區(qū)內屬半干旱高寒大陸性氣候，日溫差較大，冰凍期從11月到翌年5月，長達6個月之久，終年氣溫較低，平均溫度低于零下5°C。日溫差20r，年溫差40r，故巖石的風化作用以物理的凍結作用為主，化學風化作用較弱。區(qū)內水系發(fā)育，一般年平均降雨量為700?800mm，且多集中于5?9月，降水方式以雨、雪、雹為主，全年無霜期短。蒸發(fā)量985mm。區(qū)內主要為西北風，大風季節(jié)集中于10月至翌年4月，最大風速19m/s。由于海拔高、氣溫低、蒸發(fā)量大，絕對濕度與相對濕度都較小。礦區(qū)附近無工礦企業(yè)，無居民居住，夏季僅有少量的游牧民游牧至此。附近最近的居民點為東北方向約9km的上寺村，約有20多戶居民，以藏族為主，牧業(yè)為主產業(yè)，經濟落后。該區(qū)位于天水?蘭州地震帶西端，抗震設防烈度為伽度。1.5區(qū)域地質礦區(qū)位于北祁連造山帶冷龍嶺復式背斜的北翼，據(jù)前人以隆起和凹陷劃分的構造單元，測區(qū)屬于北祁連褶皺帶走廊過渡帶內帶的毛藏寺古凸起的北緣。毛藏寺古凸起是以加里東期巖漿巖和中奧陶統(tǒng)中堡組為基礎形成的構造單元，凸起的中間有眾多的小規(guī)模斷陷盆地，晚古生代、中新生代地層分布于其中。1.5.1地層區(qū)內地層劃分I級單元屬華北地層區(qū)，II級單元屬祁連山分區(qū)，III級單元屬北祁連小區(qū)。區(qū)域地層從寒武系到全新統(tǒng)皆有出露，以古生代和中生代為主。早古生代有寒武?奧陶?志留紀的海相活動型基底沉積，下寒武統(tǒng)為淺海相復理石建造，下奧陶統(tǒng)為海相中酸性火山巖?碎屑巖建造，中奧陶統(tǒng)為濱海相碎屑巖?（含鎂）碳酸鹽巖建造，志留系為淺海相碎屑巖?中酸性火山巖建造;晚古生代?全新世為陸相蓋層沉積，下泥盆統(tǒng)為山麓相磨拉石沉積建造，上泥盆統(tǒng)為湖泊相紅色沉積建造；晚古生代?中生代盆地中分布石炭?侏羅紀地層，石炭?新近系上新統(tǒng)地層以碎屑巖為主，為濱海相（C）?湖泊相（P—T）?河沼相（J）?河湖相（％和*）沉積，石炭?三疊紀（C—T）沉積具有明顯的繼承性。上石炭統(tǒng)和下侏羅統(tǒng)為該區(qū)的主要含煤地層，上石炭統(tǒng)產耐火粘土和螢石礦，早加里東期火山巖產銅（以朗力克銅礦為代表）、磁鐵礦，中奧陶統(tǒng)淺變質砂頁巖、泥灰?guī)r中產小型重品石礦（斜壕）。區(qū)域上出露的主要的地層的巖性分述如下：下奧陶統(tǒng)車輪溝群（（O1ch）：為區(qū)域上相對較老的基底地層，巖性為淺灰綠色變質砂巖夾千枚巖，由中粒變砂巖一細粒變砂巖一變粉砂巖一絹云千枚巖構成的不完整韻律層。與加里東期的花崗閃長巖呈侵入接觸，接觸帶廣泛發(fā)生角巖化蝕變，是銅、金、鉛等礦產的主要賦礦地層。上與泥盆系地層角度不整合接觸。中下泥盆統(tǒng)老君山群（D-lj）：出露了圖幅北側，呈帶狀分布，主要為暗紫、紫紅色砂巖、砂礫巖。與下伏下奧陶統(tǒng)車輪溝群和上覆下石炭統(tǒng)臭牛溝組均呈不整合接觸。下石炭統(tǒng)臭牛溝組（Cc）:呈條帶狀產于毛藏寺古凸起的南緣，主要巖性1為石英砂巖夾薄層灰?guī)r、薄煤層。呈角度不整合覆蓋于中下泥盆統(tǒng)老君山群之上。石英砂巖呈厚層狀?巨厚層狀，半陽河螢石礦體產于該巖層中；上部的薄層灰?guī)r、薄煤層多有珊瑚類化石產出。下二疊統(tǒng)大黃溝組（P）：以假整合覆蓋于下石炭統(tǒng)太原組之上，巖性為1dh紅色厚層狀的長石石英砂巖、石英砂巖，局部夾粉砂巖和頁巖。