張朝輝

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅小柳溝礦區(qū)位于我國(guó)甘肅省祁連山東部的小柳溝地區(qū)，礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源極其豐富，其中包括鎢、鉬、鐵、錳、鋅等金屬資源，是我國(guó)重要的多金屬成礦帶，因此甘肅小柳溝礦區(qū)一直以來(lái)都是找礦工作重點(diǎn)開(kāi)展對(duì)象，由于其鎢礦和鉬礦產(chǎn)資源較多，并且具有良好的開(kāi)采條件，所以甘肅小柳溝礦區(qū)鉬礦和鎢礦找礦引起了高度的重視，甘肅小柳溝礦區(qū)鎢鉬礦之間的成因以及地質(zhì)特征相關(guān)研究受到廣泛重視。目前，通過(guò)總結(jié)多次甘肅小柳溝礦區(qū)地質(zhì)勘查資料，已經(jīng)明確了甘肅小柳溝礦區(qū)成礦地質(zhì)條件以及控礦因素等，了解到甘肅小柳溝礦區(qū)具有較好的找礦信息，但是由于甘肅小柳溝礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，水工環(huán)地質(zhì)勘查具有一定的難度，雖然前后實(shí)施過(guò)相關(guān)的水工環(huán)地質(zhì)施工，但是取得的研究成果有限，至今沒(méi)有明確甘肅小柳溝礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征，這為甘肅小柳溝礦區(qū)開(kāi)采工作增加了較高的難度，為此提出甘肅小柳溝礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征研究。

1 甘肅小柳溝礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征

1.1 甘肅小柳溝礦區(qū)氣象特征

甘肅小柳溝區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，平面上整體呈現(xiàn)網(wǎng)狀展布，主溝谷呈北東～南西向分布，流向北東，流量2.016l/s。主溝谷兩側(cè)山坡沖溝發(fā)育，枯水季節(jié)多為干谷。礦區(qū)北東部外圍直距2.5公里處有河流自南向北蜿蜒流過(guò)，年平均流量約1920噸/天，在甘肅小柳溝南西部（距礦區(qū)16公里）注入黃河，區(qū)內(nèi)氣候?qū)俦迸瘻貛ШＱ笮图撅L(fēng)氣候區(qū)，年降雨量為2034.4mm，常見(jiàn)降雨較少，氣候?qū)儆诟珊蛋敫珊禋夂颉?/p>

1.2 甘肅小柳溝礦區(qū)含水巖組地質(zhì)特征

甘肅小柳溝礦區(qū)含水巖組分為碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙含水巖組、侵入巖火山巖類(lèi)裂隙含水巖組。碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙含水巖組又包含基巖風(fēng)化帶裂隙弱富水含水巖組和基巖裂隙極弱富水含水巖組，基巖風(fēng)化帶裂隙弱富水含水巖組主要由砂質(zhì)頁(yè)巖、英安玢巖的風(fēng)化蝕變巖石組成，在礦區(qū)地表廣泛分布，該巖組巖石富水性主要受風(fēng)化～構(gòu)造裂隙及地層巖性控制[1]。裂隙產(chǎn)狀以北西西、北東走向?yàn)橹?，發(fā)育深度小，英安玢巖較砂質(zhì)頁(yè)巖的風(fēng)化帶發(fā)育深度大，最深為44.10m，埋深多為10m～20m，空間分布形態(tài)基本與地形形態(tài)一致，富水性弱～極弱[2]。在剖面上含水巖組呈似層狀（局部殘坡積層下伏隔水帶），平均厚度15.51m（局部含浮土層厚度），地表面裂隙率1.32%～1.75%，裂隙呈微張～張開(kāi)狀，為泥質(zhì)、鐵質(zhì)充填堵塞，弱富水，透水性強(qiáng)；基巖裂隙極弱富水含水巖組由礦區(qū)風(fēng)化帶以下砂質(zhì)頁(yè)巖組成，由于巖層產(chǎn)狀較陡，巖層厚度不夠均勻，承壓性較弱，部分鉆孔未見(jiàn)承壓水含水帶。鉆孔施工鉆進(jìn)時(shí)常表現(xiàn)為水位上升，孔隙連通性差。富水性極弱。

