水文地质与环境地质的地质构造研究

摘 要：水文地质、工程地质、环境地质勘查工作，目的是基本查明矿区水文、工程、环境地质条件，矿区地下水的补给、径流、排泄条件及各含水层之间的水力联系，分析矿床充水因素，预测矿坑涌水量，指出供水水源方向，评价矿层顶底板岩石的稳定性，评价地质环境，为矿山建设提供相关依据。着重分析水文地质与环境地质的地质构造。

关键词：环境地质 水文地质 地质构造

中图分类号：P64 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-118-02

1 水文地质

1.1 区域水文地质条件

区内地下水的埋藏与分布，主要受地质构造、岩性、地形地貌、古地理及气象条件等综合因素的影响与制约。

矿区处于低山区，海拔高程1380-1710m，相对高差100-300m，山势陡峻，切割较强烈，切割深度100-150m。矿区北部为一条较大的冲沟；矿区南部冲沟较发育，其规模不一、形态各异。

干旱、多风、降雨集中的气候条件，对大气降水渗入补给地下水极为不利，地下水只有在沟谷洼地和河谷平原及裂隙发育的山区才能获得较多的渗入补给。

区域内水系不发育，沟谷是干涸的，只在洪水季节成为地表水的排泄通道。

1.2 含（隔）水层

（1）含水层。区域内主要分布有第四系全新统松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水。

（2）隔水层。主要为分布在矿区中的岩体和岩脉，岩体和岩脉较完整，裂隙不发育，为隔水岩体或岩墙。

（3）透水不含水层。主要分布在区域内地形低洼地带，为第四系残坡积层，结构较松散，透水但不含水。

1.3 区域地下水的补给、径流及排泄条件

区内没有大的地表水体，所以地下水没有接受地表水补给的条件，因此区域地下水的主要补给来源为大气降水和地下水的迳流补给。由于地貌、构造、岩性等条件的不同，各地段地下水补给、迳流、排泄条件也不一。

山地区是地下水的主要补给区。由于山区长期遭受剥蚀，基岩，岩石风化破碎，裂隙发育，利于降水渗入，但是地形切割强烈，植被稀少，加之区内降水量少而集中，且多为暴雨形式的降水，地表流泄量很大，渗入补给地下水的水量较小，多以地表径流的形式排泄到区外，补给下游地下水或地表水体。

迳流区主要分布在山间沟谷地段，接受基岩裂隙水侧向入渗补给的沟谷砂砾石层潜水，逐步汇流于大沟谷，以潜流形式流向下游。

本区属干旱区，蒸发量大，而降雨量较小。因此蒸发排泄是本区的主要排泄方式之一，另外，地下水以迳流的方式排泄于区外、人畜的饮用及工农业用水也是本区地下水的排泄方式之一。

1.4 矿区在区域水文地质单元中的位置

矿区处于低山区，地势起伏较大，中部地势较高，南、北部地势低。最低点海拔高程为1387.60m，位于矿区西南部附近的召沟，最高点海拔高程为1718.5m，位于大白山。矿区位于区域水文地质单元中的补给、径流区。矿区最低侵蚀基准面位于矿区南部的召沟，标高为1387.60m。大部分矿于当地侵蚀基准面之上。

2 矿区水文地质特征

2.1 第四系全新统松散岩类孔隙潜水含水层

含水层分布在区内各沟谷洼地。由一套黄色、灰黄色砂、砂砾石、砂卵砾石组成，厚度一般3-10m左右，最厚可达20m。水位埋深一般5-8m，水量不大，分布不均匀。在矿区内的大白山沟、召沟等一些大的沟谷中，由于含水层厚度略厚，所以水量相对较丰富，据相关资料显示，这些地段单井涌水量一般在10-30m3/d，富水性较差。而其它小的支沟中含水层很薄，富水性更差，大多为透水不含水层。

通过水质分析结果，地下水中阴离子以HCO3-或HCO3-、SO42-为主，阳离子以Ca2+或Na+、Ca2+为主。地下水矿化度小于1g/L，水质较好。

2.2 块状岩类裂隙水

含水层主要分布在下元古界色尔腾山群、中元古代白云常合山序列、中元古界渣尔泰群以及各期侵入岩体中。下元古界色尔腾群岩性主要黑云斜长片岩夹薄层二云长石石英片岩及片状角闪磁铁石英岩；中元古界白云常合山序列岩性主要为蚀变花岗斑岩；中元古界渣尔泰群岩性主要为绢云石英片岩、石英岩、变质石英砂岩、变质不等粒长石石英砂岩、二云石英片岩。

