青海五龙沟矿区水文地质评价

2023年 7月上 世界有色金属127
水文地质
H ydrogeology
青海五龙沟矿区水文地质评价
杨永甜1，俞国平2
（１．青海省第一地质勘查院，青海　海东　８１０６００；２．青海省第六地质勘查院　都兰金辉矿业有限公司，青海　都兰　８１６１００）
摘 要：
随着我国社会经济的快速发展，对矿产资源的需求量不断增多，在各类化石能源的开采过程中，可对生态环境造成严重破坏，并直接威胁到人类社会的可持续发展。

矿产资源开采力度越来越大，通过对矿区水文地质条件进行勘查，合理评价地质环境，可为矿产资源开采方案的制定提供参考，提升开采方式的合理性，避免对生态环境造成严重破坏。

对此，本文首先对矿区地质勘查中水文地质评价的重要作用进行介绍，然后选择青海五龙沟矿区作为研究对象，对水文地质评价方式进行详细探究。

关键词：
矿区；地质勘查；水文地质中图分类号：ＴＤ１６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０２３）１３－０１２７－３Hydrogeological evaluation of Wulonggou mining area, Qinghai
YANG Yong-tian 1, YU Guo-ping 2
（１．Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｆｉｒｓｔ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，　Ｈａｉｄｏｎｇ　８１０６００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｄｕｌａｎ　Ｊｉｎｈｕｉ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｉｘｔｈ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｄｕｌａｎ　８１６１００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｓｏｃｉａｌ　ｅｃｏｎｏｍｙ，　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　
ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｆｏｓｓｉｌ　ｅｎｅｒｇｙ，　ｉｔ　ｃａｎ　ｃａｕｓｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｄａｍａｇｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｔｈｒｅａｔｅｎ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｓｏｃｉｅｔｙ．　Ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，　ｉｔ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，　ａｎｄ　ａｖｏｉｄ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｄａｍａｇｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｒｅｇａｒｄ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｆｉｒｓｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ，　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｓｅｌｅｃｔｓ　ｔｈｅ　Ｗｕｌｏｎｇｇｏｕ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ｉｎ　Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Keywords: ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ；　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ；　Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ
收稿日期：
２０２３－０４作者简介：
杨永甜，女，生于１９９３年，汉族，青海湟中人，本科，助理工程师，研究方向：水文与水资源工程。

在对矿区开展水文地质勘查时，需对矿区所属类型进行全面分析，科学评价水文地质对整个矿山地质构造所产生的影响，根据勘查所得信息，对矿区有可能出现的各种状况进行预测，针对开采过程中可能发生的各种问题，需编制出针对性的预防方案，保证开采作业能够顺利开展。

在矿区勘查中，容易忽视水文地质的特殊性对开采矿产资源造成威胁，而部分矿区岩层内中水文地质情况较为复杂，如果勘查不全面，没有高度重视水文地质勘查工作，则会使得矿产资源开采过程中发生安全事故，因此，对矿区开展水文地质评价意义重大。

1 矿区地质勘查中水文地质评价的意义
在矿产资源开采过程中，水文地质评价发挥了关键的作
用，在项目工程建设前，应对矿区以及周围环境进行全面地质勘查，掌握矿区地貌特征和地质环境，合理预测有可能会发生的地质灾害，并根据具体状况进行综合评价，为矿产开采提供可靠依据。

在水位的变化过程中，通常会受到各种因素的影响，在矿产资源的开采作业中，矿区周围地质的稳定性和耐久性通常会受到水文地质的影响，这就导致开采作业的难度显著增加。

因此，在矿产资源的开采过程中，应当合
理应用各种先进技术，可矿区的水文地质环境进行详细勘查，进而全面掌握该矿区的水文特点，并实施针对性的处理措施，在最大程度上减少地下水的腐蚀作用，避免对矿产资源的顺利开采造成不良影响[1]。

2 矿区水文地质勘查现状
在对矿区进行水文地质勘查时，首先需确定完善的勘查流程，首先确定勘查对象，然后选择适宜的勘查方式，获取完善的勘查资料，并进行合理评价分析，矿区水文地质勘查工作流程见图1。

