黑河流域祁连山前山盆构造水文地质意义研究

Generally, large imbricate thrust fracture exists in front of mountains in the inland river basins, Northwest China. It plays an important role on the groundwater flow from mountain to basin and is usually considered to be water-blocking.However,there is no detailed research to prove it so far. The large fracturte in front of the Qilian Mountain in the Heihe River Basin is a tpical representative. According to the results of the regional geological structure research and the characteristics of strong tectonic movement, we will use audio magnetotelluric sounding (AMT) and high-resolution seismic method to survey the geological structure.Based on the geophysical emthods, we will comprehensively compare the electrical properties (resistivity) and elastic wave (wave velocity, wave impedance) parameters and aim to explore the nature of the fault, occurrence, lithology, bottom of the basin.Hydrogeological drilling will be set up on the hanging wall and fottwall of the fault. A typical valley will be chosen to measure the seasonal floods. The mechanism of groundwater flow from mountain to basin will be further studied by methods of groundwater chemistry, isotope analysis and regional water balance analysis. In the end, this study will provide basic support to the water rsources simulation in the Heihe Research Plan and provide a reference for researches on water exchange between mountain and basin in the similar regions in the inland basins, Northwest China.

我国西北内流盆地山前普遍发育叠瓦状的逆冲大断裂，对山区地下水向盆地的运移起着至关重要的作用，一般认为具有很大的阻水作用，但至今为止没有较为详细的研究佐证，黑河流域山前大断裂就是典型的代表。该研究将结合区域地质构造研究成果，充分考虑新构造运动强烈的特点，采用音频大地电磁测深法（AMT）和高分辨率地震法，利用电性（电阻率）和弹性波（波速、波阻抗等）参数进行综合研究，精细刻画祁连山山前大断裂性质、产状、盆地地层岩性与基底埋深等；在断层的上、下盘分别布设水文地质钻探，选择典型沟谷，测定季节性洪水，通过地下水化学、同位素分析以及研究区域的水均衡分析，进一步研究山区地下水向盆地运移的阻水与透水机理。为黑河研究计划流域水资源的模拟提供基础支撑，为我国西北内陆盆地类似地区山盆之间的水量交换研究提供借鉴和参考。

本项目完成音频大地电磁法624点，剖面长度342Km；地震法1080点，剖面长度18.18km。山前基岩钻孔1眼，成井为7层监测孔。.西北内流盆地山盆之间水文地质特征及其地下水潜流量一直是水文地质研究的难题。本项目野外地质-水文地质调查和水文地质钻孔资料，采用音频大地电磁测深法（AMT）和地震法，对祁连山山前地层岩性、断裂的性质与产状分段进行了详细探测，并探测了黑河流域其他边界条件、次级盆地之间的接触关系及其基底埋深特征。.在山盆过渡带，布设完成10条音频大地电磁法勘查剖面，均显示近南北向电阻率等值线发生畸变（或错断），反应山前大断裂倾向及其两侧地层岩性变化特征。祁连山区与盆地之间的山前断裂是由大型逆冲断层组成的叠瓦式构造，断层带倾向南倾，倾角较大，约76-80°。主要有以下三种类型：一是该断裂使第三系泥岩和泥质砂岩陡立，形成阻水屏障；二是形成较厚的断层泥和糜棱岩建造而具有阻水作用；三是发育巨厚的白垩系红色泥岩和砂岩而相对阻水。从断裂两侧三组钻孔中地下水水位相差较大，表明祁连山山前大断裂两侧跌水现象明显；另外，浅山带地下水化学成分矿化度居高，完全不同于山前第四系地下水低矿化度特征，断裂阻水作用得到进一步的验证。物探、水位资料和化学特征研究表明，山前大断裂作用形成的三种接触关系均使山区地下水与平原地下水水力联系差，山区地下水向盆地径流受阻，难以直接径流进入盆地，主要通过山区河流作为局部侵蚀基准面，汇集山区地下径流，通过出山口地表河流或河道潜流补给平原区地下水。.西北-东南向地球物理勘探表明，酒泉东盆地至张掖盆地存在2个第四系松散层凹陷区和2个基底隆起区。2个凹陷带自西向东分别为清水镇东侧的清水（马营）凹陷和张掖盆地的黑河大峡谷前的甘浚镇及梨园河凹陷。第三系隐伏基底隆起区自西向东分别为清水镇一带和榆木山一带。.张掖盆地的基底表现为中部为凹陷带而两侧为隆起带，其东部的隆起带海拔高于盆地西部的隆起带，中部凹陷带内南部凹陷带巨深。凹陷带的大部分面积和黑河冲洪积扇相对应，即第四系松散层厚度发育的区域和凹陷带位置基本一致。.张掖盆地主要有第四系松散层和第三系组成。第三系地层主要为泥岩、砂岩和泥质砂岩互层，广布于整个盆地底部，构成第四系松散含水层系统的基地；第四系在盆地从山前以巨厚的卵砾石、砂砾石层为主的单一含水层，向下游逐步过渡为亚砂土、亚粘土和中砂为主的多层含水层系统。