吉林市石炭系地层的水文地质意义分析（刘洪吉,尹宝国,齐冰）

摘 要：本文通过对区域内石炭系地层岩性及其水文地质特征的分析，将区内石炭系地层进行了分类，并对所分各类地层的富水性进行了论述，从而提出了区内具有供水意义的石炭系地层层位。

关键词：石炭系 地层 供水意义

吉林市位于吉林省的中东部，是吉林省的第二大城市，东北重要的化工基地。吉林市现辖永吉、舒兰、磐石、蛟河、桦甸五个县（市）及船营、昌邑、龙潭、丰满等城区，幅员面积27120km2。

吉林市地层属天山——兴安岭区和华北区，地层分区为吉林、延边和浑江小区。区内地层以吉林小区为主，发育比较齐全，从老到新均有出露，即太古界、元古界、古生界、中生界和新生界。

一、石炭系地层及其分布

本区上古生界石炭系主要分布于磐石市及永吉县，其他县市基本没有分布或分布极少，地层主要为下石炭系下统北通气沟组和鹿圈屯组、中石炭系磨盘山组、上石炭系石咀子组和窝瓜地组。

1．下石炭系

（1）北通气沟组（C11b），本区出露极少，主要分布永吉县大绥河一带。岩性为粉砂岩、中细砂岩及薄层灰岩，厚455m，其中碳酸盐岩厚264m，与下伏地层二道沟组角度不整合。

（2）鹿圈屯组（C12l），分布于永吉县黄榆至磐石市小梨河、烟筒山、明城、七间房一带及磐石牛心镇南部。本组分为三个岩性段：下段岩性以变质火山碎屑岩为主夹凝灰质砂岩及大理岩化灰岩透镜体，出露于烟筒山北余富屯一带；中段以黑色、杂色板岩、粉砂岩为主夹长石石英砂岩、灰岩透镜体及凝灰岩等，主要出露于磐石七间房及牛心南部至靠山屯的大部地区；上段为灰岩、结晶灰岩及大理岩夹少量的砂岩、粉砂岩及板岩，该段本区出露较少，主要分布于磐石南部的小锅盔屯以北一带及明城局部。

2．中石炭系

磨盘山组（C2m），分布于永吉县黄榆西部、磐石市烟筒山西部、明城、石咀南部、牛心镇及磐石市城区一带，磐石市城区附近该组多被花岗岩侵吞呈“孤岛状”。岩性为中厚层状灰白色灰岩及含燧石结构灰岩、大理岩，底部为角砾状灰岩或砂岩、粉砂质板岩、板岩，层厚大于1191m。

3.上石炭系

(1)石咀子组(C3s)，分布于永吉县黄榆西部、磐石市烟筒山西部、七间房东部杨木顶子一带、富太乡西部孟家屯—南长岗—何家屯一线，但范围不大。下部为砂岩、粉砂岩、凝灰质砂岩、黑色板岩等夹灰岩扁豆体；上部为灰—灰白色厚层灰岩、白色质纯灰岩、含燧石结核灰岩、大理岩等，局部夹粉砂岩、板岩。

(2)窝瓜地组（C3w），主要出露于石咀—富太河口西侧一带及桦甸市市区西部、北部以及榆木桥子太平屯局部。下部为片理化流纹质熔岩；中部为碎屑岩、灰岩；上部为片理化英安质熔岩。

二、石炭系地层的水文地质特征

从上述地层情况可知，本区石炭系地层岩性主要为粉细砂岩、板岩、灰岩、火山碎屑岩、凝灰岩等，由于地层岩性的不同其水文地质特征亦有较大差别。

根据含水岩组的含水介质类型及富水性可将本区石炭系地层划分为三类，即粉细砂岩类、碎屑岩类和碳酸盐岩类，其特征分述如下：

1．粉细砂岩类

主要为本区北通气沟组粉砂岩、中细砂岩，鹿圈屯组中段粉砂岩、中细砂岩，磨盘山组底部砂岩，石咀子组下部砂岩、粉砂岩、凝灰质砂岩等，其成岩较好，富水性较差且富水性不均匀。

