胡 明

（招金礦業(yè)股份有限公司）

鹿兒壩金礦位于甘肅省岷縣秦許鄉(xiāng)，位于中緯度溫帶半濕潤(rùn)氣候和高寒濕潤(rùn)氣候的過(guò)渡地帶，是國(guó)家級(jí)綠色礦山及采選冶配套的黃金礦山企業(yè)，礦區(qū)累計(jì)探獲金金屬量已達(dá)26.89 t。礦區(qū)至縣城有縣鄉(xiāng)公路相通，路程15 km，交通便利［1-3］。大地構(gòu)造體系屬于秦祁昆造山系、秦嶺弧盆系、澤庫(kù)前陸盆地，屬秦嶺東西構(gòu)造帶西部腹地的南秦嶺斷裂構(gòu)造和中秦嶺斷裂構(gòu)造子帶［4-8］。2010 年8 月，甘肅省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院對(duì)該地區(qū)11.2 km2的范圍進(jìn)行水文地質(zhì)勘查。區(qū)內(nèi)地形切割劇烈，溝谷發(fā)育，地表水豐富。植被以草木為主，第四系覆蓋廣泛，只有零星基巖出露［9-11］。通過(guò)資料收集分析和野外調(diào)查，研究金礦的水文地質(zhì)情況，加深區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識(shí)并指導(dǎo)礦床的開(kāi)發(fā)利用［12-16］。

1 區(qū)域水文地質(zhì)

1.1 自然地理

岷縣地區(qū)位于中緯度溫帶半濕潤(rùn)氣候和高寒濕潤(rùn)氣候的過(guò)渡地帶，氣溫低，高寒陰濕，無(wú)霜期短，夏秋季氣候變化劇烈，四季不甚分明?？h域內(nèi)降水量分布不均，西南部和東部山區(qū)海拔高，且多為林地、沼澤、草原，植被覆蓋率較高，水源涵養(yǎng)條件好，空氣潮濕，年降水量大于700 mm；岷縣城區(qū)及鹿兒壩礦區(qū)等中西部地區(qū)植被覆蓋率相對(duì)較低，蒸發(fā)量大，年降水相對(duì)量偏少，為600～650 mm。礦區(qū)所在的秦許鄉(xiāng)5～9 月降雨量占全年降雨總量的78%以上，大雨（大于25 mm/d）年平均爆發(fā)次數(shù)為2.1 次（圖1），年平均蒸發(fā)量是1 203 mm，是降雨量的2 倍（圖2）。

區(qū)內(nèi)主要河流為馬燁河，屬黃河二級(jí)支流，自岷縣西南部的馬燁倉(cāng)流入，從礦區(qū)南側(cè)蜿蜒流過(guò)。徑流量年際間變化較大，年內(nèi)徑流量也不均勻。根據(jù)岷縣水文站記錄，馬燁河多年平均流量為1.57 m3/s，年平均最大流量為1.76 m3/s，年平均最小流量為0.69 m3/s，月平均流量最大的9 月流量為1.9 m3/s，月平均流量最小的2 月流量為0.74 m3/s；年徑流量為0.56×108m3/a。

1.2 地形地貌

岷縣地處青藏高原東南邊緣地帶，地勢(shì)總體西高東低，但鹿兒壩礦區(qū)則呈北高南低。礦區(qū)的最高點(diǎn)是大后溝東側(cè)的分水嶺，海拔2 837 m，最低點(diǎn)是簸箕溝表流入馬燁河處，海拔2 440 m，相對(duì)高差397 m。馬燁河河谷比較開(kāi)闊，谷底寬500～700 m，切割深度200～360 m，河床北岸發(fā)育有2 級(jí)階地。地貌單元分為侵蝕剝蝕中低山地形和河谷溝谷地形2類(lèi)。