侵入巖火山巖類(lèi)裂隙極弱富水含水巖組由英安玢巖及巖體外圍受輕微礦化、蝕變作用的砂質(zhì)頁(yè)巖組成。該巖組堅(jiān)硬，完整，局部受斷裂構(gòu)造影響，夾薄層透鏡狀基巖裂隙極弱富水含水巖組[3]。該巖組產(chǎn)狀穩(wěn)定，厚度大，施工鉆孔所揭露的最大厚度達(dá)318.70m，平均厚度為134.08m，鉆孔揭露該巖組孔內(nèi)水位上升，少量返水，富水性極弱。礦體主要賦存于該巖組的英安玢巖中。

1.3 甘肅小柳溝礦區(qū)地表水及地下水運(yùn)動(dòng)特征

甘肅小柳溝礦區(qū)以往的勘探工作中未開(kāi)展針對(duì)地表水、地下水的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)觀(guān)測(cè)。2015年由華冶局綜合地質(zhì)大隊(duì)承擔(dān)的《甘肅小柳溝礦區(qū)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)》項(xiàng)目中，對(duì)礦區(qū)內(nèi)3個(gè)水文地質(zhì)觀(guān)測(cè)孔、2個(gè)民井以及礦區(qū)內(nèi)河流進(jìn)行了為期1年的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)觀(guān)測(cè)。觀(guān)測(cè)記錄顯示，全年降水主要集中在6～8月，另在5月、10月?lián)Q季時(shí)各有一段連續(xù)降雨時(shí)間，故5月～10月是礦區(qū)的豐水期，11月～次年4月為枯水期，具體如下圖所示。

從圖1可知，甘肅小柳溝礦區(qū)受大氣降水影響較明顯且敏感，大氣降水開(kāi)始24小時(shí)內(nèi)即可觀(guān)測(cè)到水位上漲，水量增大。天晴后，流量明顯下降。2015年觀(guān)測(cè)到最大流量約為3410噸/天，最小流量約為800噸/天。全年未見(jiàn)河水干涸。地下水水位主要受地形控制。3個(gè)水文地質(zhì)觀(guān)測(cè)孔觀(guān)測(cè)的均是基巖裂隙水水位，2個(gè)孔位于山坡，水位在孔口以下3m～5m左右，1個(gè)孔在山谷，水位平井口。2個(gè)民井觀(guān)測(cè)的是第四系潛水水位，水位通常在井口以下3m左右，全年變化幅度在1m以?xún)?nèi)，受大氣降水影響，影響卻敏感，降水24小時(shí)內(nèi)即可觀(guān)測(cè)到水位上漲。

根據(jù)以上水工環(huán)地質(zhì)資料，分析地表水及含水巖組間水力聯(lián)系如下：礦區(qū)內(nèi)河流于礦區(qū)東側(cè)自南向北流過(guò)，切割砂質(zhì)粘土層，河床質(zhì)為卵石，下部有亞粘土夾碎石層，厚度2m左右，透水性好。由此推測(cè)礦區(qū)內(nèi)地表水與第四系含水巖組的水力聯(lián)系較密切。但又因礦區(qū)內(nèi)河流域是區(qū)內(nèi)海拔至低地帶，故二者的水力聯(lián)系可能主要是第四系含水巖組地下水補(bǔ)給礦區(qū)地表水。第四系松散巖類(lèi)孔隙含水巖組主要分布在甘肅小柳溝礦區(qū)的西南部和中部，空間分布比較分散，巖性為第四系沖、洪積之砂礫石層和砂質(zhì)亞粘土，接近河谷地帶常具二元結(jié)構(gòu)，含水巖組上部分為砂質(zhì)頁(yè)巖，厚度為0.5m～2m，不含水；含水巖組下部為亞粘土，厚2m～5m，富水性弱。另在農(nóng)田地帶分布有粘土層，持水性好，透水性差，但因其面積較小，分布不均，不具有區(qū)域上的隔水能力，故該巖組總體透水性較好，與下伏地層水力聯(lián)系密切。

