林縣楊家莊鐵礦礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

李 清 ，趙彥巧，王 青

河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南鄭州 450016

0 引言

楊家莊鐵礦區(qū)位于河南省林縣境內(nèi)，礦區(qū)東部和安陽縣接壤，西距林縣城約21km，東距安陽市38km。礦區(qū)地形位于太行山東部，林縣城東的丘陵山地，北有塔山，黃龍腦，南有五華山和磨盤腦，東有紗帽山，礦區(qū)內(nèi)為群山環(huán)抱，山勢(shì)走向基本為東西向延展，最高標(biāo)高645.08m，最低標(biāo)高337.70m。本區(qū)冬季嚴(yán)寒，夏季酷熱，溫差較大，屬大陸性氣候。年平均降水量700mm。本次研究根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)勘查，研究礦床的水文地質(zhì)條件，為礦石的開發(fā)設(shè)計(jì)以及地質(zhì)工作提供依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)概述

礦區(qū)內(nèi)出露有奧陶系中統(tǒng)馬家溝組以黃褐色、磚灰色薄層狀白云巖為主，第三系湯陰組以角礫巖為主及第四系黃土坡積物。

該礦區(qū)由于處于弧形褶皺帶的偏西部位，其構(gòu)造特征嚴(yán)格地受此褶皺帶控制。以褶曲為主，斷裂次之。該礦區(qū)由楊家莊主背斜及上臺(tái)向斜組成，二者均為復(fù)試褶皺，褶曲軸向120°左右，東西縱貫本區(qū)，主褶皺一般南翼產(chǎn)狀較平緩，北翼產(chǎn)狀較陡，次級(jí)褶皺甚至倒轉(zhuǎn)。

該區(qū)巖漿巖包括超基性巖，中性巖和堿性巖。其巖石種類為角閃石巖，角閃閃長巖，閃長巖，閃長斑巖，斜長斑巖，石英正長斑巖及堿性正長斑巖等。

2 水文地質(zhì)條件

2.1 區(qū)域水文地質(zhì)條件

礦區(qū)本身是一個(gè)小的盆地，區(qū)域雖有橫水河和紅旗區(qū)從礦區(qū)的西和南面流過，但對(duì)礦區(qū)地下水無影響。

本區(qū)位于太行山褶皺帶東翼，其主要構(gòu)造線受太行山褶皺的控制，走向?yàn)镹NE—SSW。區(qū)內(nèi)出露的地層雖多，但作為主要含水層只有中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r和大理巖，為裂隙巖溶含水層，次要得為火成巖風(fēng)化裂隙含水層等。

中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r和大理巖裂隙巖溶含水層 ，在全區(qū)廣泛出露，灰白—深灰色，厚層至中厚層狀，局部有薄層狀，本組共分七層，其中又尤以中奧陶統(tǒng)馬家溝組第七層灰?guī)r水量為最豐富，第三層次之，第五層最差，這只是一般的情況，也并非是絕對(duì)的。水位標(biāo)高為130m ～381.87m，單位水量為4.85L/s·m～55L/s·m。

火成巖風(fēng)化裂隙含水層，有閃長巖、蝕變閃長巖、角閃閃長巖及閃長斑巖、斜長斑巖，在全區(qū)廣泛出露，據(jù)目前所了解最大風(fēng)化裂隙發(fā)育深度為80m 左右。一般為50m～70m。水位埋藏深度變化大。單位涌水量為0.027L/s·m～0.48L/s·m。受季節(jié)控制明顯。

奧陶系下統(tǒng)，冶里組白云巖，灰白—灰色，厚層至薄層狀，產(chǎn)狀較平緩，是較好的隔水層，在地表只局部出露。中奧陶統(tǒng)馬家溝組的泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、也是隔水巖層。

2.2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦區(qū)位于太行山東麓的線割切的低山區(qū)，其地形特點(diǎn)是一個(gè)四周群山環(huán)抱的小盆地，地勢(shì)是西北高，東南低，此盆地的地勢(shì)比礦區(qū)外圍的地勢(shì)要高，礦區(qū)內(nèi)地形坡度較大，有利于大氣降水的排泄，礦區(qū)內(nèi)無地表水體。

礦區(qū)的地層受區(qū)域地層控制的，含水層與隔水層同樣也受區(qū)域的控制。但兩者又有差別，其主要含水層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r和大理巖裂隙巖溶含水層，次要為火成巖風(fēng)化裂隙含水層，隔水層有泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r及完整的火成巖。其特征分述如下：

