新疆和田縣阿克塔斯稀有金屬礦區(qū)水文地質(zhì)特征研究

薛言

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院，新疆烏魯木齊 830000）

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

工作區(qū)位于昆侖山主體中部山脊南坡地段，山體裸露，局部殘坡積發(fā)育，山體大致呈北西向，地形為南(東)高、北(西)低，切割劇烈，山勢(shì)高峻。工區(qū)內(nèi)海拔高度最低為4200.30 米，最高5280 米，最大高差1079.70 米，屬深切割的高山區(qū)。由于地形較陡，不利于地表水的匯集，逕流條件很好，由于沖積層地勢(shì)平坦，地下水面水力坡度很小，不易于自然排水。礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面為喀拉喀什河，其海拔標(biāo)高4201 米。

1.1 地表水分布特征

礦區(qū)東側(cè)發(fā)育喀拉喀什河，礦區(qū)水文地質(zhì)條件與礦區(qū)地貌分布密切相關(guān)，大氣降水是礦區(qū)地下水的總來(lái)源，決定了礦區(qū)地下水的供需關(guān)系，在氣候平均的狀態(tài)下，礦區(qū)內(nèi)非雨季地表水的逕流量實(shí)際上反映的地下水的逕流量，由此可見礦區(qū)地表水的發(fā)育程度基本上反映的是礦區(qū)水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。

1.2 礦區(qū)含水巖層劃分及其特征

依據(jù)地下水的賦存條件、富水性等水文地質(zhì)特征，可將地下水劃分為三個(gè)含水巖組（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。

（1）孔隙潛水含水巖組（Ⅰ）

a、強(qiáng)-極強(qiáng)富水性孔隙潛水含水層富水區(qū)（Ⅰa）：本區(qū)主要分布在喀拉喀什河兩岸，厚度不均，一般為1.5-4.5米，局部大于4.5米。主要為殘坡積物及沖積物，上層亞砂土夾礫石滲透性比較差，下部砂、礫石層經(jīng)抽水證明，涌水量滲透性都很大，單位涌水量3-6 升/秒。滲透系數(shù)1.5 米/晝夜以上。地下水水質(zhì)較差，礦化度很高，并以NaCl鹽為主。

b、孔隙潛水含水層弱富水區(qū)（Ⅰb）：本區(qū)主要分布在遠(yuǎn)離喀拉喀什河的河谷中，厚度一般為3-5 米。巖性主要為沖洪積的砂、砂礫石。該層透水性較好，但富水性弱。

c、第四系透水不含水層弱富水區(qū)（Ⅰc）：分布于基巖表面及階地表層，不含水。巖性以砂、碎石為主，占總成份的60%以上，滲透性很強(qiáng)，但因本區(qū)降水量很少，又因所處位置較高，所以含水性弱，補(bǔ)給條件差。

（2）基巖裂隙水含水層弱富水區(qū)（Ⅱ）

本區(qū)在礦區(qū)內(nèi)大面積分布，由二云母片巖、含石榴黑云石英片巖、含石榴斜長(zhǎng)黑云石英片巖、斜長(zhǎng)黑云石英片巖及透輝石角巖等組成。從地質(zhì)鉆孔ZK217-1 鉆孔抽水來(lái)結(jié)果看，說(shuō)明深部存在基巖裂隙脈狀水，從Q=f（s）和q=f（s）曲線來(lái)看，是明顯的拋物線，屬潛水水力性質(zhì)，不排除裂隙脈狀水的局部承壓。從正式抽水試驗(yàn)ZK217-1 鉆孔成果來(lái)看，說(shuō)明單位涌水量（q）＜0.1 升/秒，該含水巖體屬于弱富水性。

經(jīng)多孔觀測(cè),排除水位有誤差的孔，找出了地下水位埋深的規(guī)律，地下水位埋深均在12.20-36.14 米左右，靜止水位在4191-4196 米，各孔水位地下水埋深與地形起伏基本一致。

裂隙發(fā)育程度各不相同，距礦體越近裂隙越發(fā)育，尤其是近礦體兩米以內(nèi)的圍巖更為明顯，其巖石多被裂隙割裂成碎塊，給工程地質(zhì)條件帶來(lái)極不利的因素。裂隙極窄且短小，一般寬0.2 厘米，最寬僅0.4厘米，最長(zhǎng)不到0.5米，以2-4厘米最多，裂隙率測(cè)得1.2%。透水性強(qiáng)、富水性弱，受大氣降水補(bǔ)給，一般降水很快滲入形成地下水，沿節(jié)理裂隙溢出補(bǔ)給地下水。鑒于這種情況，本含水層含水富水性弱。

（3）基巖裂隙水不含水層（Ⅲ）

本區(qū)分布于礦區(qū)西南部，由花崗偉晶巖組成?；◢弬ゾr侵入于上三疊系地層中，由于所處標(biāo)高不同，90 號(hào)脈群與91 號(hào)脈群含水情況不同。由施工的平硐可知，90 號(hào)脈群潛水面以上，巖層干燥不含水。潛水面以下含水較豐富。含水量大的原因是礦體與第四紀(jì)沖積含水層直接接觸，有充足的地下水補(bǔ)給，另外礦體本身裂隙發(fā)育，且少充填物，該層水質(zhì)較好。

