酒泉市礦山水工環地質特征研究及意義

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

酒泉是甘肅省面積最大的城市，酒泉市轄肅州區、玉門市、敦煌市等1區2市4縣，轄區總面積為19.2平方公里。酒泉市地勢南高北低，自西向東北傾斜，轄區內包含一系列高山群，具體包括祁連主峰、大雪山、阿爾金山等。轄區北部系廣闊礫漠，也就是礫質和沙質隔壁區，在強風和洪積作用下，部分山體已經平原化。由于酒泉市轄區內的山體較為豐富，結合其地質特征和氣候特征，經過時間的沉淀形成了礦山，蘊含豐富的礦產資源。為了保證礦產開采工作的順利進行，在礦山勘探與開發之前首先需要對礦山的水工環特征進行詳細分析[1]。水工環地質特征包括水文地質特征、工程地質特征和環境地質特征三個部分，其中水文地質特征就是查明一個地區的水文地質條件而對地下水及其相關的各種地質作用所進行的調查研究工作，工程地質主要是調查某地區的工程地質條件而對地形、地貌、地層巖性、地質構造、土體天然應力狀態、水文地質條件等相關各種地質作用所進行的調查進行的研究工作，而環境地質特征分析工作是對某地區的基本環境地質條件、環境地質問題與地質災害進行調差研究，并進行相應的分析與評價。綜合上述對礦區地質三個方面的分析結果從而得出某地區水工環地質特征的分析結果。在全方位開展礦山水工環地質勘查過程中，礦區水工環地質特征評價結果直接影響后續所采用的礦區開采技術以及礦窗應用規劃。因此通過對酒泉市礦山內主要地質特征等資料進行系統整理和分析，總結酒泉市礦山水工環地質條件的初步評價結果，并分析水工環地質特征對于礦山的開采與開發工作而言的實際意義。

1 酒泉市地質背景概況

酒泉市位于甘肅省西北部河西走廊西段，市中心位于酒泉盆地腹地北大河洪水河沖洪積平原中部，地形較為平緩，總體特征為西南高東北低，海拔在1600m至1420m之間，縱坡降西南部10‰～22‰。酒泉市的氣候條件為大陸性干旱氣候，干燥寒冷，年降水量約為300mm，但蒸發量較大大概2000mm～4000mm之間。酒泉市區南部山地屬于高寒半干旱氣候，年平均溫度維持在4℃～6℃之間，而走廊待為溫帶干旱氣候，年平均氣溫的浮動范圍為5℃～9℃。酒泉市年平均日照時數為3056.4小時，在這種氣候條件下，該地區的礦藏資源較為豐富，礦床規模大且品位高，因此具有較高的礦產資源開發價值。

2 礦山水工環地質特征

根據水工環地質特征的定義，以酒泉市礦山為研究環境，分別從水文地質、工程地質和環境地質三個方面分析礦山的地質特征。

2.1 水文地質特征

水文地質特征分析具體包括水文地質填圖、勘查、試驗、水質分析和地下水動態長期觀測等多個部分，根據不同的礦山開發目的可以分為綜合性水文地質調差和專門性水文地質調查。酒泉是鐵礦礦山區域地表水體發育，最大水流量可以達到1500m3/s，礦山區域內的地下水資源豐富，礦化度為0.60g/L。鋁土礦山所處區域形成的泉域區形成主要是斷層溢流泉[2]。通過分析發展酒泉市不同類型的礦山其水文地質特征存在一定的差異。酒泉市礦山地下水類型及其富水程度根據含水介質性質和地下水動力特征可以劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水等。從水文地質條件方面來看可以將其分為充水含水層、礦金充水通道以及地下水補給、徑流和排泄條件等多個部分，其中新生界松散層含隔水層劃分情況如表1所示。

另外地下水動態是地下水的水位、水質和水溫等要素在氣候、水文、地質以及人類活動的影響下，隨著時間和空間的變化而發生改變的過程，能夠反映出地下水的形成和變化規律。酒泉市礦區地下水的補、徑、排條件，受到礦區邊界斷層的控制，全區邊界補給條件不佳，為隔水邊界，受到南北方向的擠壓后形成了北西和東西方向上的斷裂結構，為酒泉是礦山區域內地下水的流動和運輸提供了良好的徑流通道。

表1 酒泉市礦山新生界松散層含隔水層劃分表

2.2 工程地質特征

結合礦山地質特征的定義，可以將工程地質特征的分析工作包括工程地質填圖、工程地質勘查、現場實驗、室內分析試驗和長期觀測等多個部分。

根據酒泉市礦山區域構造活動性、巖土類型及工程地質條件的不同，可以將酒泉市劃分炒年糕多個工程地質區。具體包括高原不穩定區、高中山不穩定區、褶皺穩定區和中山較穩定區，其中高原不穩定區內新構造運動較為活躍，地震活動強烈，且地震程度在7級以上，區域內的穩定性較差。另外礦山區域內的編制作用也較為聚類，由于地形高差大、河流切割深，因此邊坡穩定性較差。褶皺穩定區中砂巖形成的陡崖會出現小規模的崩坍，容易形成滑坡、不均勻沉降等現象，在水文地質特征的影響下，容易引起基坑大量涌水以及地下工程突水。

2.3 環境地質特征

酒泉市礦山的環境地質條件為簡單-中等類型，通過實地調研數據，可以發現在雨季由于水位的迅速升高對礦山的生產和安全有著較大的影響。據實際的施工數據顯示，內、外半徑均為0.3，可以初步斷定且明確酒泉市礦山區域不會產生放射性污染。除此之外，依照當地居民的反饋以及實地勘察發現在礦山內東北方向600m處存在一個長寬均為4m、深度為5m的坑。從自然地質環境災害角度來看，礦山區域在大地狗雜上位于祁連山加里東褶皺系西段北部走廊的過度帶，可以將其分為前山褶皺帶、南傾單寫待、中央凹陷帶以及中心隆起四個亞帶，新構造運動受到原構造的控制，延續原有的構造運動特征，主要表現出的運動形式包括升降、褶皺和斷裂，引發礦山區域內的地震基本烈度為7°地震加速度值為0.15m/s2。

3 水工環地質勘查的意義

針對酒泉市礦山地區進行水工環地質特征的勘察與分析，可以提高對金屬礦山的開采效率。對于金屬礦山的開采項目而言，大規模的礦山資源開發活動必然會影響礦山的地質環境，從而間接的制約礦山的正常運行，甚至可能會誘發自然災害，因此在項目啟動之前做好礦山的水工環地質特征勘查與分析工作，可以最大程度的降低開發工作的難度與風險，同時也能夠降低對自然環境的危害。另外，水工環地質特征的分析與勘查工作能夠有效的改善礦區環境，并能夠充分的運用能源，實現能源利用率的最大化；有助于科學應用交叉學科，實現能源開發的高效發展。綜合水文地質調查是為掌握區域性或地區的水文地質情況，為國民經濟、社會發展以及礦山建設提供基礎資料。

4 結語

在現階段能源資源的供需關系不平衡的大環境下，水工環地質工作受到了一定的影響，這對于社會的進一步發展起到了一定的制約作用。通過對酒泉市礦山的水工環特征的分析與勘查，可以為該地區的礦產資源開發工作提供具有參考價值的數據資料，促進礦產開發工作的順利推進。這種礦山水工環地質特征的分析與勘查方法也可以應用到其他的地區，在礦產開發的同時也能夠在礦產資源開采的同時采取一定的礦山保護措施，實現對礦山破壞程度的最小化。