酒泉市矿山水工环地质特征研究及意义

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

酒泉是甘肃省面积最大的城市，酒泉市辖肃州区、玉门市、敦煌市等1区2市4县，辖区总面积为19.2平方公里。酒泉市地势南高北低，自西向东北倾斜，辖区内包含一系列高山群，具体包括祁连主峰、大雪山、阿尔金山等。辖区北部系广阔砾漠，也就是砾质和沙质隔壁区，在强风和洪积作用下，部分山体已经平原化。由于酒泉市辖区内的山体较为丰富，结合其地质特征和气候特征，经过时间的沉淀形成了矿山，蕴含丰富的矿产资源。为了保证矿产开采工作的顺利进行，在矿山勘探与开发之前首先需要对矿山的水工环特征进行详细分析[1]。水工环地质特征包括水文地质特征、工程地质特征和环境地质特征三个部分，其中水文地质特征就是查明一个地区的水文地质条件而对地下水及其相关的各种地质作用所进行的调查研究工作，工程地质主要是调查某地区的工程地质条件而对地形、地貌、地层岩性、地质构造、土体天然应力状态、水文地质条件等相关各种地质作用所进行的调查进行的研究工作，而环境地质特征分析工作是对某地区的基本环境地质条件、环境地质问题与地质灾害进行调差研究，并进行相应的分析与评价。综合上述对矿区地质三个方面的分析结果从而得出某地区水工环地质特征的分析结果。在全方位开展矿山水工环地质勘查过程中，矿区水工环地质特征评价结果直接影响后续所采用的矿区开采技术以及矿窗应用规划。因此通过对酒泉市矿山内主要地质特征等资料进行系统整理和分析，总结酒泉市矿山水工环地质条件的初步评价结果，并分析水工环地质特征对于矿山的开采与开发工作而言的实际意义。

1 酒泉市地质背景概况

酒泉市位于甘肃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冲洪积平原中部，地形较为平缓，总体特征为西南高东北低，海拔在1600m至1420m之间，纵坡降西南部10‰～22‰。酒泉市的气候条件为大陆性干旱气候，干燥寒冷，年降水量约为300mm，但蒸发量较大大概2000mm～4000mm之间。酒泉市区南部山地属于高寒半干旱气候，年平均温度维持在4℃～6℃之间，而走廊待为温带干旱气候，年平均气温的浮动范围为5℃～9℃。酒泉市年平均日照时数为3056.4小时，在这种气候条件下，该地区的矿藏资源较为丰富，矿床规模大且品位高，因此具有较高的矿产资源开发价值。

2 矿山水工环地质特征

根据水工环地质特征的定义，以酒泉市矿山为研究环境，分别从水文地质、工程地质和环境地质三个方面分析矿山的地质特征。

2.1 水文地质特征

水文地质特征分析具体包括水文地质填图、勘查、试验、水质分析和地下水动态长期观测等多个部分，根据不同的矿山开发目的可以分为综合性水文地质调差和专门性水文地质调查。酒泉是铁矿矿山区域地表水体发育，最大水流量可以达到1500m³/s，矿山区域内的地下水资源丰富，矿化度为0.60g/L。铝土矿山所处区域形成的泉域区形成主要是断层溢流泉[2]。通过分析发展酒泉市不同类型的矿山其水文地质特征存在一定的差异。酒泉市矿山地下水类型及其富水程度根据含水介质性质和地下水动力特征可以划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水等。从水文地质条件方面来看可以将其分为充水含水层、矿金充水通道以及地下水补给、径流和排泄条件等多个部分，其中新生界松散层含隔水层划分情况如表1所示。

另外地下水动态是地下水的水位、水质和水温等要素在气候、水文、地质以及人类活动的影响下，随着时间和空间的变化而发生改变的过程，能够反映出地下水的形成和变化规律。酒泉市矿区地下水的补、径、排条件，受到矿区边界断层的控制，全区边界补给条件不佳，为隔水边界，受到南北方向的挤压后形成了北西和东西方向上的断裂结构，为酒泉是矿山区域内地下水的流动和运输提供了良好的径流通道。

表1 酒泉市矿山新生界松散层含隔水层划分表

2.2 工程地质特征

结合矿山地质特征的定义，可以将工程地质特征的分析工作包括工程地质填图、工程地质勘查、现场实验、室内分析试验和长期观测等多个部分。

根据酒泉市矿山区域构造活动性、岩土类型及工程地质条件的不同，可以将酒泉市划分炒年糕多个工程地质区。具体包括高原不稳定区、高中山不稳定区、褶皱稳定区和中山较稳定区，其中高原不稳定区内新构造运动较为活跃，地震活动强烈，且地震程度在7级以上，区域内的稳定性较差。另外矿山区域内的编制作用也较为聚类，由于地形高差大、河流切割深，因此边坡稳定性较差。褶皱稳定区中砂岩形成的陡崖会出现小规模的崩坍，容易形成滑坡、不均匀沉降等现象，在水文地质特征的影响下，容易引起基坑大量涌水以及地下工程突水。

2.3 环境地质特征

酒泉市矿山的环境地质条件为简单-中等类型，通过实地调研数据，可以发现在雨季由于水位的迅速升高对矿山的生产和安全有着较大的影响。据实际的施工数据显示，内、外半径均为0.3，可以初步断定且明确酒泉市矿山区域不会产生放射性污染。除此之外，依照当地居民的反馈以及实地勘察发现在矿山内东北方向600m处存在一个长宽均为4m、深度为5m的坑。从自然地质环境灾害角度来看，矿山区域在大地狗杂上位于祁连山加里东褶皱系西段北部走廊的过度带，可以将其分为前山褶皱带、南倾单写待、中央凹陷带以及中心隆起四个亚带，新构造运动受到原构造的控制，延续原有的构造运动特征，主要表现出的运动形式包括升降、褶皱和断裂，引发矿山区域内的地震基本烈度为7°地震加速度值为0.15m/s²。

3 水工环地质勘查的意义

针对酒泉市矿山地区进行水工环地质特征的勘察与分析，可以提高对金属矿山的开采效率。对于金属矿山的开采项目而言，大规模的矿山资源开发活动必然会影响矿山的地质环境，从而间接的制约矿山的正常运行，甚至可能会诱发自然灾害，因此在项目启动之前做好矿山的水工环地质特征勘查与分析工作，可以最大程度的降低开发工作的难度与风险，同时也能够降低对自然环境的危害。另外，水工环地质特征的分析与勘查工作能够有效的改善矿区环境，并能够充分的运用能源，实现能源利用率的最大化；有助于科学应用交叉学科，实现能源开发的高效发展。综合水文地质调查是为掌握区域性或地区的水文地质情况，为国民经济、社会发展以及矿山建设提供基础资料。

4 结语

在现阶段能源资源的供需关系不平衡的大环境下，水工环地质工作受到了一定的影响，这对于社会的进一步发展起到了一定的制约作用。通过对酒泉市矿山的水工环特征的分析与勘查，可以为该地区的矿产资源开发工作提供具有参考价值的数据资料，促进矿产开发工作的顺利推进。这种矿山水工环地质特征的分析与勘查方法也可以应用到其他的地区，在矿产开发的同时也能够在矿产资源开采的同时采取一定的矿山保护措施，实现对矿山破坏程度的最小化。