【背景】烧变岩是由于煤层等地层中的有机质自燃使围岩受热、烘烤而形成的碎裂结构岩石,分布于鄂尔多斯盆地西北部、新疆侏罗纪煤田等区域,烧变岩裂隙、孔隙发育,为地下水径流、储存提供了良好的空间条件,烧变岩具有良好的补给、径流、排泄条件,在构造有利部位可形成富水区并以下降泉的形式排泄。烧变岩地下水水质类型为HCO3—Ca型,矿化度0.5 g/L以下,泉口水温常年为11~12 ℃,具有良好的供水意义和生态价值。来自陕西省地质环境监测总站的范立民教授级高级工程师课题组以整个陕北地区的烧变岩为研究对象,研究了其水文地质条件。
烧变岩与煤层自燃区分布一致,具有沿河谷呈条带状分布的特点。主要分布在窟野河、秃尾河及其支沟两侧、相邻水系交会的舌状部位,分布规律受水系及地形控制明显,总体平行于窟野河和秃尾河分布,沿沟谷出露,纵向呈阶梯状向深部延伸。分布长度数十至数千米,宽度一般1~2 km,厚度1~102 m,分布面积近1 000 km2。由于烧变岩含水层渗透性好,地下水径流、排泄迅速,其富水性主要受地层产状、底板形态、补给条件和地形特征等因素控制,当烧变岩底板处于低洼位置,其产状与地形产状相反时,就可形成良好的储水构造,若上覆为松散砂层,便可接受大气降水的良好补给,形成强富水区,如清水沟、采兔沟、袁家沟、红柳沟、青草界沟等就是烧变岩的强富水区。根据抽水试验,烧变岩富水区单井涌水量最大可达3 191.96 m3/d。若烧变岩出露地势较高,其产状与地形一致,则不易形成储水构造,这类烧变岩含水层的富水性微弱或为透水不含水层,这样的弱含水层在窟野河流域东部广泛分布。下图为陕北煤炭开采区烧变岩分布。

【来源】范立民,仵拨云,向茂西,等.我国西部保水采煤区受保护烧变岩含水层研究[J].煤炭科学技术,2016,44(8):1-6. (转载请标明出处)