1.3 礦區(qū)地下水的埋藏類型

阿克塔斯稀有金屬礦區(qū)地下水的埋藏類型，主要為基巖裂隙水，基本屬于潛水。地下水位的埋藏深度受地形因素的控制，水位高差起伏變化比較大，在溝谷低洼地帶水位埋深較淺。

1.4 礦區(qū)地表水與地下水的水力聯(lián)系

從地下水長(zhǎng)期觀測(cè)及化學(xué)成份的對(duì)比，90 號(hào)脈群是基巖地下水補(bǔ)給第四系沖積層潛水或河水，主要依據(jù)如下：

a、水文井比地質(zhì)勘查井（ZK217-2）地下水位高28厘米。

b、基巖地下水比第四紀(jì)沖積層地下水礦化度低得多，而且是漸變的，這是由于地下水比第四紀(jì)沖積層地下水在流動(dòng)中礦化度逐漸增高的緣故，QJ1礦化度為：300mg/L，地表水礦化度為：205.6mg/L。因而可以判定，地下水是基巖向第四紀(jì)沖積層流動(dòng)的。然而從大的區(qū)域來(lái)看，是地表水補(bǔ)給地下水的。

91 號(hào)脈群所處地勢(shì)較高，礦區(qū)地下水來(lái)源主要為大氣降水及雪融水為主，地下水由南向北流動(dòng)。谷地地下水由西南向北東方向逕流。

1.5 地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件

礦區(qū)地下水主要以降雨和降雪融化入滲補(bǔ)給為主，本區(qū)降雨量236.5mm，全年降雨量逐月分配較均勻，且每次降雨強(qiáng)度均較小，為小雨規(guī)模。礦區(qū)植被覆蓋率低，降水轉(zhuǎn)化成地表逕流快速?gòu)牡乇硐А５V區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀較陡，裂隙、節(jié)理、片理發(fā)育，使巖石有利于接受降雨入滲的補(bǔ)給。夏季礦區(qū)晝夜溫差大，凝結(jié)水也是地下潛水的一個(gè)主要補(bǔ)給源。

1.6 礦區(qū)地下水化學(xué)特征及評(píng)價(jià)

a、地下水水化學(xué)特征：通過(guò)對(duì)QJ1的水質(zhì)結(jié)果進(jìn)行分析，本地區(qū)地下水水化學(xué)類型為：HCO3-K·Na型。pH=7.0，屬中性水。

b、地表水水化學(xué)特征：本次工作對(duì)地表水采取水樣做化學(xué)全分析。水化學(xué)類型為：HCO3·SO4-Ca·Na型。pH=7.59，屬弱堿性水。

1.7 礦床充水因素

阿克塔斯稀有金屬礦區(qū)充水巖層裸露地表，礦體賦存的位置處于兩側(cè)裂隙較為發(fā)育的蝕變帶，礦體沿傾向延伸較大，未來(lái)礦體首采區(qū)采用井巷開采方式，以上要素決定了裂隙水成為礦床充水的主要來(lái)源。礦區(qū)地表水較發(fā)育，喀拉喀什河穿礦區(qū)而過(guò)，最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高4201m。所以該河的地表水會(huì)成為礦體未來(lái)開采至侵蝕基準(zhǔn)面以下的主要充水因素；侵蝕基準(zhǔn)面以上部分預(yù)測(cè)礦坑涌水量較小，對(duì)礦床開采沒(méi)有影響。

2 礦坑涌水量預(yù)測(cè)

首采塊段礦體采用井巷開采，井巷系統(tǒng)開拓坑境界長(zhǎng)300 米、寬120 米，呈長(zhǎng)方形，面積36000 平方米，開采標(biāo)高4250 米至4150 米，所處位置較低，地形不利于自然排水，反而容易導(dǎo)致井巷積水，尤其是氣溫較高、降雨時(shí)，水量劇增，極易造成井巷積水；工作區(qū)存在基巖裂隙水，所以要對(duì)涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)涌水量是由地下水流入井巷系統(tǒng)的水量組成。地下水礦坑涌水量采用“大井法”進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算得最大涌水量為7.9×102m3/d。

根據(jù)涌水量計(jì)算結(jié)果，礦坑存在長(zhǎng)期的疏干排水，對(duì)于礦坑以外的水流可以直接引倒流排出，對(duì)于水倉(cāng)的水可采用抽水機(jī)排水，以保證礦山的正常開采。另外，本區(qū)屬于弱富水礦床，預(yù)測(cè)的未來(lái)礦坑涌水量不大，但不排除構(gòu)造破碎帶或基巖裂隙發(fā)育帶的突水現(xiàn)象，在掘進(jìn)過(guò)程中觀察破碎帶水流情況，發(fā)現(xiàn)水量急劇增大時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

3 結(jié)論

礦區(qū)處高山大陸性高寒干燥性氣候，地表水體、地下水較發(fā)育，主要礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于礦坑排水，圍巖主要為斜長(zhǎng)黑云石英片巖與二云片巖，是裂隙充水礦床，充水含水層含水性弱，構(gòu)造對(duì)礦床充水影響較小，預(yù)測(cè)涌水量正常值為6.1×102m3/d，最大值為7.9×102m3/d。

綜上所述，阿克塔斯稀有金屬礦床是以裂隙含水層充水為主（第二類），水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單（第一型）的礦床，即二類一型。