近几年，我国矿产资源的开发力度不断增强，使得水文问题和地质环境问题越来越突出，比如，东部区域频频发生水灾，而西部区域则存在水源短缺的问题，可直接影响到我国矿产领域的未来发展方向。

国内矿区的水文地质勘查具体情况如下：
第一，水文地质勘查不全面。

我国地缘辽阔，矿产资源分布较为分散，例如，北方区域矿区较多，矿产资源占比达到90%，然而，地下水资源则只占全国总量的30%。

在上世纪九十年代中期之后，在各类复杂因素的影响下，全国各地区的水文地质勘查作业基本处于停止状态，水文地质勘查滞后，在矿产资源开采中缺乏相关依据作为参考。

第二，在对矿井防水治水时，通常会出现突水的情况。

尤其是在国内中东部区域内的矿区，这一问题较为明显，由于该地区地质松软，并且土壤水分较多，因此容易造成突水的情况。

如果发生这种问题，则会提升煤矿资源的开采难度，随着我国消耗的资源不断增多，使得矿井的深度也在持
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续上升，开采难度逐渐变大，同时还容易引发水灾，造成这种问题的主要原因在于没有对矿井防水方面加以关注，特别是对于部分遗弃的矿井，由于长时间未采取有效的防水措施，容易造成水窖积水的问题。

第三，水文地质勘查工作质量有待提升。

在矿区矿产资源的开采过程中，地下水资源的影响比较大，然而，在国内很多矿区资源开采中，未对地下水勘查作业加以注重，同时所投入的相关设备也较少，难以有效提升水文地质勘查作业的质量和效率，并可直接对开采作业产生一定影响。

对此，应对矿区水文地质勘查作业过程进行全面控制[2]。

图1 矿区水文地质勘查工作流程
3 矿区水文地质评价的流程
在对矿区水文地质进行勘查时，需开展测绘、试验、评价分析等等。

其中，测绘指的是将具有相应比例尺地质图作为底图，然后通过对绘制面、点、线的观测和记录，可对出现的各种问题进行调查、处理，同时也可将地形图作为底图，据此开展水文地质勘查和测绘。

在对矿区进行物理勘探时，可采用多种勘探方式，包括放射线法、电法勘探、电磁波法等。

由于物理勘探有着较强的适应性与针对性，因此，与其他勘探技术相比具有明显优势。

在水文地质测试中，主要涉及到的内容有钻孔抽水测试、压水测试、抽水测试等，其中，钻孔抽水测试的应用最为常见。

在试验过程中，需对岩土样本进行检测，并其对力学功能、化学性能等方面实施详细分析，而在水文地质勘查中，需对土样进行化学分析、物理分析，同时还应对水样实施细菌检测，化学性质测定，并将获取到的数据信息进行总结，以此为依据绘制水文地质评价报告[3]。

4 青海五龙沟矿区水文地质评价
4.1 区域水文地质概述
该作业区位于柴达木盆地南缘中高山地区，地下水由大气降水补给。

由于区域属于干旱性气候，降水量稀少，因此，地下水源未能得到充分补给。

该矿区为强抬升区，在盆地最边缘位置，地质条件为厚度较大的松散堆积层，而岩性以砂砾卵石为主，可为地下水提供天然的赋存环境，含水层厚度较大。

山前洪积扇地区地下水资源丰富，并且含水介质具有较强的渗透性特征。

在该山区中，大多数河谷属于峡谷，在山区河谷中，潜水分布规模较小，并且水量较为稀少，每井涌水量不超过100m3/d。

4.2 矿区水文地质
4.2.1 矿区水文及最低侵蚀基准面
作业区北面距离盆地边缘为7km左右，南面则距离分水岭流域20km~40km左右。

在矿区西边，水闸东沟区域为五龙沟流域，其总体面积为8km2左右，石灰沟流域的面积为22km2。

在水闸东沟中，其侵蚀基准面的标高为3200m，而在石灰沟流域中，其侵蚀基准面的标高为3120m，另外，该矿区主要矿体分布在基岩山区域，矿体的出露标高基本都超过侵蚀基准面，并且排水条件比较好。

4.2.2 矿区水文地质单元
矿区位于分水岭山坡区域，周围地形坡度较大，在降雨天气，雨水会顺岩石裂隙流入至河沟处，同时在矿区补给地下水源径流区域，并且该地区属于弱富水。

