阿克塞縣薩爾哈布塔勒藍晶石礦水工環(huán)地質(zhì)特征分析

摘要：薩爾哈布塔勒藍晶石礦位于阿克塞哈薩克族自治縣，地處阿爾金山中段北坡，屬大陸性高山寒冷氣候。結(jié)合實踐分析阿克塞縣薩爾哈布塔勒藍晶石礦水工環(huán)地質(zhì)特征，希望能為區(qū)內(nèi)開展有關工作提供借鑒。研究表明，礦區(qū)主要充水來源為頂、底板基巖裂隙水，主要工程地質(zhì)問題是坍塌、掉塊，區(qū)內(nèi)無重大污染源和其他環(huán)境地質(zhì)隱患，礦區(qū)地質(zhì)問題以工程地質(zhì)問題、環(huán)境地質(zhì)問題為主，開采技術條件屬于中等。

關鍵詞：水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)；阿克塞縣

中圖分類號：P641 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.035

Analysis of the Geological Characteristics of the Hydraulic Ring of the Saerhabutale Kyanite Mine in Aksai County

GUO Rong， GAO Shan

（The Fourth Geological Survey Institute of Gansu Bureau of Geology and Mineral Resources， Jiuquan 735000， China）

Abstract： Salhabtal bluestone mine is located in Akse Kazakh Autonomous County， located in the north slope of the middle section of Arjinshan Mountain， which has a continental high mountain cold climate. Combined with the practice of analyzing the geological characteristics of the hydro-industrial environment of Salhabtal bluestone mine in Akse County， we hope to provide reference for relevant work in the area. The research shows that the main source of water filling in the mine is the fissure water of the bedrock of the top and bottom slabs， and the main engineering geological problems are slumping and falling blocks， and there are no major sources of pollution and other environmental geological hazards in the area， and the geological problems in the mine area are mainly engineering and environmental geological problems， and the technical conditions of the mining are medium.

Keywords： hydrogeology; engineering geology; environmental geology ; Akesai County

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及國家資源儲備的發(fā)展需要，對礦區(qū)勘查提出了新的要求。而在礦產(chǎn)資源普查與勘探中，礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作是重要的勘查內(nèi)容。水工環(huán)地質(zhì)主要由水文地質(zhì)、工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)

3個部分組成。搜集水工環(huán)地質(zhì)資料是開采礦區(qū)資源的重要條件。主要探究甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣阿爾金山中段北坡水工環(huán)地質(zhì)工作，可為后續(xù)區(qū)域內(nèi)礦區(qū)開展工作提供借鑒。

1 礦區(qū)概況

礦區(qū)位于甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣阿爾金山中段北坡。地形屬高山構(gòu)造剝蝕地形，總體地勢北高南低，山勢陡峻，海拔為3 800～4 900 m，地形切割強，相對高差為100～1 000 m，最低侵蝕基準面為3 700 m。山頭呈尖圓形，山脊呈長條形，坡度為30°～40°?；鶐r裸露，表層風化中等至強烈，在山坡坡腳、沖溝兩側(cè)分布有厚度不大的殘坡積物[1-2]。

礦區(qū)屬典型大陸性高原寒冷氣候，多年平均氣溫為10 ℃，多年平均降水量為150 mm，年平均蒸發(fā)量為2 486 mm，多年凍土深度為1.5 m。礦區(qū)地震烈度為Ⅶ～Ⅷ度，地震動峰值加速度為1.47～1.96 m/s2，屬高強度地震區(qū)。

礦區(qū)地處塔里木板塊和祁連板塊分界線上[3]。以阿爾金走滑斷裂為界，北部屬塔南地層分區(qū)，南部屬中祁連地層小區(qū)，出露的地層以太古宇-古元古界敦煌巖群變質(zhì)巖、薊縣系花兒地組變質(zhì)巖以及第四系松散巖為主[4]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，以阿爾金斷裂帶為主，其次為在阿爾金斷裂影響下的次生斷裂[5]。

石榴藍晶二云石英片巖是礦區(qū)的賦礦巖層，白云石大理巖和石英巖則為礦體圍巖。區(qū)內(nèi)共有7條藍晶石礦體，礦體形態(tài)簡單且延伸穩(wěn)定，表現(xiàn)為層狀、似層狀、透鏡狀。礦體總體走向為北西～南東，傾角為45°～73°。礦石自然類型為深灰色石榴藍晶二云石英片巖型礦石，主要礦物為藍晶石、鐵鋁榴石、藍晶石、黑云母、白云母、磁鐵礦以及磁黃鐵礦。礦床成因類型為高鋁黏土礦物在區(qū)域高級變質(zhì)作用下形成的藍晶石礦床。

2 水文地質(zhì)

