山東金嶺礦區地下水水質變化特征分析

（山東省地質礦產勘查開發局第三水文地質工程地質大隊，山東 濟寧 250000）

1 金嶺礦區地質概況

金嶺礦區位于山東省淄博市張店、桓臺、臨淄的交界部位，大地構造位置屬于魯中隆斷區之北緣，屬魯西臺背斜。金嶺礦區南接湖田向斜，北鄰齊河—廣饒斷裂，礦區區域東西向構造為一短軸背斜，核部由金嶺巖體（燕山期閃長巖）組成，兩翼地層為奧陶系和石炭系，其中奧陶系以灰巖為主[1，2]。區內成礦地質條件良好，具有巨大的成礦潛力，區內廣發發育的燕山期中酸性巖體如閃長巖等侵位于奧陶系灰巖中時，在巖體與灰巖的接觸帶附近形成矽卡巖型礦床，目前已發現的如辛莊、北金召北、鐵山、侯莊、北金召、東召口、王旺莊等20多處矽卡巖型磁鐵礦床，累計探明儲量多達2億噸，均體現出區內良好的找礦潛力。

2 金嶺礦區水文地質條件

根據對金嶺礦區水文地質條件的調查研究發現，金嶺礦區四周由阻水構造組成，即礦區由西側的張店斷層、東側的金嶺斷層、北側的高陽斷層、南側的湖田向斜共同組成了金嶺礦區的阻水構造[1]。因此，總體來說區域性的地下水不容易透過阻水構造而直接向金嶺礦區補給，可以簡單地說金嶺礦區所在范圍為一個獨立的水文地質單元，受區域地下水的補給影響極小。根據水文地質調查發現，金嶺礦區以大氣降水為主要補給來源。

礦區地層及巖性可分為含水層和隔水層兩部分[1，2]。其中，含水層主要有奧陶系溶隙水和第四系孔隙水，前者主要指的是奧陶系灰巖分布區域，奧陶系灰巖常作為礦體的頂底板，但灰巖又為易溶巖石，因此對礦床的開采利用帶來了威脅，主要表現在礦坑充水等災害，因此在開采過程中要加強對奧陶系灰巖區域的排水工作；后者主要指的是第四系松散堆積物形成的第四系孔隙水，在礦床開采利用過程中將其排干即可，對礦坑的充水等影響不大。隔水層主要為第四系松散堆積物下部的一層相對穩定的亞黏土層，該層在礦區內局部地段缺失，但總體上相對穩定，為一隔水層。

3 金嶺礦區地下水水質變化特征

截至目前為止，金嶺礦區正在開發利用的礦山有侯莊礦床、鐵山礦床、北金召礦床和王旺莊礦床等。在礦山開采過程中，需要進行礦山的防治水勘查工作，并對開采利用時可能造成影響的地下水通過一定的防治措施將其排掉，導致礦山范圍內因采礦而造成地下水的大量疏排，致使金嶺礦區的地下水水文發生大幅度下降，并且在一定的區域范圍內形成了相對穩定的降落漏斗，如兩個正在開采的礦床之間區域內，常因礦山開采范圍內大量疏排，而導致礦床之間的區域進行補給，造成兩個礦床之間形成相對穩定的降落漏斗。此外，還面臨的一個重要的問題是地下水隨著開采利用逐漸排掉，地下水水位明顯下降，而位于相對穩定亞黏土層之上的第四系堆積物含水層中的水位基本保持不變。上述水位之間的變化，最終影響了地下水水質的變化特征。

統計結果發現：鐵山礦床的地下水中的礦化度由664mg/l持續增長至1906mg/l，氟化物由0.75mg/l先增后減再增至1.00mg/l，氯化物由52.1mg/l持續增長至238.6mg/l，硫酸鹽由146.1mg/l持續增長至815.1mg/l，硝酸鹽由7.40mg/l以略有增減的幅度變化至32.5mg/l，其Ph值總體上呈持續降低的特征，總硬度由437.3mg/l持續增長至1101.6mg/l。由上述統計數據結果不難看出，礦山的開采利用對礦區范圍內地下水的影響作用十分明顯，并具有明顯的開采利用程度越大，礦區地下水水質破壞程度越嚴重，其水質質量也越差。

為了更為直觀的反映鐵山礦床所在范圍內地下水水質變化趨勢，本文對評價水質質量的指標進行了變化趨勢分析。從各類變化趨勢圖（圖1）中可以清晰的看出，鐵山礦床的地下水從1997年至2010年之間，氯化物增長量為初始值的3.5倍，硫酸鹽的增長量為初始值的4.5倍，硝酸鹽的增長量為初始值的3.4倍，總硬度的增長量為初始值的1.5倍，僅有氟化物的的增長量略有增加，但總體上變化不大，Ph值變化幅度也較小，但總體上呈現出向弱酸性環境轉變的趨勢。上述變化趨勢可以直觀的反映因開采程度的逐步加大而導致礦山地下水水質變化的規律。總的來說，礦床的開發利用程度與地下水水質的變化呈反比，開采利用程度越大，地下水水質也越差。因此，在后期礦山開采利用過程中應加強對地下水水質變化的治理工作，制定一定的治理措施，防治地下水水質的繼續惡化趨勢。

圖1 各類水質指標變化趨勢圖

4 結語

面對日益嚴重的礦山地下水水質惡化，必須引起相關部門的高度重視，并監督礦山企業進行地下水水質的治理工作。地下水的循環是一個長期的、復雜的過程，一旦被污染，將在很長一段時間內無法消除，直接影響著礦區周圍甚至更遠區域范圍內的居民用水等。鑒于此，在礦山開采過程中可以在采礦安全的前提下限制采礦排水量，對礦山工業污水和生活污水進行單獨處理，并建立長期的地下水水質監測網點，以便及時的發現問題并解決問題，此外還可以利用地下水回灌、強化用水管理等手段，以達到控制地下水水質惡化及治理的最終目的。