阿克塞县萨尔哈布塔勒蓝晶石矿水工环地质特征分析

摘要：萨尔哈布塔勒蓝晶石矿位于阿克塞哈萨克族自治县，地处阿尔金山中段北坡，属大陆性高山寒冷气候。结合实践分析阿克塞县萨尔哈布塔勒蓝晶石矿水工环地质特征，希望能为区内开展有关工作提供借鉴。研究表明，矿区主要充水来源为顶、底板基岩裂隙水，主要工程地质问题是坍塌、掉块，区内无重大污染源和其他环境地质隐患，矿区地质问题以工程地质问题、环境地质问题为主，开采技术条件属于中等。

关键词：水文地质；工程地质；环境地质；阿克塞县

中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：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

随着社会经济的发展以及国家资源储备的发展需要，对矿区勘查提出了新的要求。而在矿产资源普查与勘探中，矿区水工环地质工作是重要的勘查内容。水工环地质主要由水文地质、工程地质与环境地质

3个部分组成。搜集水工环地质资料是开采矿区资源的重要条件。主要探究甘肃省酒泉市阿克塞哈萨克族自治县阿尔金山中段北坡水工环地质工作，可为后续区域内矿区开展工作提供借鉴。

1 矿区概况

矿区位于甘肃省酒泉市阿克塞哈萨克族自治县阿尔金山中段北坡。地形属高山构造剥蚀地形，总体地势北高南低，山势陡峻，海拔为3 800～4 900 m，地形切割强，相对高差为100～1 000 m，最低侵蚀基准面为3 700 m。山头呈尖圆形，山脊呈长条形，坡度为30°～40°。基岩裸露，表层风化中等至强烈，在山坡坡脚、冲沟两侧分布有厚度不大的残坡积物[1-2]。

矿区属典型大陆性高原寒冷气候，多年平均气温为10 ℃，多年平均降水量为150 mm，年平均蒸发量为2 486 mm，多年冻土深度为1.5 m。矿区地震烈度为Ⅶ～Ⅷ度，地震动峰值加速度为1.47～1.96 m/s2，属高强度地震区。

矿区地处塔里木板块和祁连板块分界线上[3]。以阿尔金走滑断裂为界，北部属塔南地层分区，南部属中祁连地层小区，出露的地层以太古宇-古元古界敦煌岩群变质岩、蓟县系花儿地组变质岩以及第四系松散岩为主[4]。区内构造较发育，以阿尔金断裂带为主，其次为在阿尔金断裂影响下的次生断裂[5]。

石榴蓝晶二云石英片岩是矿区的赋矿岩层，白云石大理岩和石英岩则为矿体围岩。区内共有7条蓝晶石矿体，矿体形态简单且延伸稳定，表现为层状、似层状、透镜状。矿体总体走向为北西～南东，倾角为45°～73°。矿石自然类型为深灰色石榴蓝晶二云石英片岩型矿石，主要矿物为蓝晶石、铁铝榴石、蓝晶石、黑云母、白云母、磁铁矿以及磁黄铁矿。矿床成因类型为高铝黏土矿物在区域高级变质作用下形成的蓝晶石矿床。

2 水文地质

矿区在区域水文地质单元中处于阿尔金山北坡，主要由太古宇-古元古界敦煌岩群变质岩、加里东期和华力西期火成岩组成，强烈且频繁的构造运动构成地下水储存的空间条件。地下水主要赋存于基岩裂隙，一般形成潜水含水层或充水带，局部充水带为承压含水带。矿区地下径流条件较好，地下水在重力作用下沿基岩裂隙由高向低运动。大气降水和冰雪融水，一部分沿裂隙渗入直接补给地下水；一部分形成沟谷径流，在径流过程中大部分水下渗补给地下水。

