新疆和靜縣備戰(zhàn)礦區(qū)水文地質(zhì)勘探類型劃分的探討

朱慧秦，陸志明

（新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊，新疆 昌吉 831100）

1 自然地理概況

礦區(qū)位于天山北麓的博羅霍洛山北坡，距南側(cè)天山主峰僅3Km，礦區(qū)南側(cè)及西側(cè)均為永久性山麓冰川。南側(cè)冰川至備戰(zhàn)礦床距離1.3Km。礦床位于伊開哈仁郭薩拉河河谷中，東西延伸至兩側(cè)山坡。區(qū)內(nèi)地形起伏較大，地形單一，兩山夾一谷，呈單一的“V”字形。地層走向近東西向，地層產(chǎn)狀：傾向0°～20°，傾角50°～70°，礦體（層）產(chǎn)于各類矽卡巖中，地表大部地段被第四系松散沉積物所覆蓋，基巖露頭較少。地形陡峭，坡度較大，植被不發(fā)育，僅在河谷緩坡上生長低矮的草本植物，沖溝發(fā)育，有利于地表排泄[1]。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

（1）含（隔）水層的劃分。依據(jù)礦區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)特征、鉆孔編錄資料、簡易水文觀測等劃分依據(jù)，將勘查區(qū)地層劃分為四個含水層（段），一個隔水層（段）。第四系松散巖類凍結(jié)層水、下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組、阿克沙克組基巖裂隙含水層、致密狀矽卡巖相對隔水層、碎裂狀矽卡巖基巖裂隙承壓自流含水層、塊狀巖類裂隙含水層(Ⅴ)。其中礦區(qū)范圍內(nèi)主要出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組、阿克沙克組基巖裂隙含水層。巖性較為復(fù)雜，風(fēng)化帶裂隙較發(fā)育，主要接受伊開哈仁郭薩拉河水下滲、大氣降水、融化雪水的補(bǔ)給，賦存一定量的地下水。根據(jù)鉆孔抽水試驗成果，單位涌水量q=0.00079 L/S·m，滲透系數(shù)K=0.0037m/d，影響半徑R=9.17m，水位標(biāo)高3431.72m，水位埋深36.53m，屬于弱富水含水層。

（2）構(gòu)造對礦床充水的影響。礦區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，較大斷裂共3條，多為壓扭性斷層，因殘坡積覆蓋，斷層實測長度較小。在礦體（層）底板穩(wěn)定隔水層下部，由于F3斷裂構(gòu)造的影響，據(jù)鉆孔揭露穿過礦體(層)、各類致密狀矽卡巖后，進(jìn)入碎裂狀矽卡巖破碎帶，一般厚度10m～30m，巖石普遍較破碎、節(jié)理、裂隙發(fā)育，RQD值偏低，屬中等-強(qiáng)富水性。在正常排水條件下，構(gòu)造因素對礦床充水有利[2]。

（3）地下水與地表水間的水力聯(lián)系。礦區(qū)內(nèi)僅伊開哈仁郭薩拉河為常年性地表水流，冬季封凍時幾乎斷流，該河流量較小，動態(tài)顯著，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水，冰川、冰雪消融水的補(bǔ)給。在河流上游較高部位，通過斷裂破碎帶及基巖裂隙下滲補(bǔ)給基巖裂隙承壓自流含水層。河水可通過下伏第四系全新統(tǒng)砂礫石層補(bǔ)給基巖含水層。致使基巖含水層與地表水發(fā)生水力聯(lián)系。區(qū)內(nèi)地下水與地表水間存在密切的水力聯(lián)系，且補(bǔ)給源水量較充沛，兩者之間水力聯(lián)系密切。

（4）含水層之間的水力聯(lián)系。據(jù)本次調(diào)查資料，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地貌、水文地質(zhì)條件，礦區(qū)地下水的形成主要接受大氣降水、冰川、冰雪消融水的補(bǔ)給，同時接受部分地下水徑流補(bǔ)給。第四系冰川為固體水庫，它是各類含水層的主要補(bǔ)給來源，春夏冰川消融后，與之相鄰的含水層均接受其補(bǔ)給。礦區(qū)內(nèi)總體上含水層較為復(fù)雜，地下水由南向北依次補(bǔ)給，水位高的補(bǔ)給水位低的，各含水層之間的水力聯(lián)系密切。

