毕业论文范文——砂宝斯金矿区环境地质质量评价及地层模拟

砂宝斯金矿区环境地质质量评价及地层模拟Shabaosi Gold Mine Geological Environment QualityEvaluation and Stratum Simulation学生姓名： 学院名称： 水利与环境工程学院 专业名称： 水文与水资源工程 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称： 完成时间： 长 春 工 程 学 院摘 要随着矿山的开发，矿山地质环境问题越来越严重，矿山地质灾害越来越多，矿山地质环境问题不仅威胁到人们的生命财产安全，而且严重影响和制约经济的发展，也引发了一系列社会问题和矛盾。因此，对矿山地质质量进行综合评价，已成为近些年来人们研究的重要方向。本文以砂宝斯矿区为研究对象，在收集了野外调查的大量数据的基础上，从地质环境、地下水环境、土壤环境3个方面出发，通过层次分析法对各个评价因子进行定量计算，而后采用模糊综合评价的方法进行评价分析，划分出矿山地质环境影响较好区、较严重区和一般区三个区，并用地下水模拟系统进行了地层的模拟，结果表明对砂宝斯矿区今后的开发具有较强的指导意义。关键词矿山地质环境质量 地下水模拟系统 层析分析法 模糊综合评价Abstract With the development of mines, mine geological environment problem more and more serious, the mine geological hazards is becoming more and more mine geological environment problem not only a threat to peoples life and property safety, and the serious influence and restricts the development of economy, also caused a series of social problems and contradictions. Therefore, a comprehensive evaluation of the quality of mine geology has become an important direction of research in recent years people. Based on sand treasure mining area as the research object, on the basis of a large number of data collected from field investigation, from the geological environment, groundwater, soil environment three aspects, the quantitative calculation of each evaluation factor by analytic hierarchy process (AHP), and then uses the fuzzy comprehensive evaluation method to evaluate analysis, divided into mine geological environment impact is better, more serious and general area three area, and groundwater simulation system for the formation of the simulation, the results show that the sand treasure, mining development in the future, has a strong guiding significance. Keywords: Mine geological environment quality Groundwater simulation system Analytic Hierarchy Process Fuzzy comprehensive evaluation 目 录前 言 11 绪论 21.1 设计目的及意义21.2 相关技术的国内外发展 21.3 设计方案及技术路线32 矿区环境概况 42.1 研究区概况 42.2 区域地质环境背景 93 矿区地质环境特征 13 3.1 水文地质特征 13 3.2 工程地质特征 15 3.3 环境地质特征 