CAJ | 학술논문

峰峰矿区地处太行山东麓边缘,属华北地层区,矿区含水层可分为四大含水岩系,其中第四系孔隙含水层地下水和二叠系砂岩含水层地下水主要接受降水补给,石炭系薄层灰岩含水层地下水除接受沟谷河段渗漏补给外,在局部接受下伏奥陶系灰岩地下水的补给,奥陶系灰岩含水层地下水主要接受鼓山、九山及西北部灰岩裸露区降水补给.峰峰矿区有生产矿井13对,废弃矿井4对,本次研究对象为废弃的一矿和二矿.本文运用水化学成分和氢氧稳定同位素作为水循环过程的示踪剂,研究了峰峰矿区不同含水层地下水的水文地球化学特征,并在此基础上识别了废弃矿井主要充水来源.通过现场调查,系统采集了该区废弃矿井水、奥灰水、薄层灰岩水、砂岩水和松散岩类孔隙水水样,并采用离子色谱法、滴定法和高分辨率激光光谱法在实验室完成了水化学成分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4-、HCO3-和Sr2+)和氢氧稳定同位素组分(D和18O)测定.水化学分析结果显示,废弃矿井水、奥灰水的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水;不同水体Sr2+含量存在一定的差异,废弃矿井水和奥灰水Sr2+平均值分别为0.67mg/L和0.69mg/L,且二者Sr2+/Ca2+和Sr2+/Mg2+比值比较接近,可能说明二者存在密切的水力联系;不同水体水化学成分主要受到溶滤作用的影响.氢氧稳定同位素研究表明,砂岩水和孔隙水δD和δ18O相对富集,废弃矿井水和奥灰水δD和δ18O值比较接近.结合矿区奥灰含水层富水性强并与煤系地层存在密切水力联系的水文地质条件,说明奥灰水为废弃矿井水的主要充水水源.
봉봉광구지처태행산동록변연,속화북지층구,광구함수층가분위사대함수암계,기중제사계공극함수층지하수화이첩계사암함수층지하수주요접수강수보급,석탄계박층회암함수층지하수제접수구곡하단삼루보급외,재국부접수하복오도계회암지하수적보급,오도계회암함수층지하수주요접수고산、구산급서북부회암라로구강수보급.봉봉광구유생산광정13대,폐기광정4대,본차연구대상위폐기적일광화이광.본문운용수화학성분화경양은정동위소작위수순배과정적시종제,연구료봉봉광구불동함수층지하수적수문지구화학특정,병재차기출상식별료폐기광정주요충수래원.통과현장조사,계통채집료해구폐기광정수、오회수、박층회암수、사암수화송산암류공극수수양,병채용리자색보법、적정법화고분변솔격광광보법재실험실완성료수화학성분(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4-、HCO3-화Sr2+)화경양은정동위소조분(D화18O)측정.수화학분석결과현시,폐기광정수、오회수적수화학류형주요위HCO3-SO4-Ca-Mg,속우저광화도수;불동수체Sr2+함량존재일정적차이,폐기광정수화오회수Sr2+평균치분별위0.67mg/L화0.69mg/L,차이자Sr2+/Ca2+화Sr2+/Mg2+비치비교접근,가능설명이자존재밀절적수력련계;불동수체수화학성분주요수도용려작용적영향.경양은정동위소연구표명,사암수화공극수δD화δ18O상대부집,폐기광정수화오회수δD화δ18O치비교접근.결합광구오회함수층부수성강병여매계지층존재밀절수력련계적수문지질조건,설명오회수위폐기광정수적주요충수수원.