（5）地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件。礦區(qū)地下潛水的主要補(bǔ)給源為大氣降水、冰川、冰雪消融水和地表水，這些補(bǔ)給水源通過基巖風(fēng)化裂隙垂直入滲補(bǔ)給下伏基巖含水層，地表水則在溝谷中通過基巖或通過上覆第四系砂礫石、碎石層入滲補(bǔ)給下伏基巖含水層。由于受斷裂構(gòu)造F3的影響，礦區(qū)內(nèi)獨特的地質(zhì)構(gòu)造條件，形成了備戰(zhàn)礦區(qū)深部承壓水，在地形低洼處形成了承壓自流水，該地下水的主要補(bǔ)給源為伊開哈仁郭薩拉河地表水。地表水由南部高位向北縱貫礦體（層）底板承壓水補(bǔ)給區(qū)，在南部礦床底板相應(yīng)部位巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育處進(jìn)行飽和式補(bǔ)給，沿礦床底部穩(wěn)定隔水層之下的矽卡巖中徑流。礦區(qū)地勢呈南高北低的“Ⅴ”型山谷，據(jù)抽水試驗孔及靜止水頭觀測孔成果，并結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料及地形地勢，判定礦區(qū)地下水流向是由南向北方向運(yùn)移。

（6）礦床充水因素分析。①地層含水性。礦區(qū)出露地層巖性主要為巖性主要由凝灰?guī)r夾安山巖、凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)礫巖、礫巖、凝灰?guī)r、安山巖等組成，地下水賦存于巖石的裂隙中。針對直接充水含水層下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組地層進(jìn)行抽水試驗成果，查明該地下水屬弱富水含水層，但由于基巖裂隙水的富水性不均勻，含水層分布位置在礦體底板之上，總體上該層不利于礦床充水。井工開采時在礦體（層）底部應(yīng)特別注意超前探水，留足防水礦柱。②構(gòu)造。在礦體（層）底板穩(wěn)定隔水層下部，有F3斷裂構(gòu)造通過，據(jù)鉆孔揭露穿過致密狀矽卡巖、二長花崗巖、鉀長花崗巖、矽卡巖化安山質(zhì)凝灰?guī)r后，進(jìn)入各類碎裂狀矽卡巖破碎帶，一般厚度10-30m，受斷裂構(gòu)造的影響，巖石普遍較破碎、節(jié)理、裂隙發(fā)育，RQD值偏低，在此形成了承壓自流含水層，屬中等-強(qiáng)富水性。③大氣降水。礦區(qū)地形總體南高北低，起伏較大，地形單一，為兩山夾一谷的“V”字型，沖溝發(fā)育，有利于地表水排泄，建井時必需加強(qiáng)井口的防洪措施。當(dāng)井下采礦后，打破了巖層原有的穩(wěn)定性，使上覆巖層失去支撐，而發(fā)生位移，巖石裂隙會增大增多，在地表低洼處，大氣降水和融化雪水易匯集于沖溝及低洼地段，通過節(jié)理，裂隙進(jìn)入礦井，造成礦坑涌水量增大，甚至造成淹井事故。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)勘探類型的劃分及其復(fù)雜程度

根據(jù)鉆孔針對直接充水含水層下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組地層的抽水試驗成果，單位涌水量（q）0.00079 L/s·m，滲透系數(shù)（K）0.0037m/d，巖石透水性差，地下水徑流不暢。據(jù)ZK003、ZK007鉆孔資料，直接充水含水層碎裂狀矽卡巖基巖裂隙承壓自流水分布區(qū)地層的單位涌水量（q）為0.46-1.1592L/s·m，滲透系數(shù)在（K）1.3734-3.49m/d。

礦體（層）底板穩(wěn)定隔水層下部的碎裂狀矽卡巖基巖裂隙承壓自流水直接充水含水層屬富水性中等-強(qiáng)，巖石透水性較好，地下水徑流較好，將成為未來井工開采時礦坑充水的重要水源之一。

上部基巖裂隙水地下水水化學(xué)類型屬SO4·HCO3-Ca·Mg型，pH值8.20，溶解性總固體在426.0mg/L。下部碎裂狀矽卡巖巖裂隙承壓自流水，地下水水化學(xué)類型屬SO4-Na型，pH值7.70-9.16，溶解性總固體在206.00-242.00mg/L，水質(zhì)較好。礦區(qū)具有兩層直接充水含水層，屬以裂隙充水為主、水文地質(zhì)條件中等-復(fù)雜的礦床，水文地質(zhì)勘探類型為二類三型。

4 結(jié)語

在本文的敘述過程中國，通過對礦區(qū)的自然地理概況和水文地質(zhì)條件的分析，闡明了礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，礦床的充水因素，充水量及地下水的水化學(xué)類型，確定了該礦區(qū)的水文地質(zhì)勘探類型，提出礦山的供水水源方向，為該礦區(qū)后續(xù)水文地質(zhì)調(diào)查工作的布置提供了主要依據(jù)。

[1]國家技術(shù)監(jiān)督局。礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范（GB12719-91）[S]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991．8．

[2]中國地質(zhì)調(diào)查局。水文地質(zhì)手冊（第二版）[S]．北京：地質(zhì)出版社，2012．9．