4.2.3 矿区地下水类型及主要含水层
通过对以往的水文地质调查结果进行分析，综合考虑地下水赋存条件、水动力、含水介质的特点，对于区内地下水，可划分为以下两种类型，分别是基岩裂隙水和河谷区第四系松散岩类孔隙水。

4.2.4 河谷区第四系松散岩类孔隙水
在该矿区中，呈带状主要分布于石灰沟、五龙沟、大面积支沟河谷区域。

而含水层为碎石堆积形成。

在五龙沟地段，其河谷地区谷宽为500m~800m左右，地下水位深度不超过5m，含水层的厚度为30m左右，其渗透数值则为30m/d~60m/d左右，每井涌水量为1000m3/d~5000m3/d 左右；另外，石灰沟、水闸东沟等宽度大约为15m~30m，而厚度则为1m~3m左右，并且水量贫乏，透水性和富水性均比较差。

地下水主要由降雨补给、基岩裂隙水补给、河水补给等，可沿着河谷流入至出山口位置处，为平原地区地下水提供补给。

由于谷山口没有地下水径流，因此，该区域地下水径流通畅，另外，由于补给丰沛，因此，水质优良，矿化度低于1.0g/L。

另外，在该区域沟谷底端分布着第四系松散岩类孔隙水，与此同时，在矿区中，矿体基本分布在基岩山区，因此，此种类地下水，不符合矿床的充水要求[4]。

4.2.5 基岩裂隙水
在该矿区中，含水层岩性属于元古界变质岩和中生代侵入岩期次，地下水为冰雪融化和雨水补给。

由于该矿区位于柴达木盆地最边缘位置，气候比较干燥，降水量极少，因此，地下水很难得到有效补给。

对于基岩裂隙水，可根据结构特征和赋存岩石性质划分为两种类型，具体包括层状基岩裂隙水以及块状基岩裂隙水。

4.3 地下水补给、径流及排泄
4.3.1 松散岩类孔隙水补径排特征
基本是通过大气降水渗透补给，也可通过基岩裂隙水与碎屑岩裂隙水的侧向进行补给，地下水沿着坡面，以从高往低的顺序流动，最后排入沟谷内的河道中。

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4.3.2 碎屑岩裂隙水补径排特征
碎屑岩中的地下水基本由大气降水补给，也可通过上覆松散层和地表水补给。

在碎屑岩中，地下水径流环境不佳，并且循环交替较为缓慢。

另外，地下水沿着地形朝向低洼区域和河谷处发生径流。

4.3.3 基岩裂隙水补径排特征
在基岩裂隙水中，主要补给方式为大气降水，同时还可通过上层松散岩类孔隙水进行补给，在地下水循环中，其深度较浅，但是径流流速比较快，并且径流的路线比较短。

地下水径流一般沿着地形，可根据风化层而发生调整，地表水和地下水的分水岭大致相同，且多数为斜交或者水平周围冲沟，而径流方向主要是往山脊至冲沟处。

另外，地下水基本汇集到低洼区域往下降泉方式排放，并且降水量直接关系到其流量大小，随着四季变化而展示出滞后性特征，而水温的变化不大。

4.4 地下水化学特征
4.4.1 松散岩类孔隙裂隙水
这种类型的地下水补给方式包括降雨、基岩裂隙水、河水等，可沿着河谷径流，在到达出山口位置后，即可补给平原地区地下水。

由于谷山口没有地下水径流，因此，该区域地下水不仅径流通畅，且补给丰沛，水质优良，矿化度低于1.0g/L。

另外，在该区域沟谷底端分布着第四系松散岩类孔隙水，与此同时，矿体基本分布在基岩山区，因此此种类地下水无法为矿床提供补给。

4.4.2 基岩裂隙水
该矿区中，裂隙泉大多数为下降泉，地下水温度通常约为8℃，水质基本比较差，矿化度一般均超过1g/L，少数为半咸水，大多属于微咸水。

水化学种类基本属于Cl-Na型与Cl·SO4-Na。

在块状基岩裂隙水中，富水区域主要以蚀变接触破碎带和断层破碎带为主，同时是矿区中金成矿的关键区域，并且勘查区域中大多数矿体广泛分布在这片地区。

因此，块状岩类裂隙水完全符合矿区中矿床的充水水源要求。

4.5 矿坑涌水量
4.5.1 矿坑涌水量预测方法的选择
在此次作业中，未组织开展抽水试验，所有质勘探孔均是由坑道钻，并且钻孔口径比较小，为59mm左右，因此，难以开展钻孔抽水检测作业，同时，很难准确预测出矿坑内的涌水量。