18 3.4 GMS地层模拟224 地质质量环境综合评价294.1 矿山地质评价标准与体系 294.2 评价模型及步骤 30 4.3 矿区地质环境质量评价324.4 矿区地下水环境质量评价 324.5 矿区土壤环境质量评价 384.6 矿区环境地质质量综合评价 425 结论 43参考文献45致 谢46长 春 工 程 学 院 设 计前 言矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区，其岩石圈上部与大气、水、生物圈组分之间，不断地进行着联系（物质交换）和能量流动，这一部分组成一个相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依托，矿产资源开发为主导，不断改变着地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质环境，也是一个环境地质问题较多、地质灾害较突出的环境。 随着我国矿业的迅速发展，矿山环境问题越来越引起人们的注意。矿山地质环境存在的问题主要有：采、选矿过程中产生的有毒、有害气体、矿渣，废水，粉尘等，不仅直接影响作业环境和工作条件，而且给矿区周围的大气、水质、土壤造成危害；废石堆、尾矿库挤占大量土地、农田；污水和烟尘的排放，污染水源、江河和大气，也破环了景观和植被；露天矿边坡崩落，井下采空区造成地面塌陷；矿井突水、矿山疏干排水引起邻近地区地表水和浅层地下水疏干或形成海水入侵；采矿剥土等造成水土资源平衡失调，易诱发和引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地质灾害。所有这些环境地质问题，都给人类生产和生活带来严重影响，而且预防和治理的难度很大。由于一些不合理的矿山开发和矿产资源利用,对矿山及其周围环境造成了污染并诱发多种地质灾害,破坏了生态环境.越来越突出的环境问题不仅威胁到人民生命安全，而且严重地制约国民经济的发展。 目前，国内外对矿山地质环境问题的研究已从过去的定性分析转入半定量-定量分析，随着科学技术、计算机技术的不断发展，定量评价矿山地质环境质量的研究方法越来越多，国家对地质环境的保护与治理的重视程度也越来越高，由此，合理的划分矿山地质环境质量，使国家和地方有针对性地实施地质环境的保护与治理方案，具有重要意义。 编者: 2015年6月12号11 绪论1.1 设计目的及意义随着社会的进步和经济的迅速发展，环境污染和破坏问题已成为当今世界最为关注的问题之一。人类对自然环境的破坏日益严重，环境问题越来越突出，譬如水土污染与流失、各种扬沙及沙尘现象、草场超载退化、地面变形塌陷、采矿固体废弃物占地效应等问题愈来愈严重。其中，矿山地质环境问题也日益显著，矿产资源开发所引起的土地资源与生态环境的严重破坏不仅威胁到人民生命财产安全，而且严重影响和制约着社会和经济的发展。近年来，矿山地质环境保护与生态系统平衡发展问题已逐渐受到全球性的关注，如何将科学开发矿产资源与保护生态环境同步发展已成为人们研究的重要课题。1.2 相关技术的国内外现状1.2.1 矿山地质环境评价国内研究现状国内对于矿山地质环境评价的研究开始较晚，从20世纪90年代开始，才逐渐重视地质环境对社会、经济造成的不良影响。其间，主要的研究内容倾向于矿业开发对环境的影响，侧重于“三废”排放、矿山地质灾害所造成的环境质量下降、土地资源的破坏等1，如陈学军、宾秀玲1996年发表的矿山开发对环境质量的影响，王智、赵勤正、张和生等2000年发表的采矿引起的地质灾害及其对矿区生态环境的影响，相应的论文及研究工作相对较少。对于矿山地质环境的量化评价在近几年才刚刚兴起，仍然处于探索和初步研究阶段。 中国地质调查局从2000年开始，启动了以辽宁省、吉林省等12个省的矿山地质环境调查与评价工作，2005年底完成了其他19个省、自治区、直辖市的矿山地质环境调查与评价工作，为全国矿山地质环境规划制定及“十一五”规划提供了较完整的矿山地质环境基本资料2。各地区采用多种方法对矿山地质环境质量进行了综合评价，如图层叠加法、有限差分法、集对分析法、模糊综合评判法等，取得了一定的研究成果和进展。