含水層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r及大理巖裂隙巖溶含水層，在礦區(qū)內(nèi)，只有第三層灰?guī)r與大理巖裂隙巖溶含水層，是礦區(qū)的主要含水層，出露在黑龍腦、上臺(tái)及楊家莊一帶，巖性為灰、灰白、深灰色，中厚層狀，致密塊狀，質(zhì)較純，局部有黃斑狀及假角礫狀。出露厚度為130m，裂隙比較發(fā)育，在鉆孔中發(fā)現(xiàn)少量的巖溶，最大的直徑為3m。在水平和垂直方向上，其規(guī)律性不明顯。在巖溶中很少有充填物。地下水位標(biāo)高為309.90m～381.87m，含水層厚度為25.92m～74.10m。單位涌水量（g）為0.217L/s·m～1.427L/s·m，滲透系數(shù)（K）為0.3m～3.1m/日，水質(zhì)類型為HCO3SO4～Ca.Mg 型到HCO3SO4—Ca 型水，礦化度為0.337g/L～0.46g/L，pH 值為7.5 左右。受大氣降水的直接補(bǔ)給。水位季節(jié)性變化幅度較大。礦區(qū)與區(qū)域此含水層的差別是，一是中奧陶統(tǒng)馬家溝組上部含水層在礦區(qū)被剝失了，二是水量小的多，三是水位高的多。

火成巖風(fēng)化裂隙含水層，主要有閃長巖、蝕變閃長巖和角山閃長巖。在礦區(qū)分布廣泛。本層含有風(fēng)化裂隙潛水，潛水面埋藏深度為6m～25m，單位涌水量（g）為0.745L/s·m～0.032L/s·m，水質(zhì)類型為HCO3—Ca 型至SO4。HCO3～Ca.K+Na 型水，pH 值為7.7 左右，礦化度為0.28g/L～0.56g/L。大氣降水是維意的補(bǔ)給來源，所以水位和水量季節(jié)性變化幅度大。

隔水層，中奧陶統(tǒng)馬家溝組泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r，黃褐色，泥質(zhì)成分高，所以是不含是的。因泥質(zhì)成分不均，含鈣質(zhì)成分高的，就略含一點(diǎn)水，即局部為弱含水是，本層可視為隔水層?；鸪蓭r除風(fēng)化裂隙發(fā)育帶和構(gòu)造裂隙發(fā)育處外，其余是致密、堅(jiān)硬的、裂隙不發(fā)育的火成巖，一般皆不含水，是良好的隔水層。

2.3 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造水文地質(zhì)條件

礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造是褶皺為主，斷裂次之。楊家莊主背斜控制全區(qū)。背斜軸走向?yàn)?20°左右，背斜軸部由閃長巖和角山閃長巖組成，兩翼為馬家溝組灰?guī)r組成。該背斜軸部基本是一個(gè)隔水墻。從鉆孔和民井水文地質(zhì)資料可以證明，在近背斜軸部，為閃長巖。抽水試驗(yàn)時(shí)，降深為27.46m，水量為0.868L/s，可視為隔水層。因此其兩翼馬家溝組灰?guī)r，被火成巖切割而不相連接。故地下水沒有水力聯(lián)系。

2.4 礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

礦區(qū)地下水即不接受區(qū)域地下水的補(bǔ)給，區(qū)內(nèi)又無地表水體，所以礦區(qū)的地下水補(bǔ)給來源就只有大氣降水的滲入了。因?yàn)榈V區(qū)地下水是潛水或微承壓水，所以蒸發(fā)式其主要的排泄方式。另外，人類的活動(dòng)也是排泄地下水的一個(gè)方式，以垂直排泄為主，只有少量的地下水向東北或東南方向緩慢地流走。

群孔抽水試驗(yàn)的說明：對(duì)吳家井礦段，進(jìn)行了群孔抽水試驗(yàn)，主控為L_1 孔，觀測(cè)孔L_2 孔。抽水試驗(yàn)結(jié)果，按一個(gè)主孔及一個(gè)觀測(cè)孔的計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果與按單孔計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果是不一樣的，見下表1：

計(jì)算方法 計(jì)算公式 第一落程 第二落程 第三落程K R K R K R按一個(gè)主孔及一個(gè)觀測(cè)孔images/BZ_339_365_915_604_1098.png0.27 40.48 0.25 47.00 0.22 53.00

表1 抽水試驗(yàn)結(jié)果

由此得吳家井礦段250m 水平預(yù)測(cè)坑道涌水量為490.23t/日。

3 結(jié)論

本次研究工作主要得出主要結(jié)論如下礦區(qū)水文地質(zhì)條件，基本上是一個(gè)孤立的水文地質(zhì)單元，大氣降水是唯一的補(bǔ)給來源，涌水量小，以垂直排泄為主徑流條件很差。礦區(qū)內(nèi)部的含水層，又分成獨(dú)立的幾小塊。

[1]李志功，等.河南省林縣楊家莊鐵礦區(qū)勘查地質(zhì)總結(jié)報(bào)告[R].河南省冶金廳第一地質(zhì)隊(duì)，1981.

[2]房佩賢，衛(wèi)中鼎，等.專門水文地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1987.

[3]趙彥巧，馮昂.陜縣寺家溝—胡溝礦區(qū)金礦開采技術(shù)條件分析[J].北京：科技傳媒，2012.