基巖裂隙含水巖組主要由淺部的基巖風(fēng)化帶和深部的碎屑基巖組成?；鶐r風(fēng)化帶巖性是砂質(zhì)頁(yè)巖、英安玢巖的風(fēng)化蝕變巖石組成，地表面裂隙率1.32%～1.75%，裂隙呈微張～張開(kāi)狀，為泥質(zhì)、鐵質(zhì)充填堵塞。弱富水，透水性強(qiáng)。碎屑基巖由新鮮的砂質(zhì)頁(yè)巖組成，鉆孔揭露最大厚度230.96m，平均厚度121.91m，承壓性弱。巖層順層裂隙較發(fā)育，裂隙率可達(dá)10條/米，由于巖層產(chǎn)狀較陡，故裂隙產(chǎn)狀同時(shí)較陡，中軸角平均在20°～30°之間。由于裂隙發(fā)育情況判斷，巖組的透水性較好，但由于區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，致使該巖組的空間分布極不均勻、不連續(xù)，呈透鏡狀為主。侵入巖的透水性差，為相對(duì)隔水層。因此導(dǎo)致含水巖組的總體透水性并不好，鉆孔施工鉆進(jìn)時(shí)常表現(xiàn)為水位上升。因此可見(jiàn)，基巖裂隙含水巖組本身的透水性普遍較好，含水巖組之間的水力聯(lián)系密切，但受到侵入巖的影響，加之含水巖組的富水性弱、極弱，導(dǎo)致整個(gè)礦區(qū)范圍內(nèi)的總體水力聯(lián)系并不十分暢通。

1.4 甘肅小柳溝礦區(qū)地下水的補(bǔ)、徑、排條件

地形因素是控制甘肅小柳溝礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件的主要因素。甘肅小柳溝礦區(qū)地下水分水嶺與地表分水嶺基本一致，即北西端點(diǎn)向南蜿蜒向山脊延伸。受含水巖組的發(fā)育形態(tài)（裂隙產(chǎn)狀）控制，甘肅小柳溝礦區(qū)地下水總體流向?yàn)槟蠔|、北東，以不明顯的泉水形式排泄于溪溝，因此基巖裂隙水的補(bǔ)給區(qū)、逕流區(qū)、排泄區(qū)不盡一致，排泄區(qū)少數(shù)在礦區(qū)外圍。

1.5 甘肅小柳溝礦床充水因素

如前文所述，甘肅小柳溝礦區(qū)地貌屬丘陵，地形是一個(gè)西高東低、西窄冬寬的簸箕形地帶，地形坡度20°～38°。區(qū)內(nèi)溪溝較發(fā)育，山谷眾多，但多數(shù)時(shí)間為干谷。

區(qū)內(nèi)村莊附近有幾處小型灌溉水庫(kù)（塘），為大氣降水的儲(chǔ)水體，庫(kù)容較小，枯水季節(jié)幾乎干枯。底部多數(shù)為水泥砌筑，且所處位置多在農(nóng)田附近，地層巖性多為隔水性能較好的粘土。因此，水庫(kù)（塘）對(duì)礦床充水無(wú)影響。礦區(qū)東部的河流距離礦區(qū)2.5公里，切割砂質(zhì)粘土層，河床質(zhì)為卵石，下部有亞粘土夾碎石層，厚度2m左右，透水性好。甘肅小柳溝礦床圍巖整體走向?yàn)槲飨驏|，加之含水巖組的富水性弱、極弱，導(dǎo)致整個(gè)礦區(qū)范圍內(nèi)的總體水力聯(lián)系并不十分暢通。因此，含水巖組的水文特征一定程度上阻礙了礦區(qū)地表水對(duì)礦床的充水。綜上所述，甘肅小柳溝礦床的充水因素簡(jiǎn)單，屬于水量極弱的基巖裂隙水向礦床直接充水的簡(jiǎn)單礦床。

2 結(jié)束語(yǔ)

甘肅小柳溝礦區(qū)作為國(guó)內(nèi)主要的鎢鉬成礦區(qū)，具有良好的開(kāi)采前景，本文對(duì)甘肅小柳溝礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征進(jìn)行了研究，明確了礦區(qū)水文地質(zhì)特征，對(duì)甘肅小柳溝礦區(qū)開(kāi)采提供了有利的數(shù)據(jù)依據(jù)，有利于促進(jìn)甘肅小柳溝礦業(yè)發(fā)展。由于此次研究時(shí)間有限，本文僅對(duì)甘肅小柳溝礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征進(jìn)行了研究，研究?jī)?nèi)容還不夠完善，今后會(huì)對(duì)甘肅小柳溝礦區(qū)成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律以及開(kāi)采依據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。