上三疊統(tǒng)延長群（Tyn）：巖性以暗綠、棕恢、灰褐色砂巖為主，與上二3迭統(tǒng)呈假整合接觸。第四系（Qpi）：為沖洪積砂礫石層，分布于現(xiàn)代沖溝、河谷中。1.5.2巖漿巖區(qū)域巖漿活動強烈，以加里東中晚期的中酸性巖為主，海西期有葫蘆溝超基性巖（蛇紋石化輝橄巖）和十沙河含礦堿性斑巖體，后者為海西晚期侵入體，Rb-Sr等時線年齡為256.11±12.5Ma〔。毛藏寺巖基呈不規(guī)則的長條狀沿毛藏寺古凸起的近軸部呈東西向侵入分布，面積達1000km2，毛藏寺巖基（分布于毛藏寺?十沙河一線）為代表，巖性為肉紅色中?；◢弾r（邊緣相）一花崗閃長巖、斑狀花崗巖閃長巖（中心相）。據(jù)2007年甘肅省地質調查院在下寺溝采獲樣品分析鋯石U-Pb同位素值為435±5.8Ma，結合區(qū)域資料，將該巖體形成年代定為加里東期。侵入體主要巖性為花崗閃長巖，局部相變?yōu)樾遍L花崗巖?；◢忛W長巖巖石顏色灰白色，中細粒狀結構，塊狀構造，主要礦物成分石英30%?40%，斜長石40?45%，鉀長石10?15%，角閃石10%，黑云母5?10%。巖體侵位為明顯超動式接觸，外接觸帶普遍具角巖化，北部邊界具片麻狀構造，局部具壓碎結構。接觸帶同化混染現(xiàn)象普遍，形成黑云母角巖、綠泥石角巖等。角巖帶寬數(shù)十米至百余米。角巖帶內局部地段發(fā)育硅化、綠簾石化、黃鐵礦化，偶見矽卡巖化體。中晚期由于中酸性花崗巖及其派生脈巖的侵入，形成螢石、重品石、黃鐵礦、磁鐵礦等礦點、礦化點。干沙溝腦堿性斑巖體：為北祁連地區(qū)發(fā)現(xiàn)的唯一堿性斑巖侵入體，侵入于毛藏巖基的西段，呈橢圓狀產出，地表出露面積0.32km2。主要巖性為霓輝正長斑巖：巖石顏色淺灰綠色、灰白色，斑狀結構，塊狀構造。由斑品和基質兩部分組成，斑品成分為鉀長石、鈉長石、霓輝石，粒徑3?5mm；基質成分為鉀長石、鈉長石、霓輝石、透閃石等。斑巖體中廣泛發(fā)育方解石化、螢石礦化、硅化等蝕變。蝕變較強的地段稀土、銅、鉛含量較高。鋯石U-Pb同位素值為244±4.2Ma，確定該斑巖體侵入期為海西期。脈巖：由于區(qū)內侵入巖分布較廣，而且經歷了多期次演化，其派生的脈巖比較發(fā)育，主要有輝綠巖脈、正長斑巖脈、石英脈、螢石脈。脈巖主要是沿小斷層和巖石的節(jié)理裂隙充填，巖脈寬數(shù)米，長十多米?數(shù)百米。走向以北西西向為主，其次為北東向。1.5.3構造1.褶皺構造礦區(qū)位于冷龍嶺復式背斜中的毛藏寺背斜（毛藏寺古凸起）的近軸部，巖漿巖的侵入破壞作用強，故區(qū)內的褶皺構造不明顯。中奧陶統(tǒng)中堡群為傾向南西的單斜構造，傾角65。?80。，地層的延伸方向呈北西西向。晚古生代的石炭系和二疊系地層呈角度不整合覆蓋于其上，呈緩傾的單斜狀產出，地層傾向南，傾角較緩，一般20°左右。2.斷裂構造由于區(qū)域上的工作程度較低，以往區(qū)域上有關斷裂構造資料較少，主要在北西西向區(qū)域性斷裂發(fā)育，該組斷裂在地表延伸長，斷層兩側巖石破碎，發(fā)育數(shù)米寬的斷層破碎帶。近幾年隨找礦和研究工作的深入，發(fā)現(xiàn)區(qū)內斷層較發(fā)育，但多數(shù)規(guī)模較小，并被后期的脈巖充填，特征不明顯。區(qū)域上的斷裂構造主要有兩組：一組與構造線一致的北西西向壓扭性斷層，另一組是北東向的張扭性斷層，后一組切割前一組。兩組斷層特征分別進行敘述。