礦區(qū)在區(qū)域水文地質(zhì)單元中處于阿爾金山北坡，主要由太古宇-古元古界敦煌巖群變質(zhì)巖、加里東期和華力西期火成巖組成，強烈且頻繁的構(gòu)造運動構(gòu)成地下水儲存的空間條件。地下水主要賦存于基巖裂隙，一般形成潛水含水層或充水帶，局部充水帶為承壓含水帶。礦區(qū)地下徑流條件較好，地下水在重力作用下沿基巖裂隙由高向低運動。大氣降水和冰雪融水，一部分沿裂隙滲入直接補給地下水；一部分形成溝谷徑流，在徑流過程中大部分水下滲補給地下水。

2.1 地下水賦存分布特征

礦區(qū)地下水類型較為單一，以基巖裂隙水為主，僅在部分寬大溝谷地段分布少量溝谷孔隙潛水?；鶐r裂隙水主要賦存于太古宇-古元古界敦煌巖群變質(zhì)巖和華力西期中性侵入巖風化裂隙及構(gòu)造裂隙，巖石裂隙發(fā)育極不均勻，裂隙發(fā)育程度隨深度增加而減弱，一般裂隙含水微弱，推測單井涌水量小于100 m3/d。水質(zhì)較差，礦化度一般為3～5 g/L，屬SO4-Cl·Na-Ca型水。

按地下徑流模數(shù)，可將礦區(qū)地下水富水等級劃分為強富水、中等富水、弱富水3個等級。

強富水的地下徑流模數(shù)大于3 L/（s·km2），分布于礦區(qū)東部，海拔多在4 000 m以上。出露泉4處，均為下降泉，單泉流量一般為1.00～2.10 L/s，實測溝谷徑流量為3.246～5.518 L/s，水質(zhì)較好，礦化度為0.308～0.400 g/L。

中等富水的地下徑流模數(shù)為1～3 L/（s·km2），分布于礦區(qū)中部。出露泉13處，均為下降泉，單泉流量為0.08～0.61 L/s，實測溝谷流量為0.325～0.794 L/s，水質(zhì)較好，礦化度為0.360～0.550 g/L。

弱富水的地下徑流模數(shù)小于1 L/（s·km2），分布于礦區(qū)西部，多為干溝谷，僅出露泉1處，為下降泉，單泉流量為0.221 L/s，實測溝谷徑流量為0.221 L/s，水質(zhì)較好，礦化度為0.754 g/L。

2.2 地下水補徑排條件

礦區(qū)地下水主要接受大氣降水及其所形成的洪流入滲補給。地下水的運動和排泄嚴格受地形、地貌、構(gòu)造及巖石透水性控制，地下水運動總方向與地形基本一致，主要匯集于溝谷一帶，向下游排泄。地下水排泄方式主要有地下徑流、泉水溢出及蒸發(fā)等[6]。

2.3 礦床充水因素分析

礦床屬裂隙充水礦床，以頂、底板直接充水為礦床充水方式。充水水源主要為大氣降水，其次為基巖裂隙水，主要充水途徑為基巖裂隙及構(gòu)造斷裂帶。主礦體埋藏在當?shù)厍治g基準面之上，地形利于地下水自然排泄。礦體及其圍巖中賦存的基巖裂隙水（含構(gòu)造裂隙水），可能會威脅礦山井下開采，但因其補給來源不足，以靜儲量為主，排疏并不困難。雨季，井巷工程應采取必要的防排水措施，嚴禁雨水從井口倒灌井巷內(nèi)。

2.4 礦區(qū)供水水源分析

礦區(qū)南部薩爾哈布塔勒溝有季節(jié)性流水，一般5—9月有水，其余月份基本干枯。季節(jié)性流水實測流量為5.518 L/s，水質(zhì)較好，礦化度為0.390 g/L，屬淡水，適宜作為礦區(qū)生產(chǎn)和生活用水的補充水源。但在枯水月份，需在青石溝、梧桐溝、柳城子溝一帶尋找可利用的地表水及地下水。

3 工程地質(zhì)

3.1 工程地質(zhì)特征

礦區(qū)地處阿爾金中～高山工程地質(zhì)區(qū)，紅柳溝堅硬～較堅硬工程地質(zhì)亞區(qū)。與礦床開采較為密切的工程地質(zhì)巖組有較堅硬石英片巖、較堅硬白云石大理巖、較堅硬石英巖。賦礦巖石為石榴藍晶斜長二云石英群片巖，受區(qū)域構(gòu)造擠壓和蝕變影響，巖石片理化發(fā)育，巖石質(zhì)量等級為Ⅳ～Ⅴ級。礦體圍巖為白云石大理巖、石英巖，巖石質(zhì)量等級為Ⅱ～Ⅲ級。巖體整體質(zhì)量為差～極差。結(jié)構(gòu)面對巖體的穩(wěn)定性和完整性影響較大，在構(gòu)造破碎帶及其兩側(cè)，巖石裂隙發(fā)育，完整程度變低，巖體質(zhì)量等級較低。因此，在坑道掘進或采礦過程中，要加強支護，以免引發(fā)掉塊、坍塌、冒頂?shù)炔涣脊こ痰刭|(zhì)問題。