陈玉华、陈守余3（2003年）发表的基于 MAPGIS 的矿山环境评价分析软件开发中，通过对矿山环境系统的研究初步提出了矿山环境质量评价指标体系和基于MAPGIS的矿山环境评价分析实现方案；武强、薛东、连会青（2005年）发表的矿山环境评价方法综述中，根据五大类型矿山环境地质问题和矿山整体环境综合评价问题，将矿山环境评价划分为但环境问题评价和多环境问题综合评价 2 大类，并分别对其评价方法进行了综述；李艳、王恩德、沈丽霞（2005年）发表的矿山环境影响评价内容和程序探讨中，针对矿业开发引起的主要环境问题，通过对矿山环境影响评价的现状、存在问题的分析研究，探讨了目前矿山环境影响评价的主要评价内容和工作程序，并展望了矿山环境影响评价的未来；中国矿业大学（北京）武强教授在矿山环境研究理论与实践（2005年）中，提出了矿山环境调查的类型、内容、方法和具体技术要求，系统阐述了矿山环境现状、演变过程和发展趋势的单问题和多问题综合评价的基本理论和评价方法；杨梅忠，刘亮，高让礼在模糊综合评判在矿山环境影响评价中的应用（2006年）中，建立二层评价模型，以西部矿山开发为例，采用模糊综合评判方法对矿山地质环境进行量化评价研究；江松林、孙世群、王辉发表的安徽省矿山环境质量综合评价研究（2008年）中，探索性地建立了矿山环境评价指标体系，构建了评价模型，以安徽省县区为评价单元，给出了各单元环境质量综合指数；王海庆在基于GIS和RS的矿山地质环境评价方法比选（2010年）中，分别应用网格法、矢量多边形法及缓冲区法开展了辽宁省葫芦岛矿区的矿山地质环境评价工作，并对各评价结果进行了分析比对，认为矢量多边形法在该区可取得较好的评价结果；孟庆凯、朱丹、张婷等在模糊ISODATA聚类分析算法在矿山地质环境评价中应用（2012年）中，建立模糊 ISODATA 聚类分析数学模型对重庆市黄桷垭地区进行环境评价，该研究方法为矿山地质环境评价提供了新思路；黑龙江、辽宁、四川、江西等其他省份在不同的报刊发表了关于矿山地质环境质量评价及调查的论文，反映了现状矿山地质环境综合评价的水平。 1.2.2 矿山地质环境评价国外研究现状 环境影响评价的概念最早是在1964年加拿大召开的国际环境质量评价学术会议上提出来的，而将环境影响评价作为一项正式法律制度则首创于美国4。很多国家把 EIA（环境影响评价）制度赋予法律形式，实现矿业开发与环境治理一体化，在矿业 EIA 中，强调公众参与的作用和可持续发展，重视项目实施中和实施后的环境验证与评价。据统计，到1996年全世界已有85个国家或地区制定了有关环境影响评价的立法。国际上矿业较发达的国家（如澳大利亚、德国、美国、加拿大等）都高度重视矿业开发与环境的关系，早在20世纪70年代，大部分西方国家已实行了严格的矿山环境保护和矿山评估制度。近年来，在联合国提出和实施可持续发展战略的同时，各国政府和矿业界对矿山环境保护更加重视，加强了有关矿山环保立法方面工作，矿山企业实行履约保证金制度。矿业界已经将矿山环境地质与资源开发利用作为一个整体系统来研究，同时上升到可持续发展高度看待资源开发利用。 1.3 设计方案及技术路线环境地质质量是一个多因素多层级的模糊概念，评判环境地质质量无法用一个绝对判据来划分，如用经典数学进行环境地质质量评价，无法处理模糊因素及边界不清晰、中间过渡不分明的问题。因此，根据矿区实际资料的具体情况，本次采用模糊综合评判法进行矿区环境地质质量综合评价。在环境地质质量的评价中，核心工作是确定各种地质环境地质问题在环境地质质量中的贡献大小，以及掌握各种地质环境问题在矿区的分布与发育强度，计算出不同分区的环境质量指数，作为评价的量化指标。技术路线如图1-1：确定研究目的和意义资料收集矿区地质环境现状地质环境土壤环境地下水环境地质环境质量评价提出防治措施图1-1 技术路线图2 矿区环境概况2.1 研究区概况2.1.1 矿区交通和位置 调查区行政区划隶属于黑龙江省漠河县西林吉镇管辖。外围调查区坐标为：东经1215200-1215400，北纬531000-531230， 面积10.29 km2。详查工作区坐标为：东经1215203-1215400，北纬531145-531230， 面积3.00 km2。工作区位于漠河县西北，直距45 km，有公路相通，运距59 km，交通较方便。研究区交通位置图见2-1。图2-1 研究区交通位置图2.1.2 气象和水文条件矿区地处寒温带，属大陆型季风气候。年平均气温较低，无霜期短，雨热同季。研究区年平均气温为-5.5 ，最高气温为30 ，最低可达-50 ，昼夜温差大；冰冻期长，无霜期短，每年九月末至翌年五月中旬为冻结期，冻结深度可达2.5 m。1997-2006年多年月平均气温如图2-2所示。气温（）月份图2-2 1997-2006多年月平均气温变化曲线研究区降水多受季风影响，以冷锋雨和气旋雨为主，多集中在5-9月份（图2-3），约占年降水量的81%。多年平均降水量425.42 mm（1957-2006年资料），年际间降水量差异较大，1957-2006年间，最大降水量为624 mm（1977年），最小降水量为267.5 mm（1979年）（图2-4）。一日最大降水量发生于1984年7月31日，降水量为129.9 mm。研究区蒸发量年内变化较明显，以春季为最大，冬季为最小（图2-3）。