1.3 地層巖性

礦區(qū)地層劃屬秦嶺地層，現(xiàn)按其時(shí)代新老和成因類(lèi)型分為第四系（Q）黑色碎石土、粉質(zhì)亞粘土、砂礫卵石、巖屑，第三系上新統(tǒng)（Ng）的紅色砂質(zhì)泥巖、褐紅色砂巖，三疊系中統(tǒng)（T2）的中厚層狀灰色粉砂巖、炭質(zhì)板巖、泥灰?guī)r（圖3）。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)位于澤庫(kù)前陸盆地的西段北緣，洮河復(fù)式向斜的北翼，北側(cè)毗鄰中秦嶺陸緣盆地。出露地層結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只有中三疊統(tǒng)第三組、第四系全新統(tǒng)。中三疊統(tǒng)第三組分布于整個(gè)礦區(qū)，是礦區(qū)的主要地層；第四系呈不規(guī)則帶狀，沿溝、谷分布。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)較發(fā)育，斷裂構(gòu)造按走向大致分為近東西向、北東向及北西向3 組。巖漿活動(dòng)不發(fā)育，僅發(fā)現(xiàn)數(shù)條寬2～5 m、長(zhǎng)20～200 m 的蝕變花崗閃長(zhǎng)玢巖脈，多沿近東西向斷裂帶侵入。

1.5 地下水特征

根據(jù)地形地貌和含水層巖性的特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)地下水分為松散巖類(lèi)孔隙潛水和基巖裂隙潛水兩大類(lèi)。根據(jù)賦存地點(diǎn)的不同，松散巖類(lèi)孔隙潛水又可分為兩類(lèi)：河谷松散巖石孔隙潛水和山體斜坡和殘余堆積層孔隙潛水。

河谷松散巖石孔隙潛水主要分布在馬燁河沖積平原，含水層巖性為第四系松散堆積的不同厚度的礫石和卵石層，其中，河漫灘和階地一般厚2～6 m，地下水位較淺，一般為0.5～1.0 m。這類(lèi)地下水主要接受河谷上游地下水流、山口后河谷地表水滲漏補(bǔ)給、大氣降水入滲補(bǔ)給和灌溉水補(bǔ)給，并以地下流動(dòng)的形式流向下游或河床方向，以泉水或暗流形式排泄、蒸發(fā)，人工采掘排泄較小。

山體斜坡和殘余堆積層孔隙潛水主要分布于山區(qū)斜坡地帶，透水不含水，透水層巖性為第四系殘坡積碎石，下伏基巖產(chǎn)狀相對(duì)平緩的地段起隔水作用，厚度較薄，一般為0.3～0.5 m，局部地段大于0.5 m，單泉流量為0.01～0.349 L/s。該類(lèi)地下水主要接受大氣降水滲入補(bǔ)給。受地形影響由高處向低處逕流，但逕流途徑很短，一般從分水嶺開(kāi)始往下60～70 m 即流出地表成泉并向溝中匯集。

基巖裂隙水主要賦存在基巖風(fēng)化裂隙、層間裂隙和構(gòu)造裂隙中（第三系上新統(tǒng)紅色砂質(zhì)泥巖、褐紅色砂巖宜賦存孔隙裂隙水）。該類(lèi)地下水的單泉流量洪季為0.176～0.44 L/s，枯季為0.018～0.08 L/s。它主要由大氣降水的滲透供給，經(jīng)短距離流動(dòng)后流出形成泉水。一部分則沿各種裂隙滲入深部轉(zhuǎn)化為基巖裂隙水。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)

2.1 水文與侵蝕基準(zhǔn)面

礦區(qū)地處低中山區(qū)，地表水系較發(fā)育。洮河水系一級(jí)支流馬燁河從礦區(qū)南側(cè)流過(guò)，屬常年有水河（溝）谷，由大氣降水、基巖裂隙水、溝谷地下潛流補(bǔ)給形成。每年6—9 月雨季地表逕流量較大，其他時(shí)間地表逕流量相對(duì)較小。礦區(qū)東側(cè)馬燁河與簸箕溝交匯處河床地面標(biāo)高2 440 m，為礦區(qū)一帶地面的最低點(diǎn)，也是礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面。

