阿克塞縣薩爾哈布塔勒藍晶石礦水工環地質特征分析

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。結合實踐分析阿克塞縣薩爾哈布塔勒藍晶石礦水工環地質特征，希望能為區內開展有關工作提供借鑒。研究表明，礦區主要充水來源為頂、底板基巖裂隙水，主要工程地質問題是坍塌、掉塊，區內無重大污染源和其他環境地質隱患，礦區地質問題以工程地質問題、環境地質問題為主，開采技術條件屬于中等。

關鍵詞：水文地質；工程地質；環境地質；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

隨著社會經濟的發展以及國家資源儲備的發展需要，對礦區勘查提出了新的要求。而在礦產資源普查與勘探中，礦區水工環地質工作是重要的勘查內容。水工環地質主要由水文地質、工程地質與環境地質

3個部分組成。搜集水工環地質資料是開采礦區資源的重要條件。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地質工作，可為后續區域內礦區開展工作提供借鑒。

1 礦區概況

礦區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°。基巖裸露，表層風化中等至強烈，在山坡坡腳、沖溝兩側分布有厚度不大的殘坡積物[1-2]。

礦區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，年平均蒸發量為2 486 mm，多年凍土深度為1.5 m。礦區地震烈度為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。

礦區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，南部屬中祁連地層小區，出露的地層以太古宇-古元古界敦煌巖群變質巖、薊縣系花兒地組變質巖以及第四系松散巖為主[4]。區內構造較發育，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的賦礦巖層，白云石大理巖和石英巖則為礦體圍巖。區內共有7條藍晶石礦體，礦體形態簡單且延伸穩定，表現為層狀、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域高級變質作用下形成的藍晶石礦床。

2 水文地質

礦區在區域水文地質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巖、加里東期和華力西期火成巖組成，強烈且頻繁的構造運動構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。基巖裂隙水主要賦存于太古宇-古元古界敦煌巖群變質巖和華力西期中性侵入巖風化裂隙及構造裂隙，巖石裂隙發育極不均勻，裂隙發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，可將礦區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大于3 L/（s·km2），分布于礦區東部，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，水質較好，礦化度為0.308～0.400 g/L。

中等富水的地下徑流模數為1～3 L/（s·km2），分布于礦區中部。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，水質較好，礦化度為0.360～0.550 g/L。

弱富水的地下徑流模數小于1 L/（s·km2），分布于礦區西部，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，水質較好，礦化度為0.754 g/L。

2.2 地下水補徑排條件

礦區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造斷裂帶。主礦體埋藏在當地侵蝕基準面之上，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。

2.4 礦區供水水源分析

礦區南部薩爾哈布塔勒溝有季節性流水，一般5—9月有水，其余月份基本干枯。季節性流水實測流量為5.518 L/s，水質較好，礦化度為0.390 g/L，屬淡水，適宜作為礦區生產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

3.1 工程地質特征

礦區地處阿爾金中～高山工程地質區，紅柳溝堅硬～較堅硬工程地質亞區。與礦床開采較為密切的工程地質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，受區域構造擠壓和蝕變影響，巖石片理化發育，巖石質量等級為Ⅳ～Ⅴ級。礦體圍巖為白云石大理巖、石英巖，巖石質量等級為Ⅱ～Ⅲ級。巖體整體質量為差～極差。結構面對巖體的穩定性和完整性影響較大，在構造破碎帶及其兩側，巖石裂隙發育，完整程度變低，巖體質量等級較低。因此，在坑道掘進或采礦過程中，要加強支護，以免引發掉塊、坍塌、冒頂等不良工程地質問題。

3.2 工程地質評價

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，分布穩定，力學強度較高。礦區巖體變形特征以彈性變形為主，塑性變形為輔，對危害巖石整體穩固性影響不大。對礦床開采不利的影響因素主要為構造節理裂隙發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，可能產生拗折或出現局部坍塌、掉塊現象。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

礦區礦體總體走向為北西～南東向，礦體形態簡單，主要呈陡傾斜的層狀、似層狀、透鏡狀產出，礦體延伸穩定。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。礦體頂底板巖石較穩固，礦石堅硬致密，夾石少，礦體與圍巖呈漸變關系。

4 環境地質

4.1 環境地質特征

礦區位于阿爾金中高山區，但距雪線和冰川較遠，植被覆蓋較差，植被低矮稀疏，發育不良，巖石裸露。礦區遠離城鎮，人煙稀少，周邊不存在自然保護區、旅游景區及文物景點。礦區內由于探礦工程施工修路，對地形地貌和當地生態環境造成一定影響，但影響程度較輕。礦區內尚未發現滑坡、泥石流等不良地質災害，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）較為發育，部分已經堵塞溝谷。然而，崩塌總體規模不大，危害小，對采礦活動影響小。礦區未來采礦可能會改變礦區原生地形地貌景觀，但對地質環境破壞和影響程度較輕。礦區內無熱害、無重大污染源，礦坑排水可能會對地下水體產生影響。未來，礦床開采產生的礦石、廢料及尾礦的堆放等可能會對周圍地質環境造成一定的影響。

4.2 環境保護工作建議

合理規劃和選擇礦石、廢料及尾礦等生產廢物的堆放場地，盡可能減少環境污染風險，謹防發生次生地質災害。

5 結論

礦區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。礦床充水方式為頂底板直接充水的礦床，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。礦區供水可利用礦區南部薩爾哈布塔勒溝季節性流動的淡水。礦區礦體形態簡單，礦體延伸穩定，礦體圍巖巖石質量等級為Ⅱ～Ⅲ級，礦體巖石質量等級為Ⅳ～Ⅴ級，總體巖石質量、巖體質量為差～極差。在礦山開采時，可能出現局部坍塌和掉塊現象。礦區遠離城鎮和自然保護區，附近無旅游景區、文物景點，無人煙分布。礦區未發現滑坡、泥石流等不良地質災害。礦區巖石風化強烈，崩塌（倒石堆）較為發育，但總體規模不大，危害小。綜合分析，礦區以工程地質、環境地質問題為主，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：甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，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：甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，2008.

3 甘肅省地質局地質力學區域測量隊.1∶20萬多壩溝幅區域地質調查報告[R].蘭州：甘肅省地質礦產勘查開發局，1978.

4 甘肅省地質礦產局.甘肅省巖石地層[M].武漢：中國地質大學出版社，1997：2-5.

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