多年平均蒸发量为890.55 mm（1961-2006年资料）。1957-2006年间，最大蒸发量为1050.4 mm（1973年），最小蒸发量为634.6 mm（2001年）。降雨量/蒸发量（mm)月份图2-3 多年月平均降水量蒸发量对比图年份降雨量（mm）图2-4 1951-2006年降水量变化曲线区内水系较发育，主要河流为北极村河及其支流小东沟河。北极村河属黑龙江一级水系，流经矿区西侧，向东北流入黑龙江，最大流量13.578 m3/s，最小流量0.215 m3/s，小东沟河流经矿区东北侧，向西北流入北极村河， 最大流量4.082 m3/s，最小流量0.079 m3/s。野外调查期间实测北极村河上游断面平均流量2.073 m3/s，北极村河下游测流断面平均流量2.128 m3/s；小东沟河上游测流断面平均流量0.234 m3/s，小东沟河下游测流断面平均流量0.333 m3/s；两河汇合后测流断面平均流量2.469 m3/s。两河流量随季节变化较大，河流每年十月中旬开始结冻，翌年四月中下旬开始解冻，封冻期约为180天。丰水期各测流断面流量变化如图2-4ad所示。图2-5a 北极村河上游断面流量变化曲线日期流量（m3/s）流量（m3/s）日期图2-5b 北极村河上游断面流量变化曲线图2-5c 东沟河下游断面流量变化曲线日期流量（m3/s）图2-5d 北极村河与东沟河合流处下游断面流量变化曲线日期流量（m3/s）2.2 区域地质环境背景2.2.1 地形地貌砂宝斯金矿调查区位于大兴安岭山脉北部的低山丘陵地区，山势平缓。海拔高度400-700 m，相对高差40-250 m，调查区最高点高程为726.2 m。北极村河由南向北流过调查工作区的西部，北极村河支流-小东沟河由东南向西北流经调查区的东部。砂宝斯金矿区位于北极村河与小东沟河之间的低山丘陵地带。调查区内地貌类型简单，地貌成因为构造地貌和流水地貌，形态成因为褶曲剥蚀低山丘陵和冲洪积河（沟）谷，岩性成因为沉积岩浑圆状低山丘陵和卵砾石河（沟）谷，研究区第四纪地貌见图2-5，地貌分区特征见表2-1。表2-1 地貌分区说明表成因形态成因岩 性成 因地貌代号地 貌 分 区 特 征 描 述构造地貌褶曲剥蚀低山丘陵沉积岩浑圆状低山丘陵分布在工作区的大部分地区，分布面积约10.13 km2，整体呈浑圆状。海拔400-700 m，相对高差约300 m。地势中部高两侧低，地表岩性为第四系全新统残坡积物，厚度2-5 m。原始植被为松树、桦树林。流水地貌冲洪积河谷卵砾石河（沟）谷分布在工作区的东南部，为一无名河河谷，面积约0.16 km2,海拔约415-450 m，相对高差约35 m，宽度80-140 m，直线长度1200 m，横截面呈标准的“U”型谷。地势由北向南降低，谷底较平坦开阔，塔头密布，杂草丛生，沿河床两侧生长着喜水树木。河床宽30-50 m，河流由东北向南方向流动，流量0.017 m3/s。河床两侧分布一级阶地，宽50-120 m。阶地前缘陡坎高2-3 m。上部岩性为黑色淤泥质土，下部为卵砾石层。堆积物为第四系全新统冲洪积物。图2-5 调查区第四纪地貌图2.2.2 地层构造（1）地层普查区内地层出露简单，自然露头较少5，主要有古生界寒武系下统额尔古纳组（1e），泥盆系下统泥鳅河组（D1n），中生界侏罗系中统二十二站组（J2er）。古生界寒武系下统额尔古纳组（1e）分布于普查区东部、南部。岩石呈灰白色，粒状变晶结构，块状构造，主要由方解石、石英组成。岩性为石英大理岩、大理岩夹片岩。与其上覆的砂岩呈断层接触，多处构造面不明显，岩石均已破碎，大理岩中可见硅质条带，产状26555，呈厚层状。古生界泥盆系下统泥鳅河组（D1n）分布于普查区西北、西南部。岩性为板岩、结晶灰岩、泥灰岩。板岩：黑色、灰黑色，隐晶质结构，板状构造，由长英质矿物组成，含碳质，与大理岩、砂岩不整合接触，产状280-33020-35。结晶灰岩、泥灰岩：灰色、灰白色，晶粒结构，条带状构造，主要由方解石组成。与板岩整合接触，与砂岩断层接触，产状28031。 中生界侏罗系中统二十二站组（J2er）分布于普查区中部，岩性为含砾砂岩、粗粒砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩、粉砂岩夹煤线，含植物化石，产状变化大，金矿化体均赋存于该组地层中。粗砂岩：零星分布。灰褐色、灰色、粗粒砂状结构，似层状构造，由碎屑（80%）及硅质、铁质、钙质胶结物组成，碎屑由石英，长石（40%）及少量岩屑组成，偶见白云母，呈棱角、次棱角状，分选性差，有压碎现象，有时该岩层以夹层出现，且大部分已蚀变，夹含砾砂岩。中砂岩：分布广泛，灰褐色、灰白色，中、粗粒状结构，似层状构造，碎屑由石英长石及少量岩屑组成，偶见白云母，呈次棱角状，分选性差，有压碎现象。