北西西向的壓扭性斷層：在區(qū)域上比較發(fā)育，主要見于中奧陶統(tǒng)中堡群和巖體內，斷層的產狀與地層的產狀基本一致，故斷層破碎帶不發(fā)育，巖石被強烈片理化，形成一系列片理帶，片理帶內擠壓片理呈30?20cm的條帶密集相間排列，夾有較多的剛性巖石的構造透鏡體，兩側巖石節(jié)理裂隙密集排列，錯綜交叉。北東向張扭性的斷層：以往對該組斷層未引起足夠重視，隨著本次工作研究的深入，發(fā)現(xiàn)區(qū)域上的許多礦產，尤其是螢石礦與該組斷層關系密切，如半陽河螢石礦、十沙鄂博螢石礦、上寺郭村螢石礦、毛藏寺九溝銅金礦的礦體均產于該組斷層中。該組斷層形成較晚，且具多期次活動的特征，對早期形成的地質體有較大的破壞作用。斷層發(fā)育較寬的斷層破碎帶，破碎帶膠結物為斷層泥和硅質，膠結弱，結構疏松，故沿斷層常形成溝谷、啞口等負地形，特征明顯。1.6.1地層奧陶系車輪溝群的流紋英安質凝灰?guī)r（Och）出露分布在礦區(qū)北部，呈不規(guī)則橢圓狀的捕擄體產出。礦區(qū)一帶主要為下巖組流紋英安質凝灰?guī)r，與花崗閃長巖呈侵入接觸，巖石具弱的絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、黃鐵礦化和混染巖化。該地層呈零碎殘留體條帶狀近北北東向展布，地層產狀：傾向190°?210°，傾角76°。該巖組巖石變形較強，褶皺、劈理發(fā)育，角巖化蝕變普遍。礦區(qū)北4km處的流紋英安質凝灰?guī)r中有銅礦產出。第四系冰積礫石層（QPL）主要分布在現(xiàn)代沖溝中，組成礫石60?70%，砂20?30%，粘土10%。礫石大小不一，一般多在10?40cm之間，礫石多呈次棱角狀一次圓狀。礫石間多為砂質充填，粘土含量較少。礫石層分選性差，成層性弱。為典型的冰積成因。1.6.2巖漿巖加里東期花崗閃長巖（Y。）主要巖性為灰白一淺綠色中?；◢忛W長巖，礦物成分以石英（20%?25%）、斜長石（為中奧長石45%?55%）、鉀長石（15%?20%）為主，暗色礦物較多，以黑云母（5%?10%）為主，次為角閃石，副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石等，局部相變?yōu)樗瓢郀罨◢忛W長巖，斑品為粒徑3?5mm的鉀長石。蝕變特征：區(qū)內巖石劈理、節(jié)理發(fā)育，巖石廣泛發(fā)生鉀長石化、綠泥石化、硅化、絹云母化、高嶺土化等蝕變。脈巖礦區(qū)內巖脈比較多，主要有花崗細品巖脈（YI）、石英脈（q）、閃長巖脈（6）和輝綠巖脈（Bu），其走向多為北北東向、次為北西西向和近東西向?；◢徏毱穾r脈（YI）:為礦區(qū)內分布最廣的脈巖之一，礦區(qū)內共發(fā)現(xiàn)圈出11條，一般寬數(shù)米，延伸長數(shù)十米至百余米，巖石顏色暗紅色花崗細品結構，塊狀構造，脈狀產出。巖石由正長石45%、斜長石10%、石英40%組成。產出多以北北東向為主，其次為近東西向和北西向。據(jù)礦區(qū)東部干沙溝腦稀土礦工作資料，花崗細品巖脈形成較晚，對稀土、鉛鋅等礦脈均有破壞性。據(jù)其對花崗細品巖脈走向統(tǒng)計，分布以北北西向和北北東向兩組為主。閃長巖脈（6）：礦區(qū)內共見2兩條，厚度1m?1.5m，地表延伸長80多米。走向為近南北向。輝綠巖脈（Bu）礦區(qū)內僅見一條，地表脈巖自然出露，淺部三號平硐中揭露見到巖脈，厚度1.5m左右，巖石呈墨綠色，輝綠結構，組成輝石、斜長石等。局部見星點狀黃鐵礦。石英脈（q）：礦區(qū)內共見3條，產于主成礦斷層附近，產狀與斷層基本一致，出露寬1m?2m，長數(shù)米?