山东金岭矿区地下水水质变化特征分析

（山东省地质矿产勘查开发局第三水文地质工程地质大队，山东 济宁 250000）

1 金岭矿区地质概况

金岭矿区位于山东省淄博市张店、桓台、临淄的交界部位，大地构造位置属于鲁中隆断区之北缘，属鲁西台背斜。金岭矿区南接湖田向斜，北邻齐河—广饶断裂，矿区区域东西向构造为一短轴背斜，核部由金岭岩体（燕山期闪长岩）组成，两翼地层为奥陶系和石炭系，其中奥陶系以灰岩为主[1，2]。区内成矿地质条件良好，具有巨大的成矿潜力，区内广发发育的燕山期中酸性岩体如闪长岩等侵位于奥陶系灰岩中时，在岩体与灰岩的接触带附近形成矽卡岩型矿床，目前已发现的如辛庄、北金召北、铁山、侯庄、北金召、东召口、王旺庄等20多处矽卡岩型磁铁矿床，累计探明储量多达2亿吨，均体现出区内良好的找矿潜力。

2 金岭矿区水文地质条件

根据对金岭矿区水文地质条件的调查研究发现，金岭矿区四周由阻水构造组成，即矿区由西侧的张店断层、东侧的金岭断层、北侧的高阳断层、南侧的湖田向斜共同组成了金岭矿区的阻水构造[1]。因此，总体来说区域性的地下水不容易透过阻水构造而直接向金岭矿区补给，可以简单地说金岭矿区所在范围为一个独立的水文地质单元，受区域地下水的补给影响极小。根据水文地质调查发现，金岭矿区以大气降水为主要补给来源。

矿区地层及岩性可分为含水层和隔水层两部分[1，2]。其中，含水层主要有奥陶系溶隙水和第四系孔隙水，前者主要指的是奥陶系灰岩分布区域，奥陶系灰岩常作为矿体的顶底板，但灰岩又为易溶岩石，因此对矿床的开采利用带来了威胁，主要表现在矿坑充水等灾害，因此在开采过程中要加强对奥陶系灰岩区域的排水工作；后者主要指的是第四系松散堆积物形成的第四系孔隙水，在矿床开采利用过程中将其排干即可，对矿坑的充水等影响不大。隔水层主要为第四系松散堆积物下部的一层相对稳定的亚黏土层，该层在矿区内局部地段缺失，但总体上相对稳定，为一隔水层。

3 金岭矿区地下水水质变化特征

截至目前为止，金岭矿区正在开发利用的矿山有侯庄矿床、铁山矿床、北金召矿床和王旺庄矿床等。在矿山开采过程中，需要进行矿山的防治水勘查工作，并对开采利用时可能造成影响的地下水通过一定的防治措施将其排掉，导致矿山范围内因采矿而造成地下水的大量疏排，致使金岭矿区的地下水水文发生大幅度下降，并且在一定的区域范围内形成了相对稳定的降落漏斗，如两个正在开采的矿床之间区域内，常因矿山开采范围内大量疏排，而导致矿床之间的区域进行补给，造成两个矿床之间形成相对稳定的降落漏斗。此外，还面临的一个重要的问题是地下水随着开采利用逐渐排掉，地下水水位明显下降，而位于相对稳定亚黏土层之上的第四系堆积物含水层中的水位基本保持不变。上述水位之间的变化，最终影响了地下水水质的变化特征。

统计结果发现：铁山矿床的地下水中的矿化度由664mg/l持续增长至1906mg/l，氟化物由0.75mg/l先增后减再增至1.00mg/l，氯化物由52.1mg/l持续增长至238.6mg/l，硫酸盐由146.1mg/l持续增长至815.1mg/l，硝酸盐由7.40mg/l以略有增减的幅度变化至32.5mg/l，其Ph值总体上呈持续降低的特征，总硬度由437.3mg/l持续增长至1101.6mg/l。由上述统计数据结果不难看出，矿山的开采利用对矿区范围内地下水的影响作用十分明显，并具有明显的开采利用程度越大，矿区地下水水质破坏程度越严重，其水质质量也越差。

为了更为直观的反映铁山矿床所在范围内地下水水质变化趋势，本文对评价水质质量的指标进行了变化趋势分析。从各类变化趋势图（图1）中可以清晰的看出，铁山矿床的地下水从1997年至2010年之间，氯化物增长量为初始值的3.5倍，硫酸盐的增长量为初始值的4.5倍，硝酸盐的增长量为初始值的3.4倍，总硬度的增长量为初始值的1.5倍，仅有氟化物的的增长量略有增加，但总体上变化不大，Ph值变化幅度也较小，但总体上呈现出向弱酸性环境转变的趋势。上述变化趋势可以直观的反映因开采程度的逐步加大而导致矿山地下水水质变化的规律。总的来说，矿床的开发利用程度与地下水水质的变化呈反比，开采利用程度越大，地下水水质也越差。因此，在后期矿山开采利用过程中应加强对地下水水质变化的治理工作，制定一定的治理措施，防治地下水水质的继续恶化趋势。

图1 各类水质指标变化趋势图

4 结语

面对日益严重的矿山地下水水质恶化，必须引起相关部门的高度重视，并监督矿山企业进行地下水水质的治理工作。地下水的循环是一个长期的、复杂的过程，一旦被污染，将在很长一段时间内无法消除，直接影响着矿区周围甚至更远区域范围内的居民用水等。鉴于此，在矿山开采过程中可以在采矿安全的前提下限制采矿排水量，对矿山工业污水和生活污水进行单独处理，并建立长期的地下水水质监测网点，以便及时的发现问题并解决问题，此外还可以利用地下水回灌、强化用水管理等手段，以达到控制地下水水质恶化及治理的最终目的。