该岩层中含有煤线及植物化石。产状变化较大，大部分已蚀变。细砂岩：分布广泛。灰褐色、灰色，细粒砂状结构，似层状构造，由碎屑（85%）及硅质、铁质、钙质，泥质胶结物组成。碎屑由长石、石英及少量岩屑组成，呈次棱角状，分选性中等，有压碎现象。该岩层夹煤线，可见斜层理，产状变化较大，含植物化石。粉砂岩：零星分布，粉砂状结构，似层状构造，由碎屑（90%）及铁质，泥质胶结物组成。碎屑以长石，石英为主，石英含量80%，该岩层有时以夹层出现，可见食盐假晶，产状变化大，节理发育。 第四系全新统（Q4）主要分布于调查区东南角无名河谷区及其一级阶地区，厚1-3m。阶地区上部为黑色淤泥质土，有机质含量高，含大量的植物根系；下部为冲洪积砂卵石层，分选磨圆差，呈次棱角-次圆状，成分复杂，以大理岩为主。河谷区主要由砂、砾石、卵石、漂石等河流冲洪积物组成，岩性为砂岩和大理岩。分选一般，呈次棱角-次圆状。（2）构造本区位于漠河推覆体的前峰带上，构造发育，主要包括褶皱构造和断裂构造。褶皱构造褶皱构造发育，总体上为复背斜，表现形式有背斜，向斜，层间褶皱及由断裂引起的牵引褶皱，褶皱赋存于中侏罗统二十二站组地层中。背斜：由二十二站组砂岩组成，总体上其轴迹呈北北东走向，两翼倾角10-30，向南，北两侧倾角变缓，号蚀变带位于背斜的核部，号蚀变带位于背斜的翼部。向斜：由二十二站组砂岩组成，总体上其轴迹呈北北东走向，两翼倾角15-45，号蚀变带位于向斜的核部。层间褶皱及牵引褶皱：有的地段可见层间褶皱，其表现形式不一，或向斜，或背斜，使整个层上砂岩产状变化较大。某些断层附近也发育一些揉皱现象，形成牵引褶皱。断裂构造区内断裂构造发育，常成群成带分布，相互间有叠加及错断现象，表现为多期性、继承性。按其展布方向分述如下：a.本区最主要的控矿构造为发育于侏罗系地层中的低角度、近水平的层状构造，在地表表现为近南北向矿化蚀变带，深部呈低角度层状、似层状产出，呈多层、分枝复合、沿基底起伏、收缩膨胀等特征，控制本区主要金矿（化）体的展布方向。该组构造为侏罗世中、晚期推覆构造形成，初期表现为南北向，成矿期因东西向应力增强而活化，为本区最重要的控矿构造。b.近南北向断裂构造，走向330-20，倾角较陡，一般在60以上，该组断裂控制着号矿带的展布。c.北东向断裂构造，走向55，北西倾，表现为张性，为成矿后构造，主要发育在基底中。d.北北东向断裂构造，走向20-30，具有多期性、继承性，基底大断裂司洛夫卡河断裂在部分钻孔中表现形式为构造角砾岩。该断裂为成矿热液提供通道。断裂常成组出现，具压性及张性特征，压性表现为断层面的擦痕、断层泥、构造角砾岩、透镜体，围岩有片理化现象；张性表现为楔形破碎带。该方向断裂为成矿前构造，在成矿期活化。e.北西向断裂构造，走向280-310，南西倾，倾角较缓，一般在40以下，表现为平移断裂。2.2.3 岩性（1）岩浆岩区内未见大面积的岩浆岩出露，见有少量的闪长岩及石英脉等脉岩。闪长岩：分布于砂岩及大理岩中，呈脉状、透镜状产出。灰绿色，半自形粒状结构，块状构造，主要由角闪石（50%），斜长石，方解石等组成，角闪石呈自形粒状，纤状，长柱状，斜长石呈半自形板条状，粒状，已蚀变为高岭土、绿泥石、方解石等。偶见黄铁矿化，与矿体关系不十分密切，在其接触面上，可见有烘烤现象。花岗闪长岩脉：地表未见出露，但在ZK0002、ZK0802孔底部呈脉状产出。其特征为浅褐色，半自形粒状结构，块状构造，主要由角闪石、长石、石英组成，与矿化关系不明显。霏细岩：呈顺层产出的薄脉状，脉体呈浅褐色，霏细结构，块状构造，主要由长英质矿物质组成，可见有黄铁矿化，与金矿化关系不明显。石英脉：在砂岩及大理岩接触部位常见有宽大的石英脉产出，未见矿化，与矿体关系不明显，而在砂岩中以细脉状、网脉状或透镜状产出，石英细网脉状与矿化关系密切。（2）围岩蚀变矿区内围岩蚀变以中-低温蚀变为主，主要有硅化、碳酸盐化、绢云母化、滑石化。硅化有两种形式，一种为致密状硅化砂岩，主要分布于、号矿带的地表，另一种为石英细脉、网脉，在矿区中普遍发育，石英细脉可分为两期，早期石英脉充填于方解石脉中；晚期石英细脉与黄铁矿形成石英-黄铁矿细脉，多见于深部。碳酸盐化：主要形成方解石细脉，方解石沿岩石节理裂隙充填，部分断面上可见到，碳酸盐的形成时间介于两期细脉状硅化之间，一般宽1-10 mm。绢云母：分布于砂岩中，主要由长石蚀变产生，与黄铁矿伴生。滑石化：以细脉形式产于、号带深部砂岩中，脉宽1-5 mm，倾角20-45。其它蚀变：偶见纤维状石棉，细脉状绿泥石化。3 矿区地质环境特征3.1 水文地质特征3.1.1 地下水类型及其特征（1）松散岩类孔隙潜水该类型地下水主要分布在调查区东南角无名河谷及其一级阶地区。阶地宽50-100 m，出露面积约0.12 km2。