3.2 工程地質(zhì)評價

礦體圍巖巖性主要為白云石大理巖、石英巖，巖石半堅硬～堅硬，分布穩(wěn)定，力學強度較高。礦區(qū)巖體變形特征以彈性變形為主，塑性變形為輔，對危害巖石整體穩(wěn)固性影響不大。對礦床開采不利的影響因素主要為構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育和巖體的風化蝕變特征。遇風化、蝕變帶、軟弱夾層或小斷裂時，巖體強度明顯降低，可能產(chǎn)生拗折或出現(xiàn)局部坍塌、掉塊現(xiàn)象。巖石軟化性較強，井巷開拓時必須注意排水和因地下水滲透壓力引起的各種問題。

3.3 礦床開采方法建議

礦區(qū)礦體總體走向為北西～南東向，礦體形態(tài)簡單，主要呈陡傾斜的層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體延伸穩(wěn)定。礦床出露位置高，地形坡度較大，地形有利于排水，雨季降水形成的洪流可快速排出區(qū)外，對礦床開采造成的影響較小。礦床適于露天和地下開采，平巷掘進也有很好的地形條件。礦體頂?shù)装鍘r石較穩(wěn)固，礦石堅硬致密，夾石少，礦體與圍巖呈漸變關系。

4 環(huán)境地質(zhì)

4.1 環(huán)境地質(zhì)特征

礦區(qū)位于阿爾金中高山區(qū)，但距雪線和冰川較遠，植被覆蓋較差，植被低矮稀疏，發(fā)育不良，巖石裸露。礦區(qū)遠離城鎮(zhèn)，人煙稀少，周邊不存在自然保護區(qū)、旅游景區(qū)及文物景點。礦區(qū)內(nèi)由于探礦工程施工修路，對地形地貌和當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成一定影響，但影響程度較輕。礦區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流等不良地質(zhì)災害，僅在沖溝溝腦附近，因地勢高亢陡峻，巖石風化強烈，崩塌（倒石堆）較為發(fā)育，部分已經(jīng)堵塞溝谷。然而，崩塌總體規(guī)模不大，危害小，對采礦活動影響小。礦區(qū)未來采礦可能會改變礦區(qū)原生地形地貌景觀，但對地質(zhì)環(huán)境破壞和影響程度較輕。礦區(qū)內(nèi)無熱害、無重大污染源，礦坑排水可能會對地下水體產(chǎn)生影響。未來，礦床開采產(chǎn)生的礦石、廢料及尾礦的堆放等可能會對周圍地質(zhì)環(huán)境造成一定的影響。

4.2 環(huán)境保護工作建議

合理規(guī)劃和選擇礦石、廢料及尾礦等生產(chǎn)廢物的堆放場地，盡可能減少環(huán)境污染風險，謹防發(fā)生次生地質(zhì)災害。

5 結(jié)論

礦區(qū)地下水類型以基巖裂隙水為主，裂隙含水微弱，推測單井涌水量小于100 m3/d，水質(zhì)較差，礦化度一般為3～5 g/L，屬SO4-Cl·Na-Ca2+型水。礦床充水方式為頂?shù)装逯苯映渌牡V床，屬裂隙充水礦床，充水來源為基巖裂隙水及大氣降水。礦區(qū)地下水補給來源有限，對礦山井下開采造成的威脅較小。礦區(qū)供水可利用礦區(qū)南部薩爾哈布塔勒溝季節(jié)性流動的淡水。礦區(qū)礦體形態(tài)簡單，礦體延伸穩(wěn)定，礦體圍巖巖石質(zhì)量等級為Ⅱ～Ⅲ級，礦體巖石質(zhì)量等級為Ⅳ～Ⅴ級，總體巖石質(zhì)量、巖體質(zhì)量為差～極差。在礦山開采時，可能出現(xiàn)局部坍塌和掉塊現(xiàn)象。礦區(qū)遠離城鎮(zhèn)和自然保護區(qū)，附近無旅游景區(qū)、文物景點，無人煙分布。礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流等不良地質(zhì)災害。礦區(qū)巖石風化強烈，崩塌（倒石堆）較為發(fā)育，但總體規(guī)模不大，危害小。綜合分析，礦區(qū)以工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)問題為主，開采技術條件中等。礦床適于露天和地下開采。

參考文獻

1 火軍昌，李鎖成，王多海.甘肅省阿克塞哈薩克族自治縣薩爾哈布塔勒藍晶石礦普查報告[R].酒泉：甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2013.

2 惠劍寧，胡小春.薩爾哈布塔勒藍晶石礦普查報告[R].酒泉：甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2008.

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5 火軍昌.甘肅省薩爾哈布塔勒藍晶石礦成礦背景淺析[J].甘肅科技，2015（10）：10-11.

6 高 山.甘肅省邊溝礦區(qū)水文地質(zhì)特征淺析[J].世界有色金屬，2020（22）：170-171.