由于矿区处于低山区，地形有利于自然排水，虽然裂隙发育，利于降水渗入，但是由于地形切割强烈，植被稀少，加之该地区处于干旱气候条件，降水量少而集中，暴雨形式的降水较多，降水一般以地表径流排泄为主，渗入补给地下水的水量较小，所以该含水层的富水性较弱。根据水文地质钻孔水质分析结果，地下水矿化度为>1g/L＼

根据ZK206和ZK104号水文地质钻孔提水试验结果，该含水层的渗透系数为0.0004-0.00055m/d。单井涌水量小于10m3/d。含水层的富水性较差，水量贫乏。地下水位一般埋深在20-30m。

2.3 地表水

区内地表水贫乏，河谷为干河谷，仅在洪水季节成为地表水的排泄通道。

3 环境地质

3.1 矿区环境地质条件

3.1.1 地形、地貌

矿区处于低山区，最低点海拔高程为1387.6m，位于矿区西南部附近的召沟，最高点海拔高程为1718.5m，位于大白山。矿区位于区域水文地质单元中的补给、径流区。矿区南部的召沟为矿区的最低侵蚀基准面，标高为1387.6m。

3.1.2 地层及地质构造

（1）地层。本区除沟谷分布的第四系冲洪积外，主要分布的是下元古界色尔腾山群、中元古代白云常合山序列、中元古界渣尔泰群以及各期侵入岩体。

（2）地质构造。区内属阴山构造带南缘的一部分，构造复杂，褶皱、断裂发育，由大型的断裂造成了较大的断块山，随构造断裂的形成亦有大量的岩浆侵入。新构造运动在本区不发育。

（3）地震。根据国家GB18306-2001规范，地震动反应谱特征周期为0.35，本区地震动峰值加速度为0.15g，对应地震烈度为7.5度。故本区属地震活动微弱地区。

（4）工程地质条件。矿区内未见软弱夹层和活动性断裂的存在，矿区岩石大多属半坚硬岩-坚硬岩，局部为软弱岩，为抗软化的岩石或具软化性的岩石。如按剥离物岩石抗压强度分类，各岩石抗压强度均大于15Mpa，属于硬岩类。通过上述分析，岩石完整程度为较完整，按结构类型划分属块状结构，故矿区的工程地质条件属块状岩类的简单型。

（5）水文地质条件。矿区为低山丘陵区，地势起伏较大。矿区内地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，水质较好，矿区基岩裂隙水富水性较弱，矿体与裂隙含水层直接接触，裂隙水沿风化裂隙和构造断裂带直接进入矿坑，造成矿床充水，是矿床充水的直接因素。地下水的补给条件差，水文地质边界简单，矿床是以裂隙含水层充水为主，水文地质条件简单的矿床。

（6）矿区环境地质类型。矿区内地广人稀，只有民稀疏分布的牧点，矿区附近无污染源，地下水水质良好，矿石和废石不易分解出有害组分，故确定矿区地质环境类型属第一类，即矿区地质环境质量良好。

（7）区域稳定性评价。矿区动峰值加速度小于0.15g，根据国家GB18306-2001规范，属地震活动微弱区，建筑物抗震设防烈度以7.5度进行设防。

3.2 矿区环境地质影响评价

矿区内地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，水质较好，均符合国家饮用水标准。基岩裂隙水主要分布在风化裂隙及构造裂隙中，静止水位普遍较高，第四系孔隙潜水主要分布在地势低洼的沟谷中，矿区开采后，若矿坑水和其它生产废水直接排放渗入到地下，将会使地下水受到污染。另外、矿石和废石的大量堆放，会在降水淋滤的作用下，污染水渗入到地下，使地下水受到污染。

因此，矿坑水及其它工业废水不应随意排放，应根据矿区地形地貌和水文地质条件，合理选择选矿厂和尾矿库的地址或采取有效的防护措施，对采矿排出的水和其它废水进行净化处理和回收利用，以免对地下水造成水质污染。

3.3 矿区地下水开采所造成的影响

矿山开采后需要一定的水量，随着矿山的进一步发展，日需水量将进一步加大。而矿区地下水资源和补给量均有限，故矿山在开发利用地下水资源时，应科学合理地布置井位和井距，避免过量开采引起区域地下水水位的持续下降，造成井、泉枯竭和地面塌陷的可能性。

3.4 土地植被影响的评价

随着矿山的开发，大量矿渣和矿石的堆放，将对区内的生态环境和植被造成影响和破坏，矿山投采后，应选择地势平坦较稳定处进行合理地堆放矿石和废石，使其尽量少的压覆植被。

综上所述，矿区水文与工程地质条件简单，环境地质良好，开采技术条件属简单类型，即Ⅰ类型。