含水介质为冲洪积砂卵石层，厚1-3 m，地下水位埋深1 m左右。天然条件下主要接受山区基岩裂隙水和大气降水补给。排泄途径为地下水径流排泄和潜水蒸发排泄6。单井涌水量1-3 L/s.m，属于中等富水孔隙含水层。（2）碎屑岩类孔隙裂隙潜水调查区大部分面积分布着中侏罗统二十二站组砂岩，该组砂岩在调查区东北部和南部较薄，中部和西部较厚，中部和西部砂岩厚度均超过100 m以上。据钻孔揭露，局部砂岩厚度超过430 m（ZK0805孔）。该组地层赋存碎屑岩类孔隙裂隙水，主要含水部位为地层上部的风化裂隙带和下部的节理裂隙带。风化裂隙带渗透系数2.44 m/d左右，节理裂隙带渗透系数0.0299 m/d左右，主要接受大气降水补给。因补给不足，富水性差，属于弱富水含水层。（3）大理岩岩溶裂隙水下寒武统额尔古纳组大理岩在调查区分布面积不大，仅在调查区东北角和东南角有少量露头。在调查区东南角的露头上，岩溶不发育，层面上有少量溶孔，但节理裂隙发育。通过探槽、探坑揭露，在第四系残坡积物之下，大理岩表面溶孔较发育，常呈蜂窝状。据钻孔揭露，在大理岩与砂岩接触面上发育溶洞，多数被充填。该组地层赋存岩溶裂隙水，但不丰富，最大流量为0.4 L/s，属于弱富水含水层。3.1.2 地下水补给、径流排泄条件（1）地下水补给调查区位于当地侵蚀基准面以上的低山丘陵区，北极村河及其支流环绕四周。地下水主要通过面状风化裂隙带接受大气降水补给。区内植被茂盛，腐植层较厚（20-40 cm），能有效拦蓄大气降水。据国家林业局大兴安岭林业勘察设计院在漠河的勘察资料，该地山区降水入渗系数为0.45。调查区由于前期采矿形成了约15104 m2的采矿坑，坑深一般2-8 m，再加上地质勘探施工的大量探槽、探坑，更加有利于大气降水入渗补给地下水7。调查区东南部无名河谷及一级阶地赋存的第四系孔隙潜水，其补给来源除直接接受大气降水补给外，主要接受周边山区基岩裂隙地下水补给。 （2）地下水径流调查区地下水流向以调查区中部的地表分水岭为界，地表分水岭以东地下水向东径流，排泄于小东沟河，地下水位由667 m左右降至520 m左右。分水岭以西地下水向西径流，排泄于北极村河，地下水位由667 m左右降至470 m左右。调查区东南角，地下水由地表分水岭向北极村河无名支流排泄，地下水位由700 m左右降至550 m左右。（3）地下水排泄天然条件下，调查区内地下水排泄方式主要是地下径流排泄，此外尚有少量蒸发排泄。根据野外调查与资料分析，研究区地下水分水岭与地表分水岭一致，地下径流排泄方向由地表分水岭向四周的河谷排泄。本区植被发育，树木密集，冬季封冻时间长，潜水蒸发强度很小，蒸发排泄主要是植物蒸（散）发。3.1.3 含水层划分及其特征详查区内主要有两个含水层，一是中侏罗统二十二站组砂岩含水层，另一个是下寒武统额尔古纳组大理岩含水层。（1）中侏罗统二十二站组砂岩含水层 该含水层的分布约占调查区面积的3/4。厚度在空间上变化较大，在详查区东北部含水层厚度小，一般在0-60 m左右，在详查区西部和南部厚度大，一般大于100 m，在详查区西部ZK0805孔一带最厚，可达400 m以上。受构造作用，含水层产状变化较大，总体上倾向北西。砂岩含水层顶部风化裂隙发育，赋存风化裂隙水，风化裂隙带下部赋存孔隙裂隙水8。（2）下寒武统额尔古纳组大理岩含水层下寒武统额尔古纳组大理岩含水层，仅在详查区东部出露，约占详查区面积的1/4，其上被第四系残坡积物覆盖，仅在探槽内见到，其余都埋藏在中侏罗统砂岩含水层之下9。据地面调查，大理岩与第四系松散堆积物接触面溶孔发育，多呈蜂窝状。在砂岩与大理岩接触带发育溶洞，但发育程度差，在近80个钻孔中，仅有8个钻孔见到溶洞，且多数溶洞被充填，岩溶发育极不均匀。据钻孔资料统计，岩溶发育深度均在砂岩与大理岩接触带以下20 m左右。3.2 工程地质特征3.2.1 区域工程地质岩组特征（1）土体工程地质岩组划分a.由残坡积物组成的第四系松散岩类岩组该岩组在矿区内大范围连续分布，上部以含腐殖质的砂土为主，厚0.5-1.5 m，黑色-黄褐色，松散，湿度较大，粒径以0.01-0.5 mm为主，颗粒呈次棱角状；下部主要为残坡积物，颗粒呈次棱角状、次圆状，颗粒级配较好，分选较差，粒径以0.5-10 cm为主，厚度1.0-4.5 m，母岩为二十二站组砂岩。b.由冲洪积物组成的第四系松散岩类岩组主要分布在小东沟河和北极村河及其支流的河床、河漫滩及阶地中，厚度约为1.0-3.0 m，主要成分为漂石、卵石、圆砾、砂和少量泥质，分选性差，松散稍密。（2）岩体工程地质岩组划分区域内出露的地层根据其时代、成因、岩石组合及工程地质性质可划为三类工程地质岩组。较硬-坚硬中厚层砂岩岩组较硬-坚硬中厚层砂岩岩组由灰黑色中粗-中细粒岩屑砂岩构成，分布面积广泛，主要分布在砂宝斯东南山以北、老沟西南梁南侧及砂宝斯一带，厚度约为2764 m。