2.1 地下水赋存分布特征

矿区地下水类型较为单一，以基岩裂隙水为主，仅在部分宽大沟谷地段分布少量沟谷孔隙潜水。基岩裂隙水主要赋存于太古宇-古元古界敦煌岩群变质岩和华力西期中性侵入岩风化裂隙及构造裂隙，岩石裂隙发育极不均匀，裂隙发育程度随深度增加而减弱，一般裂隙含水微弱，推测单井涌水量小于100 m3/d。水质较差，矿化度一般为3～5 g/L，属SO4-Cl·Na-Ca型水。

按地下径流模数，可将矿区地下水富水等级划分为强富水、中等富水、弱富水3个等级。

强富水的地下径流模数大于3 L/（s·km2），分布于矿区东部，海拔多在4 000 m以上。出露泉4处，均为下降泉，单泉流量一般为1.00～2.10 L/s，实测沟谷径流量为3.246～5.518 L/s，水质较好，矿化度为0.308～0.400 g/L。

中等富水的地下径流模数为1～3 L/（s·km2），分布于矿区中部。出露泉13处，均为下降泉，单泉流量为0.08～0.61 L/s，实测沟谷流量为0.325～0.794 L/s，水质较好，矿化度为0.360～0.550 g/L。

弱富水的地下径流模数小于1 L/（s·km2），分布于矿区西部，多为干沟谷，仅出露泉1处，为下降泉，单泉流量为0.221 L/s，实测沟谷径流量为0.221 L/s，水质较好，矿化度为0.754 g/L。

2.2 地下水补径排条件

矿区地下水主要接受大气降水及其所形成的洪流入渗补给。地下水的运动和排泄严格受地形、地貌、构造及岩石透水性控制，地下水运动总方向与地形基本一致，主要汇集于沟谷一带，向下游排泄。地下水排泄方式主要有地下径流、泉水溢出及蒸发等[6]。

2.3 矿床充水因素分析

矿床属裂隙充水矿床，以顶、底板直接充水为矿床充水方式。充水水源主要为大气降水，其次为基岩裂隙水，主要充水途径为基岩裂隙及构造断裂带。主矿体埋藏在当地侵蚀基准面之上，地形利于地下水自然排泄。矿体及其围岩中赋存的基岩裂隙水（含构造裂隙水），可能会威胁矿山井下开采，但因其补给来源不足，以静储量为主，排疏并不困难。雨季，井巷工程应采取必要的防排水措施，严禁雨水从井口倒灌井巷内。

2.4 矿区供水水源分析

矿区南部萨尔哈布塔勒沟有季节性流水，一般5—9月有水，其余月份基本干枯。季节性流水实测流量为5.518 L/s，水质较好，矿化度为0.390 g/L，属淡水，适宜作为矿区生产和生活用水的补充水源。但在枯水月份，需在青石沟、梧桐沟、柳城子沟一带寻找可利用的地表水及地下水。

3 工程地质

3.1 工程地质特征

矿区地处阿尔金中～高山工程地质区，红柳沟坚硬～较坚硬工程地质亚区。与矿床开采较为密切的工程地质岩组有较坚硬石英片岩、较坚硬白云石大理岩、较坚硬石英岩。赋矿岩石为石榴蓝晶斜长二云石英群片岩，受区域构造挤压和蚀变影响，岩石片理化发育，岩石质量等级为Ⅳ～Ⅴ级。矿体围岩为白云石大理岩、石英岩，岩石质量等级为Ⅱ～Ⅲ级。岩体整体质量为差～极差。结构面对岩体的稳定性和完整性影响较大，在构造破碎带及其两侧，岩石裂隙发育，完整程度变低，岩体质量等级较低。因此，在坑道掘进或采矿过程中，要加强支护，以免引发掉块、坍塌、冒顶等不良工程地质问题。

3.2 工程地质评价

矿体围岩岩性主要为白云石大理岩、石英岩，岩石半坚硬～坚硬，分布稳定，力学强度较高。矿区岩体变形特征以弹性变形为主，塑性变形为辅，对危害岩石整体稳固性影响不大。对矿床开采不利的影响因素主要为构造节理裂隙发育和岩体的风化蚀变特征。遇风化、蚀变带、软弱夹层或小断裂时，岩体强度明显降低，可能产生拗折或出现局部坍塌、掉块现象。岩石软化性较强，井巷开拓时必须注意排水和因地下水渗透压力引起的各种问题。