2.2 含水巖組

鹿兒壩金礦現(xiàn)批準(zhǔn)開(kāi)采深度為2 830～2 400 m，采用平硐加盲豎井的方式進(jìn)行開(kāi)拓，目前僅在1.5 km2范圍內(nèi)進(jìn)行開(kāi)采。6#坑和12#坑分布在大后溝和小后溝中，相互之間雖未貫通，但水文地質(zhì)條件基本相同，屬同一水文地質(zhì)單元。礦區(qū)含水層分為3種類(lèi)型：松散巖類(lèi)孔隙潛水含水巖組、基巖裂隙含水巖組（包括裂隙脈狀水）以及斷裂破碎帶，水文地質(zhì)條件、含水層富水性與區(qū)域水文地質(zhì)基本相同。

2.2.1 松散巖類(lèi)孔隙潛水含水巖組

松散巖類(lèi)孔隙潛水和區(qū)域水文地質(zhì)條件基本一致，含水介質(zhì)主要有3類(lèi)。一是河谷沖洪積形成的砂礫卵石夾漂石層。該類(lèi)含水介質(zhì)松散，分選性差，磨圓度較好，孔隙率高，滲透性能強(qiáng)，主要分布于馬燁河河谷地帶，厚度為6～13.01 m。含水層厚度在河漫灘、一級(jí)階地一帶為3～4 m、內(nèi)藏豐富地下水，該類(lèi)地下水目前是礦山開(kāi)采過(guò)程中主要的生產(chǎn)、生活用水；二級(jí)階地含水層厚2.01～2.33 m，富水性較弱，礦山?jīng)]有開(kāi)采該類(lèi)地下水，為河谷地區(qū)居民的供水水源。二是分布于較大溝谷中下游地段第四系松散堆積物中的地下水。如簸箕溝和分水嶺以北無(wú)名溝中下游地段第四系松散堆積物中一般埋藏第四系潛水，但含水層較薄，厚1～3 m，其隔水底板往往隨地形變化大，水量一般均較小。三是山區(qū)分水嶺、斜坡地帶的第四系殘、坡積堆積，該類(lèi)地層厚度變化較大，一般厚0.3～0.5 m，分水嶺局部地段厚度大于5 m，巖性主要為粉土夾碎石、巖屑，松散，無(wú)分選，次棱—棱角狀，滲透性較好，其底部徑流少量第四系潛水。

2.2.2 基巖類(lèi)裂隙含水巖組

基巖類(lèi)裂隙含水巖組主要是指區(qū)內(nèi)出露的新生界第三系上統(tǒng)（Ng），中生界三疊系中統(tǒng)（T2）地層中的第二巖組（T2b）和第三巖組（T2c）。前者為一套河湖相沉積的碎屑巖建造，巖性為紅色砂質(zhì)泥巖、褐紅色砂巖，分布于礦區(qū)北緣，區(qū)域上總體厚度6 532 m；巖性為灰色、灰褐色厚層、中厚層狀細(xì)粒砂巖夾粉砂質(zhì)板巖，產(chǎn)狀傾向南西，傾角45°～65°，與上覆地層呈整合接觸，層間裂隙和構(gòu)造裂隙較發(fā)育，透水且含水。后者為一套淺、濱海相碎屑巖沉積建造，分布于整個(gè)礦區(qū)及礦區(qū)外圍，巖性主要為中厚層狀灰色粉砂巖、炭質(zhì)板巖、泥灰?guī)r、粉砂質(zhì)板巖，產(chǎn)狀均傾向南西，傾角50°～55°，局部地段由于構(gòu)造影響，產(chǎn)狀接近直立，與下伏地層呈整合接觸，富水性分布不均，厚層狀中粗粒長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)英砂巖夾少量粉砂泥質(zhì)板巖段中所含地下水較豐富，為礦床開(kāi)采過(guò)程中的充水水源之一。該地層中發(fā)育各類(lèi)裂隙，其中巖層表面和淺部以風(fēng)化裂隙為主，深部以層間裂隙和構(gòu)造裂隙為主。裂隙以壓性和剪性裂隙居多，寬度一般為1～3 mm，密度為3～15 條/m2不等，多呈閉合狀，且多被泥質(zhì)、硅質(zhì)、碳酸鹽等充填，連通性差，但受構(gòu)造和擠壓力的影響地段，地層產(chǎn)狀陡或直立，彼此間有連通性，為大氣降水入滲提供了條件。