较软-较硬中厚层板岩泥灰岩岩组较软-较硬中厚层板岩泥灰岩岩组由灰岩构成，主要分布于道古拉河上游，砂宝斯林场和矿区一带，厚度100 m左右。岩石强度较低，软化性较强。坚硬块状碳酸盐岩组坚硬块状碳酸盐岩组由大理岩构成，主要分布于森调库南山和矿区，厚度1100 m，与泥鳅河组不整合接触。较硬-坚硬块状岩浆岩岩组较硬-坚硬块状岩浆岩组由闪长岩构成，主要分布于额木尔河中游南岸一带，在矿区零星分布。岩石饱和抗压强度39.09-47.04 MPa，抗压强度51.44-62.58 MPa，抗拉强度4.16-5.14 MPa，软化系数0.75-0.76，泊松比0.26-0.27，内聚力8.35-9.45 MPa，弹性模量48.26-55.42 GPa。（3）断裂构造特征区域构造活动发育，呈多期性、叠加性，构造类型主要有褶皱构造，断裂构造及推覆构造。褶皱构造矿区附近的褶皱构造有西图廊-老沟库复向斜和霍拉盆-大营向斜。a.西图廊-老沟库复向斜（M1）位于矿区东北，由东西两部分组成，东部走向约50，长度约15 km，西部走向约90，长度约12 km，核部由二十二站组（J2er），翼部由绣峰组（J1-2X）地层组成，被推覆构造及北西向断裂破坏。b.霍拉盆-大营向斜（M2）位于矿区东南，走向约80，长约13 km，宽约5 km，该部由上兴华组（Pt2X）地层组成，转折端被绣峰组（J1-2X）地层覆盖。断裂构造区域内断裂构造发育，按方向划分为NEE、NNE、NW、EW向四组断裂构造。断裂构造表现为多期次，早期表现为NEE向，EW向同沉积断裂，晚期受太平洋板块运动的影响产生NNE向深大断裂。NEE向断裂活化，产生次级NW向、NNE向断裂，并控制着中生代火山带及中生代断陷盆地的形成。NNE向乌马河-司洛夫卡河大断裂穿过矿区，该断裂在矿区北侧与EW向、NW向断裂交汇。推覆构造推覆构造西起洛古河，沿黑龙江右岸的整个上黑龙江地区分布，全长大于220 km，宽约25 km。该构造包括千枚岩、片岩带（N-I），糜棱岩-千枚岩带（N-），片理化砂岩-糜棱岩带（N-），中部带（N-N-），前锋带（N-），前陆带（N-），在本区的主要特征有：a.沉积地层遭受韧性剪切变质作用，严重破坏上黑龙江裂谷的构造格局。b.使沉积岩发生脆性至韧性变形，相应产生一套动力变质系列岩石，随着变形强度的增加，重结晶作用越强烈。c.形成片理化带，糜棱岩带，片岩带等面状构造和线状构造变形现象。3.2.2 矿区工程地质岩组特征（1）土体工程地质岩组划分由残坡积物组成的第四系松散岩类岩组该岩组广泛连续分布于矿区山顶和坡麓上，其上部以含腐殖质的砂土为主，黑色-黄褐色，松散。由冲洪积物组成的第四系松散岩类岩组冲积物主要分布于普查区东、西边缘小东沟河和北极村河河床、漫滩及阶地上，主要成分为漂石、卵石、圆砾、砂和少量泥质，分选性差，稍密密实，厚度约为1-3 m。洪积物主要分布于沟谷以及小东沟河和北极村河交汇处，厚度一般1-10 m，主要成分为块石、碎石、砂和泥质，分选性较差，松散密实。由人工堆积物组成的第四系松散岩类岩组人工堆积物主要分布于号、号、号矿体附近，由采矿及探矿剥离的土石方及矿渣组成，岩性混杂，结构松散-稍密，颗粒级配良好，粒径以0.05-5 cm为主，厚度为1-12 m。（2）地质构造本区位于漠河推覆体的前峰带上，构造发育，主要包括褶皱构造和断裂构造。褶皱构造褶皱构造发育，总体上为复背斜，表现形式有背斜，向斜，层间褶皱及由断裂引起的牵引褶皱，褶皱由中侏罗统二十二站组地层组成。背斜：由二十二站组砂岩组成，总体上其轴迹呈北北东走向，两翼倾角10-30，向南、北两侧倾角变缓，号蚀变带位于背斜的核部，号蚀变带位于背斜的翼部。向斜：由二十二站组砂岩组成，总体上其轴迹呈北北东走向，两翼倾角15-45，号蚀变带位于向斜的核部。层间褶皱及牵引褶皱：有的地段可见有层间褶皱，形式不一，或向斜，或背斜，使整个砂岩层产状变化较大。某些断层附近也发育一些揉皱现象，形成牵引褶皱。断裂构造区内断裂构造发育，常成群成带分布，相互间有叠加及错断现象，表现为多期性、继承性。按其展布方向分述如下：a.本区最主要的控矿构造为发育于侏罗系地层中的低角度、近水平的层状构造，出露地表可表现为近南北向矿化蚀变带，深部呈低角度层状、似层状产出，呈多层、分枝复合、沿基底起伏、收缩膨胀等特征，控制本区主要金矿（化）体的展布方向。观察岩芯可见矿化蚀变增强，但界限不明显，个别地段无矿化蚀变时可见后期脉岩侵入。该组构造为侏罗世中晚期推覆构造形成，初期表现为南北向，成矿期因东西向应力增强而活化，为本区最重要的控矿构造。b.近南北向断裂构造，走向330-20，倾角较陡，一般在60以上，该组断裂控制着号矿带的展布。c.