數(shù)十米，塊狀構造。巖石裂隙發(fā)育，局部脈巖具微弱方鉛礦化。1.6.3構造礦區(qū)地層遭受巖體的強烈吞蝕，褶皺構造無顯示，斷裂構造發(fā)育。以往十沙溝腦稀土礦普查填繪出十余條規(guī)模大小不等、性質不同的斷層，以放射狀斷裂和環(huán)狀斷裂為主。放射狀斷裂圍繞堿性巖體的外側呈放射狀分布，形成寬0.5?1.0m的斷裂，斷裂破碎帶成搓碎帶，被后期的花崗細品巖脈、石英脈、閃長巖脈充填，傾角較陡，一般70。?80°,性質各異，以張性、張扭性為主。按十沙溝腦稀土礦普查成果的構造劃分，本礦區(qū)屬于干沙溝環(huán)帶構造外環(huán)部分，確定本螢石礦區(qū)巖脈分布具放射狀特征，但含礦斷層走向平直、下盤斷層泥發(fā)育等特征與干沙溝稀土礦環(huán)狀斷層的特征有明顯區(qū)別，暫不劃為環(huán)狀斷層系列。礦區(qū)內其它斷層均被后期脈巖充填，特征不明顯，但螢石礦的賦礦斷層斷層泥發(fā)育，具多期次活動特征。斷層沿走向延伸較長，規(guī)模較大，其上盤又派生出一系列次一級斷層，但均被石英脈和花崗細品巖脈充填。F1斷層特征：該斷層地表斷續(xù)延伸長大于2km，斷層上盤為抗風化能力較強的花崗閃長巖，斷層中為抗風化能力弱的螢石礦脈和斷層泥，兩者抗風化能力差異較大，故沿斷層走向地貌上表現(xiàn)為陡崖、埡口，斷層的地貌標志比較明顯。斷層發(fā)育在花崗閃長巖中，斷層面走向20。?25。，傾向北西，為310。，傾角較陡，地表為65?78。。深部平硐均大于75°。斷層發(fā)育較寬的斷層破碎帶，寬1.5m左右，由斷層角礫巖和斷層泥組成，斷層角礫含量60%，斷層泥40%，巖石結構致密，為硅質膠結和鈣質膠結，角礫的巖性單一為花崗閃長巖，斷層兩側的巖石廣泛發(fā)生鉀長石化、高嶺土化蝕變。1.8.1水文地質區(qū)域水文地質礦區(qū)位于北祁連中段冷龍嶺的北坡，地表溝谷縱橫，泉和高山草甸沼澤密布，地表水體豐富。同地表水一樣，區(qū)內的地下水體也較為豐富，但分布和埋藏條件比較復雜，依據(jù)地貌、巖性及地下水的埋藏條件等，對區(qū)內的地下水特征分述如下：⑴砂礫卵石孔隙潛水冷龍嶺北坡地貌上多屬于內陸平頂式冰川地貌，海拔3200m以上的地段，在地貌上表現(xiàn)為山脊為冰川的刃脊，溝谷呈“『，形，溝腦仍保留冰斗的雛形。在“U”形谷和冰斗中均為砂礫卵石層覆蓋，厚度變化較大，從數(shù)米全數(shù)十米不等。地下水補給為大氣降水和冰雪融水，地下水飽和度高，埋深淺，多出露地表形成泉，再匯集成河流。單泉涌水量一般小于20m3/d，水化學類型為CI-SO4-Na-Ca型，礦化度小于0.5g/L。⑵基巖裂隙水主要分布于冰川的刃脊等基巖裸露區(qū)，基巖的巖性為花崗閃長巖、英安巖、千枚巖、變石英砂巖、長石石英砂巖等，巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，靠近地表部位冰解作用強，巖石裂隙多為張性裂隙，地下水飽和度高，水位埋深淺。向深部冰解作用減弱，張性裂隙減少，基巖裂隙水逐漸消失。單井涌水量一般小于10m3/d，水化學類型為Cl-SO4-Na-Ca-Mg型水，礦化度小于0.5g/L。礦區(qū)水文地質特征⑴礦區(qū)水文地質礦區(qū)內的地下水類型主要有溝谷第四系砂礫碎石孔隙潛水、基巖裂隙水和構造斷裂脈狀水。區(qū)內螢石礦產于斷層破碎帶中，構造斷裂脈狀水對礦床開采影響最大。礦區(qū)內的三種類型水文特征分述如下：第四系砂礫碎石孔隙潛水：主要分布于冰積礫石層分布區(qū)，砂礫碎石厚度為數(shù)米全數(shù)十米，空隙發(fā)育，地下水的飽和度大。