2.2.3 斷裂破碎帶

礦區(qū)內(nèi)斷層均為壓性或壓扭性的斷層，主導(dǎo)斷裂F1、F2、F5、F6呈北西走向貫穿于整個(gè)礦區(qū)，斷層破碎帶寬度不等，一般為1～2 m，局部地段大于2 m，帶內(nèi)可見(jiàn)破碎物質(zhì)和斷層泥等。它們是控制礦區(qū)的四大主干斷裂，斷層上盤(pán)起導(dǎo)水作用，下盤(pán)起隔水作用，帶內(nèi)一般分布有地下水，是礦區(qū)內(nèi)地下水活動(dòng)的場(chǎng)所之一。

2.3 隔水層巖性特征

與含水巖層相比，隔水巖層是礦區(qū)內(nèi)同屬三疊系中統(tǒng)（T2b）、（T2c）地層中所夾的泥質(zhì)板巖等，鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，2 500.4～2 488.00 m、2 483.20～2 467.30 m、2 433.20～2 416.80 m、2 239.10～2 230.77 m、2 129.40～2 087.37 m 段巖心完整，裂隙不發(fā)育，頻率1～2 條/m，不連續(xù)，閉合狀，透水微弱，可視為礦區(qū)內(nèi)相對(duì)隔水巖層，在不同深度起著相對(duì)隔水作用。

2.4 地下水補(bǔ)、徑、排條件

礦區(qū)各類(lèi)地下水主要接受大氣降水、地表水入滲補(bǔ)給和側(cè)向滲漏補(bǔ)給。大氣降水入滲后通過(guò)地表巖土體孔隙、裂隙、斷層破碎帶滲入地下并緩慢流動(dòng)。一部分在地勢(shì)低洼處以泉的形式排泄或以地下潛流的方式繼續(xù)運(yùn)移，最終匯集于溝底以表流方式注入馬燁河。由于途徑較短，該部分地下水從接受補(bǔ)給到排泄于河谷，水力坡度較陡，流速較快，動(dòng)態(tài)時(shí)空變換明顯。一部分則沿風(fēng)化裂隙、層間裂隙或構(gòu)造裂隙繼續(xù)向深部運(yùn)移，最終轉(zhuǎn)換為基巖裂隙水。這部分地下水運(yùn)移視透水、含水層裂隙發(fā)育程度而異，一般情況下由于逕流條件差，地下水流速緩慢，雖然動(dòng)態(tài)相對(duì)較穩(wěn)定，但滯后現(xiàn)象明顯，滯后20 d 左右。以12#礦坑為例，在250 m 深處的平硐中地下水多以點(diǎn)滴狀滲漏，形成股狀的地下水極少。

河谷區(qū)地下潛水的補(bǔ)給來(lái)源主要以河流側(cè)向滲入補(bǔ)給和山區(qū)溝谷地表水出溝口后滲入補(bǔ)給為主，大氣降水滲入補(bǔ)給為輔。

地下水形成后，它們延含水層向下游運(yùn)移，二級(jí)階地一帶以人工開(kāi)采排泄為主，以泉的方式排泄為輔；河漫灘、一級(jí)階地以潛流方式向下游運(yùn)移為主，人工開(kāi)采排泄為輔。

2.5 礦區(qū)地表水與地下水的水力聯(lián)系

礦區(qū)地表水主要包括馬燁河及大后溝、小后溝、簸箕溝中的地表水。其中馬燁河為過(guò)境河流，長(zhǎng)年有水，多年平均流量為1.57 m3/s，年徑流量為0.56×108m3/a，入境附近河床海拔2 520 m，出境一帶的簸箕溝入馬燁河處河床海拔2 440 m，礦區(qū)過(guò)境段平均坡降13.3‰。部分水平巷道標(biāo)高均在馬燁河河床標(biāo)高之下，但未發(fā)現(xiàn)有較大地下水滲出現(xiàn)象，分析認(rèn)為馬燁河和礦山巷道無(wú)地下水力聯(lián)系。

