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西藏玉龙铜矿水源地供水水文地质勘探项目
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西藏玉龙铜矿位于海拔4200m以上的青藏高原高山峡谷区, 铜金属储量650万吨,平均品位2.5%,是世界级特大型铜矿。1966年发现该矿后并进行了地质勘探,由于水、电、路问题难以解决,一直未能得到开发利用。2003年,西部矿业股份有限公司委托国内一个勘探单位进行了供水水文地质勘查,认为该区地下水资源匮乏,提出了拦截地表水方案,但由于缺乏合适的坝基位置,拦截地表水方案不成立。2004年4月,华勘院受西部矿业股份有限公司委托,对玉龙矿区进行了实施踏勘、考察,之后,稳妥有序地展开了勘探工作。

2004-2006年,华勘院曾3次挺进青藏高原,在海拔5200米深切割世界屋脊,为西藏玉龙铜矿进行供水水源地勘探。华勘院在勘探中将系统理论应用于水文地质勘探实践,辩证分析局部泉域的相对独立性与整个地下水系统的统一性,辩证分析地下水分散消耗与集中排泄的关系,寻找供水有利地段,研究地下水可控性,研究“三水”转化关系,评价地下水天然资源量和可采资源量。历时三年,终于在世界屋脊且地质、水文地质空白区找到了满足矿山3万吨/日要求的理想水源地,致使矿山得以立项、投产,弥补了国内外该领域研究的空白。该项目勘探费2060万元。

2010年10月-2011年5月,为了满足业主要求,正值寒冷的冬季,华勘院进入高寒地区,踏冰卧雪,实施了玉龙铜矿探矿勘查和选矿试验采样工程项目。2012年,为了满足矿山生产的需要,解决尾矿的排放,防止下游地下水污染,又完成了尾矿库库区水文地质和工程地质勘察,之后又实施了玉龙铜矿浸出渣堆场工程地质勘察和生产探矿工程项目,累计工程费用2600万元。质分区中岩溶地下水运动规律形成了全新的认识。研究区沟谷纵横、泉点遍布,但总体来看,北面为觉高曲与诺玛弄地表分水岭、西面为金沙江与澜沧江地表分水岭、南面为觉高曲与昂青地表分水岭,东面为上三叠统甲丕拉组砂页岩隔水层,构成一个完整的水文地质单元,面积为255.87 km2。单元内分布的上三叠统波里拉组灰岩为主要含水层,分布面积147.73km2。地下水的补给方式主要为大气降水和地表水渗漏补给,地下水与地表水交替运动频繁,地下水的径流受地形影响形成不同泉域,但总体上,受最低侵蚀基准面觉高曲的控制,区域地下水从北面、西面、南面向觉高曲沟谷汇集后,沿觉高曲向东南方向运动,至东侧遇到上三叠统甲丕拉组砂页岩隔水底板后,地下水径流受阻,以泉水形式溢出地表,本区为全排型岩溶地下水系统。通过研究区域地下水集中排泄区地下水可控性,建立水源地,变分散的泉水排泄为集中开采,并袭夺河水入渗补给,水源地下水可开采量满足矿山需水要求,使玉龙铜矿顺利立项、投产,极大地促进了当地经济建设。

长期以来,南方岩溶特别是西南地区找水难度大,本区位于青藏高原高山峡谷区,地壳上升,切割强烈,含水层厚度小,寻找大中型集中水源地难度大。同时,矿区位于长江上游自然保护区,生态环境脆弱,开发资源与保护环境处于两难,因此,该研究成果与国际同类技术相比处于先进。目前,青藏高原高山峡谷区水文地质研究程度很低,本项目对该区岩溶地下水系统特征、对于高原找水具有重要的借鉴意义。

该项研究成果创造性与先进性主要表现在以下三方面:

1、内陆干寒气候下的青藏高原水文地质区研究程度很低,由于喜马拉雅山运动,该区地壳上升,剥蚀强烈,含水层厚度小,在青藏高原寻找地下水集中供水水源地难度很大,该项目对青藏高原水文地质区岩溶地下水系统特征的研究填补了国内空白。

2、以往研究局限于各个局部泉域,忽视各个泉域之间的联系,认为地下水接受大气降水补给后,短途运移,就地排泄,得出了地下水资源匮乏、难以建立大型集中供水水源地的结论。本项目以系统理论,辩证分析各个局部泉域的相对独立性与整个水文地质单元地下水的统一性,辩证分析地下水中途排泄与集中排泄的辩证关系,寻找储水构造,通过降低地下水位使各个泉域地下水受控,变分散消耗为集中开采,建立了水源地。

3、以资源与环境可持续发展理念进行水文地质勘探。矿区位于长江上游自然保护区,生态环境脆弱,露天采场、尾矿库均位于区域地下水补给区,为矿山长期永续、安全供水和保护区域水环境,以玉龙沟首采地段,强抽地下水,形成地下水降落槽,拦截上游污水体;以觉高曲泉群附近为集中供水水源地,保障工业用水,防止污染下游水环境;以麦弄沟口为生活用水水源地,保障矿山生活供水安全。

通过该项目的实施形成的研究成果具有深远意义。一是本项目解决了玉龙铜矿供水问题,使玉龙铜矿顺利立项、投产,圆了40多年来几代人开发玉龙铜矿的梦想。玉龙铜矿作为中国储量最大的铜矿山,其开发将缩小的我国铜产量与市场需求的缺口,对我国甚至对世界冶金界都产生了重大影响。二是玉龙铜矿的开发是西藏工业建设的里程碑,在荒芜人烟的青藏高原上,在千年茶马故道旁,现代化玉龙镇因矿山开发而崛起了,对于西部大开发、民族团结、稳定边疆意义深远。三是青藏高原高山峡谷区水文地质研究程度很低,世界屋脊寻找大型供水水源地难度大,本项目对青藏高原高寒气候下岩溶地下水系统特征的认识、对于青藏高原供水方向选择具有重要的借鉴意义。