根據(jù)礦區(qū)附近觀測的四個泉水點基本情況來看，單泉涌水量一般是100?200L/d，并隨季節(jié)變化較大，雨季和春季冰雪融化期涌水量增大，冬季減少，甚至干枯。礦區(qū)內砂礫碎石孔隙潛水主要以泉的形式溢出地表，匯聚形成十沙鄂博徑流，其徑流量隨季節(jié)變化較大，夏季冰雪融化、降水增加，流量增大；冬季降水減少、冰雪融化停止，流量降低甚至發(fā)生斷流。徑流量一般為10L/S?100L/S，水質較好，可完全滿足礦山建設、開采的生活、生產用水需要?；鶐r裂隙水：加里東期的花崗閃長巖是區(qū)內螢石礦的賦礦層位。礦區(qū)內和礦區(qū)南部的干沙溝腦稀土多金屬礦探礦的過程中施工較多探礦平硐，根據(jù)對這些平硐中水文觀測資料對比研究認為，在礦區(qū)內基巖裂隙水賦存富集與巖層巖性關系不大，基巖裂隙水主要賦存富集在近地表20m范圍內冰劈作用形成的張性裂隙中，向深部冰劈張性裂隙逐漸減少，基本無基巖裂隙水滲出，40m以后基巖裂隙水完全消失。構造斷裂脈狀水：礦區(qū)內螢石礦賦存于斷層破碎帶中，破碎帶中巖石擠壓破碎強烈，巖石多呈碎塊狀、粉末狀，空隙率較大，有利于地下水的滲入和流動。尤其是螢石礦成礦期后斷層重新復活，斷層破碎帶結構疏松，空隙率更大，地下水飽和度高。在礦體的上盤均發(fā)育數(shù)十厘米厚的斷層泥，為地下水的隔水層，在平硐等采礦工程施工過程中破壞該隔水層后，將會造成地下水的大量涌入。在不同地段，構造斷裂裂隙脈狀水的涌水量變化較大，主要受補給量的大小有關，構造斷裂脈狀水補給主要是冰雪融化水和大氣降水，當夏季冰雪融化、降水增加，流量增大；冬季降水減少、冰雪融化停止，流量降低；陽坡冰凍層不發(fā)育流量?。魂幤卤鶅鰧虞^厚，流量大。⑵地下水的補、徑、排條件地下水補給來源主要是大氣降水、其次為冰雪融水和凍土層融水。礦區(qū)內溝谷發(fā)育，高差800m以上，坡降較大，大部分降水在地表沿斜坡流入溝谷，形成徑流排出區(qū)外，僅少部分下滲補給全地下潛水；正好相反，冰雪和凍土層融水融化緩慢，融化水大部分下滲地下補給全地下水。區(qū)內地下水的流向與地表水的流向一致，排泄為順其斜坡以潛流形式由高向低，由南東向北西流動，最終匯聚于干沙鄂博中。⑶礦床充水因素分析。礦區(qū)內第四系砂礫碎石層厚度大，空隙率高，凍土層發(fā)育，地下水飽和度高，但分布局限，設計施工的探、采礦工程可以避開砂礫碎石層；礦層及圍巖中賦存的基巖裂隙水主要富集在近地表20m以內的范圍內，對礦床開采影響不大。對礦床開采最具影響的是構造斷裂脈狀水。礦區(qū)內發(fā)現(xiàn)的螢石礦體受F1斷層控制，斷層后期重新復活時發(fā)生以脆性碎裂為主的運動，破碎帶延伸長，結構疏松，斷層兩側圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，都有利于地下潛水的滲入、流動；破碎帶上盤發(fā)育一層連續(xù)的斷層泥，形成一層有效的隔水層，把地下潛水匯聚起來，一旦該隔水層受到破壞，大量的潛水涌入探礦、采礦的工程內，影響工程的順利施工。位于礦區(qū)南側半陽河螢石礦開采多年，長期以來順控礦斷層涌入的構造斷裂脈狀水嚴重影響著礦床的正常開采生產，為此進行過專門的觀測、研究，積累了豐富的水文資料和治理防范經驗。該礦區(qū)的礦床水文地質特征與半陽河螢石礦礦床水文地質特征基本一致，據(jù)半陽河螢石礦的礦床水文觀測研究認為，構造斷裂脈狀水對探礦、采礦工程施工影響主要表現(xiàn)在