北东向断裂构造，走向55，北西倾，表现为张性，为成矿后构造，主要发育在基底中。d.北北东向断裂构造，走向20-30，具有多期性、继承性，基底大断裂司洛夫卡河断裂在部分钻孔中表现形式为构造角砾岩；该断裂为成矿热液提供通道。断裂常成组出现，具压性及张性特征，压性表现为断层面的擦痕、断层泥、构造角砾岩、透镜体，围岩有片理化现象，张性表现为楔形破碎带。该方向断裂为成矿前构造，在成矿期活化。e.北西向断裂构造，走向280-310，南西倾，倾角较缓，一般在40以下，表现为平移断裂。3.3 环境问题特征3.3.1 环境地质问题现状砂宝斯金矿区地处大兴安岭林区，周围无矿山及工业，空气透明度高，区内山势平缓，植被发育、林木茂盛，土壤稳定性好，蓄水性较强，未发生过泥石流及山体滑坡等地质灾害。矿区前期有约15104 面积毁林开采，破坏了地表植被，局部发生水土流失。水质分析资料表明，砂宝斯金矿区地下水主要受原生环境的影响，砷、铁、锰含量较高。砷含量一般在0.013-0.19 mg/L，超标率为83.3%，最高值达0.1907 mg/L，超标18.07倍。铁含量一般在0.08-5.0 mg/L，超标率为50%，最高值达5.65 mg/L，超标17.8倍。锰含量一般在0.06-0.85 mg/L，超标率为50%，最高值达0.85 mg/L，超标7.5倍。同时，因地质勘探造成局部使用汽油、柴油，地表水和地下水已受到了一定程度的人为污染，酚超标。因本区腐植层厚，使地表水、地下水中有机质含量增加，地表水与地下水中耗氧量超标（见表3-1）。表3-1 水质中超标组分含量统计表（mg/l)样品编号采样地点TFeMnAlPbAs耗氧量COD挥发性酚超标组分SY1zk0902孔东侧0.250.060.07010.00000.13270.840.002砷超标12.27倍SY2上山公路边0.090.050.08050.01500.01904.040.002铅超标0.5倍，砷超标0.90倍，耗氧量超标0.35倍SY3北极村河上游无名河0.060.020.10370.00000.00252.020.002SY41号矿体0.420.000.54900.00010.03594.720.0030铁超标0.4倍，铝超标1.75倍，砷超标2.59倍，耗氧量超标0.575倍，挥发性酚超标0.5倍SY52号井北侧30m0.080.850.07260.00410.05513.280.002锰超标7.50倍，砷超标4.51倍，耗氧量超标0.10倍SY6水文1号2.690.450.23600.00000.07704.460.002铁超标7.97倍，锰超标3.50倍，铝超标0.18倍，砷超标6.70倍，耗氧量超标0.49倍SY7水文2号5.650.220.15080.00000.19070.840.002铁超标17.8倍，锰超标1.20倍，砷超标18.07倍SY8东沟河上游0.050.000.08740.00000.00183.620.002耗氧量超标0.21倍SY9东沟河下游0.090.010.11170.00000.00263.200.002耗氧量超标0.07倍SY10北极村河上游0.070.010.06690.00520.00341.430.002SY11合流处0.080.020.12560.00180.00403.620.0030耗氧量超标0.21倍，挥发性酚超标0.5倍SY12北极村河东侧小沟0.090.020.07570.00000.01352.950.002砷超标0.35倍在矿区采集了土壤污染分析样品4件，分析结果显示，砂宝斯岩金矿区土壤主要受原生环境的影响，砷含量较高。在采取的4个样品中，砷含量一般在220-760 mg/kg，超标率达100%，其余指标均未超土壤环境质量二级标准，见表3-2。表3-2 砂宝斯矿区土壤污染分析结果统计表(mg/kg)点号铬镍铜锌铅镉砷汞pH六六六滴滴涕T134.268.38.6468.535.10.051220.80.0334.64未检出未检出T231.348.268.0166.726.50.059760.80.1816.83未检出未检出T331.3510.56.7560.928.20.151350.60.1327.14未检出未检出T454.086.012.38164.021.40.351262.20.1897.21未检出未检出土壤环境质量二级标准15040.00502002500.3400.306.50.500.50200501002503000.60250.56.57.50.500.503.3.2 环境地质问题预测及其防治（1）固体废弃物固体废弃物堆积是未来矿山开采面临的一个环境问题。矿产开发过程中产生的大量固体废弃物，要采取回填恢复的治理措施，边采边治理，将采矿废渣（石）掺入凝固剂