由于没有相关数据信息，所以选择富水系数比拟法进行运算。

在对涌水量进行计算时，需在各个开采中段垂直处设计平硐，其长度和矿带一致。

KL=Q0/L0
其中，Q0指的是在某一时间段中，已勘探坑道所排出的水量，L0为相同时间段内勘探坑道的长度。

Q=KL×L
其中，Q指的是富水系数对新矿坑中的涌水量，L为新矿坑中的坑道长度，KL为勘探坑道中的坑道富水系数。

4.5.2 矿坑采掘系统
在青海省都兰县五龙沟地区，金矿资源矿坑采掘系统主要分布情况为红旗沟矿区、水闸东矿区、黑石沟矿区、黄龙沟矿区，其中，在黄龙沟矿区中，共有4条中段，具体包括3300、3330、3220、3450；而在水闸东矿区中，共有5条中段，具体包括3310、3320、3220、3160、3270；另外，在红旗沟矿区中，则有2条中段，包括3770和3730；在黑石沟矿区中，只有1条中段，为3490。

在对水闸东矿区中的3270和3320进行全面调查时，3320中段没有出现渗水情况。

5 矿区水文地质勘查与环境地质评价的发展趋势
5.1 全面重视并积极做好水文地质勘查工作
在开采矿区资源过程中，水文地质勘查工作十分重要，通过将勘查所得就结果作为依据编制矿产资源开采方案，不但能够提升开采作业效率，还可为矿产领域的稳定发展提供保障，因此，需对矿区中水文地质勘查作业加以注重。

但是，一些矿区基地规划不合理，由于地下水资源过多，通常会出现水害的情况。

对此，在开采矿产资源时，应根据该地区实际状况开展水文地质勘查与评价[5]。

5.2 调查与研究、管理与预测融合
首先，将研究和调查工作相结合。

在矿区环境地质评价中，需将地质条件调查获取的各项参数作为依据，在此期间，详细研究地质条件对开采矿产资源的影响，全面掌握这两者间的关联，并归纳总结出相关规律，推动矿产领域的可持续发展。

其次，将管理和调查相结合。

依据调查结果合理组织和协调各个管理工作，据此开展环境地质评价和水文地质勘查作业，综合分析在开采矿产资源过程中对生态环境的造成的影响，并依据相关调查数据详细分析和研究矿区内的矿井用水。

另外，对地下水进行联合调查，及时处理矿区水源严重短缺的情况，保护生态环境。

除此以外，需加强预测和调查工作。

水文地质勘查获取到的各种数据，能够真实的体现出矿区内具体水文地质状况，同时还可起到预测作用，因此，可有效避免发生安全事故。

6 结语
综上所述，在矿区矿产资源勘查中，水文地质勘查直接影响矿产资源开采的顺利开展。

依据本文实例进行分析，在对该矿区开展水文地质勘查工作时，所属类型为Ⅱ-2型，为中等型矿床，该矿区共有两种类型地下水，分别是基岩裂隙水与第四系松散岩类孔隙水，矿层基本位于基岩裂隙含水层内，并且两者之间没有隔水层，矿坑内的水的来源有顶板水和底板水两种，而矿坑充水形式则为直接进水。

通过对矿区水文地质进行勘查分析，可为矿产资源开采方案的制定提供可靠依据。

[1] 徐英明，李惠纯，颜伟裕，成晟鑫.湖南新邵县谢家山金锑矿区水文地
质特征分析[J].国土资源导刊，2020，17（04）：30-35.
[2] 吴琳伟，查芳.江西小东坑矿区水文地质工程地质特征分析[J].世界有
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[4] 廖黎明，张亚亮.元山子钛铁矿矿区水文地质特征分析[J].四川地质学
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[5] 唐林波，邓亮明，李二涛.临武县塘官铺玉岭矿区水文地质特征分析[J].
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2023年 7月上 世界有色金属129。