2．碎屑岩类

主要为鹿圈屯组下段变质火山碎屑岩、中段黑色、杂色板岩、粉砂岩及凝灰岩，石咀子组下部砂岩、粉砂岩、凝灰质砂岩、黑色板岩，窝瓜地组下部片理化流纹质熔岩、中部碎屑岩、上部片理化英安质熔岩等。该类地层富水性差，水量贫乏，主要为孔隙裂隙水，一般单井涌水量小于100m3/d，水质一般符合饮用水要求，局部地段铁锰含量及总硬度超标。

3．碳酸盐岩类

主要为鹿圈屯组上段灰岩、结晶灰岩及大理岩，磨盘山组中厚层状灰白色灰岩及含燧石结构灰岩、大理岩，石咀子组上部灰—灰白色厚层灰岩、白色质纯灰岩、含燧石结核灰岩、大理岩等。该类地层岩溶发育，在灰岩和大理岩层中一般多见裂隙溶洞、溶隙、溶孔等，水量较丰富，水质好，单井涌水量一般500—1000 m3/d，局部可达1500 m3/d以上。

以上各类地层中地下水的补给来源主要为大气降水或侧向径流，在地下水的径流过程中以泉或人工开采的形式排泄，地下水的动态随季节变化较大。

三、石炭系地层的供水意义

吉林市石炭系地层主要分布在磐石和永吉，并且分布范围有限，根据该系各组地层岩性的不同，其水文地质特征差别较大，岩层的富水性差异明显。根据对本区石炭系地层的分析研究认为，本区石炭系地层具有重要的供水意义，应根据需要科学合理地进行水资源的开发利用，促进地方经济的发展。

本区石炭系地层具有供水意义的主要有鹿圈屯组上段、磨盘山组和石咀子组上部，其中磨盘山组尤为突出。

鹿圈屯组上段分布在磐石南部的小锅盔屯以北一带及明城镇东部，该层位中的地下水可以作为小型的供水水源开发利用，单井涌水量一般200-500m3/d。

磨盘山组主要分布在永吉县黄榆西部的王家街一带、磐石市烟筒山西部、明城、石咀南部、牛心镇及磐石市城区一带。该组地层中岩溶发育，常见有溶洞、溶孔、溶隙等，水量比较丰富，水质较好，单井涌水量一般500—1000m3/d，局部可达1500 m3/d以上。该层位地下水可以作为当地的重要水源地加以保护和利用。目前磐石市的城市供水主要来源于该层位。

石咀子组上部主要分布在永吉县黄榆西部、磐石市烟筒山西部、七间房东部杨木顶子一带、富太乡西部孟家屯—南长岗—何家屯一线。该层位中的地下水亦可以作为小型的供水水源开发利用，单井涌水量一般200—500m3/d。

目前，由于经济的发展，人民生活水平的提高，水资源的需求量不断增加，水资源短缺的矛盾日益突出，如何解决这一问题已是各级政府和部门的重要任务之一。吉林市虽然拥有松花江这一得天独厚的优越条件，但是其水资源也并不是十分丰富，特别是其所辖的各县市水资源都十分短缺，严重制约着地方经济的发展。磐石市烟筒山镇近几年正是由于解决不了水源的问题，错过了一些发展机遇，类似的例子不止一个。通过上述分析认为，在吉林市东南部的磐石、永吉（重点是磐石的烟筒山、明城、石咀及磐石市区周围）等山区、半山区可以将石炭系的鹿圈屯组上段、磨盘山组和石咀子组上部等地层作为目标供水层位详细勘察研究，论证其供水能力和开采价值。

四、结论

本区石炭系地层中的鹿圈屯组上段、磨盘山组和石咀子组上部等富水性较好，是本区重要的含水层，具有一定的供水意义，其中磨盘山组尤为突出。吉林市所辖磐石境内石炭系分布相对较广，特别是烟筒山、明城、石咀及磐石市区周围磨盘山组地层均有分布，这为以上地区对水资源的需求指明了寻找方向。

参考文献

文中所述地质资料系引用于吉林省地质矿产局《区域地质调查报告》及吉林省地质矿产局水文地质工程地质调查所与吉林市水利局水资源管理办公室共同完成的《吉林市水文地质综合评价报告》。

作者简介

刘洪吉（1963—），男，吉林磐石人，高级工程师，主要从事水文及水资源工作。