大后溝、小后溝、簸箕溝均為礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的溝谷，除特別干旱年份外，溝內(nèi)長(zhǎng)年存在水流。補(bǔ)給主要為大氣降水和轉(zhuǎn)換后的第四系潛流，由于它們各自路徑短，地形坡度陡，所以不論大氣降水形成的表流還是第四系潛流，大部分都會(huì)順暢排泄掉，順基巖裂隙滲入地下者為少數(shù)，對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中的充水影響甚微。

3 礦區(qū)水資源分析評(píng)價(jià)

鹿兒壩金礦馬燁河傍河水源地地下水總補(bǔ)給量為216.482×104m3/a，地下水的補(bǔ)給主要由上游的地下水逕流、河水的入滲、降水入滲和灌溉水的入滲組成，其中上游地下水徑流補(bǔ)給量為146.832×104m3/a，河水入滲補(bǔ)給量為58.04×104m3/a，降水入滲補(bǔ)給量為6.54×104m3/a，灌溉水入滲補(bǔ)給量為5.07×104m3/a；水源地地下水總排泄量為210.938×104m3/a，地下水的排泄主要由向區(qū)外的地下徑流、向河水的溢出、開(kāi)采和地下水的蒸發(fā)組成，其中向區(qū)外的地下逕流排泄量為136.338×104m3/a，向地表河水的溢出排泄量為44.19×104m3/a，開(kāi)采排泄量為17.20×104m3/a，蒸發(fā)排泄量為13.21×104m3/a。地下水補(bǔ)給量大于排泄量5.544×104m3/a。水源地地下水的補(bǔ)給主要為上游地下水徑流補(bǔ)給和河水的側(cè)向入滲補(bǔ)給，其補(bǔ)給量合計(jì)為204.872×104m3/a，約占區(qū)內(nèi)地下水總補(bǔ)給量的94.6%。斜穿鹿兒壩金礦的馬燁河為常年流水河谷，多年平均流量為1.57 m3/s，地下水補(bǔ)給來(lái)源穩(wěn)定，且水源地區(qū)還有31.428×104m3/a的地下水儲(chǔ)存量，如此充足的地下水儲(chǔ)存量可彌補(bǔ)水源地在極端干旱氣候條件下地下水開(kāi)采量。

礦區(qū)主要充水含水層及構(gòu)造破碎帶含水層的富水性較弱，充水方式為頂、底板越流補(bǔ)給充水，充水量較小，故礦坑涌水量相對(duì)較小?？蓜潥w為以層間裂隙、構(gòu)造裂隙和斷層破碎帶為主的潛水含水層，頂、底板充水為主，礦床水文地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單型。

4 結(jié) 論

（1）礦區(qū)地下水主要由松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水（包括斷裂脈狀水）2 類(lèi)組成，前者距離礦床較遠(yuǎn)，后者在礦區(qū)主要接受大氣降水滲入補(bǔ)給，二者之間無(wú)水力聯(lián)系。由于補(bǔ)給源不足，2 類(lèi)地下水對(duì)礦坑開(kāi)采均未構(gòu)成大的充水條件。礦床水文地質(zhì)條件屬于簡(jiǎn)單類(lèi)型

（2）鹿兒壩礦區(qū)一帶屬低中山區(qū)，水系較為發(fā)育，黃河流域洮河一級(jí)支流馬燁河從礦區(qū)的南側(cè)流過(guò)。礦區(qū)水資源較為豐富，可滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活用水需求。

（3）礦山長(zhǎng)期排水狀態(tài)下，會(huì)導(dǎo)第四系含水層地下水水位下降，但由于與上部各含水層水力聯(lián)系不密切，不會(huì)對(duì)其它含水層的水量、水位產(chǎn)生明顯的影響，但隨開(kāi)采條件的變化，可能導(dǎo)致個(gè)別破礦斷層導(dǎo)水，對(duì)蓋層地下水位產(chǎn)生影響。