3.3 矿床开采方法建议

矿区矿体总体走向为北西～南东向，矿体形态简单，主要呈陡倾斜的层状、似层状、透镜状产出，矿体延伸稳定。矿床出露位置高，地形坡度较大，地形有利于排水，雨季降水形成的洪流可快速排出区外，对矿床开采造成的影响较小。矿床适于露天和地下开采，平巷掘进也有很好的地形条件。矿体顶底板岩石较稳固，矿石坚硬致密，夹石少，矿体与围岩呈渐变关系。

4 环境地质

4.1 环境地质特征

矿区位于阿尔金中高山区，但距雪线和冰川较远，植被覆盖较差，植被低矮稀疏，发育不良，岩石裸露。矿区远离城镇，人烟稀少，周边不存在自然保护区、旅游景区及文物景点。矿区内由于探矿工程施工修路，对地形地貌和当地生态环境造成一定影响，但影响程度较轻。矿区内尚未发现滑坡、泥石流等不良地质灾害，仅在冲沟沟脑附近，因地势高亢陡峻，岩石风化强烈，崩塌（倒石堆）较为发育，部分已经堵塞沟谷。然而，崩塌总体规模不大，危害小，对采矿活动影响小。矿区未来采矿可能会改变矿区原生地形地貌景观，但对地质环境破坏和影响程度较轻。矿区内无热害、无重大污染源，矿坑排水可能会对地下水体产生影响。未来，矿床开采产生的矿石、废料及尾矿的堆放等可能会对周围地质环境造成一定的影响。

4.2 环境保护工作建议

合理规划和选择矿石、废料及尾矿等生产废物的堆放场地，尽可能减少环境污染风险，谨防发生次生地质灾害。

5 结论

矿区地下水类型以基岩裂隙水为主，裂隙含水微弱，推测单井涌水量小于100 m3/d，水质较差，矿化度一般为3～5 g/L，属SO4-Cl·Na-Ca2+型水。矿床充水方式为顶底板直接充水的矿床，属裂隙充水矿床，充水来源为基岩裂隙水及大气降水。矿区地下水补给来源有限，对矿山井下开采造成的威胁较小。矿区供水可利用矿区南部萨尔哈布塔勒沟季节性流动的淡水。矿区矿体形态简单，矿体延伸稳定，矿体围岩岩石质量等级为Ⅱ～Ⅲ级，矿体岩石质量等级为Ⅳ～Ⅴ级，总体岩石质量、岩体质量为差～极差。在矿山开采时，可能出现局部坍塌和掉块现象。矿区远离城镇和自然保护区，附近无旅游景区、文物景点，无人烟分布。矿区未发现滑坡、泥石流等不良地质灾害。矿区岩石风化强烈，崩塌（倒石堆）较为发育，但总体规模不大，危害小。综合分析，矿区以工程地质、环境地质问题为主，开采技术条件中等。矿床适于露天和地下开采。

参考文献

1 火军昌，李锁成，王多海.甘肃省阿克塞哈萨克族自治县萨尔哈布塔勒蓝晶石矿普查报告[R].酒泉：甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，2013.

2 惠剑宁，胡小春.萨尔哈布塔勒蓝晶石矿普查报告[R].酒泉：甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，2008.

3 甘肃省地质局地质力学区域测量队.1∶20万多坝沟幅区域地质调查报告[R].兰州：甘肃省地质矿产勘查开发局，1978.

4 甘肃省地质矿产局.甘肃省岩石地层[M].武汉：中国地质大学出版社，1997：2-5.

5 火军昌.甘肃省萨尔哈布塔勒蓝晶石矿成矿背景浅析[J].甘肃科技，2015（10）：10-11.

6 高 山.甘肃省边沟矿区水文地质特征浅析[J].世界有色金属，2020（22）：170-171.