区、径流区和排泄区分别聚类,每一类的水化学特征和同位素特征均存在一定的差异; 研究区地下水均起源于大气降水,发生了岩盐溶滤、碳酸盐矿物溶解、硫酸盐矿物溶解、硅酸盐矿物溶解和阳离子交换等水文地球化学作用。相对洛河组地下水,环河组地下水水化学演化特征还受到了大气降水稀释作用和酸碱演化的影响。     

Oxygen and Hydrogen Isotopes of Waters in the Ordos Basin,China: Implications for Recharge of Groundwater in the North of Cretaceous Groundwater Basin

Hundreds of precipitation samples collected from meteorological stations in the Ordos Basin from January 1988 to December 2005 were used to set up a local meteoric water line and to calculate weighted average isotopic compositions of modern precipitation.Oxygen and hydrogen isotopes, with and gradually decrease in summer and fall,illustrating that the seasonal effect is considerable.They also show that the isotopic difference between south portion and north portion of the Ordos Basin are not obvious.and the isotope in the middle portion iS normally depleted.The isotope compositions of 32 samples collected from shallow groundwater(less than a depth of 150 m)in desert plateau range from for JD.Most of them are identical with modern precipitation.The isotope compositions of 22 middle and deep groundwaters(greater than a depth of 275 m)fall in ranges from-11.6‰to-8.8‰with an average of-10.2‰ for ￡18O and from-89‰ to-63‰ with an average of-76‰ for ￡D.The average values are significantly less than those of modern precipitation,illustrating that the middle and deep groundwaters were recharged at comparatively lower air temperatures.Primary analysis of 14C shows that the recharge of the middle and deep groundwaters started at late Pleistocene.The isotopes of 13 lake water samples collected from eight lakes define a local evaporation trend,with a relatively flat slope of 3.77,and show that the lake waters were mainly fed by modern precipitation and shallow groundwater.