貴州省卡林型金礦地下水特征研究
——以安龍縣豹子洞金礦為例

陳 川, 熊開穎, 趙生龍, 張 燁

(貴州省地礦局 117地質(zhì)大隊,貴州 貴陽 550018)

安龍縣豹子洞金礦位于安龍縣城北西,直距21 km,行政區(qū)屬安龍縣戈塘鎮(zhèn)、海子鄉(xiāng)所轄。礦區(qū)呈一不規(guī)則多邊形,東西寬約3.3 km,南北長約2.9 km,面積 6.489 km2。本文以貴州省安龍縣豹子洞金礦為研究對象,根據(jù)區(qū)域和礦區(qū)水文地質(zhì)特征,結(jié)合礦區(qū)地形地貌特征,另外由于豹子洞金礦采礦標(biāo)高位于地下水水位以上,金礦開采對地下水水位的影響范圍有限[1],其評價范圍以礦權(quán)范圍為準(zhǔn),面積為6.489 km2。在大地構(gòu)造位置上,金礦山位于揚(yáng)子陸塊與右江造山帶兩大構(gòu)造單元的接合部位,跨越揚(yáng)子陸塊和右江造山帶兩個大地構(gòu)造單元(圖1)。

1 水文地質(zhì)特征

1.1 地下水類型及含水巖組分類

礦區(qū)出露地層為中二疊統(tǒng)茅口組(P2m)、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)及第四系(Q)。其中P2m為灰色厚層塊狀灰?guī)r,屬碳酸鹽巖溶水;P3l上部為灰—深灰色厚層—塊狀強(qiáng)硅化灰?guī)r,夾幾米—20 m泥灰?guī)r、粉砂質(zhì)粘土巖、炭質(zhì)粘土巖及一層不穩(wěn)定煤層。其中第一段(P3l1):含金層,直覆于茅口組(P2m)凹凸不平的古巖溶侵蝕面上,是一套厚度不大、巖石成因類型多樣且橫向變化明顯的地層單元,屬碎屑巖夾碳酸鹽巖溶蝕裂隙水[2]。第四系(Q)為殘坡積物,巖性為碎石、粘土,屬孔隙水。根據(jù)礦區(qū)出露地層巖性與含水介質(zhì)特征,可劃分為三個地下水類型。

(1) 松散巖類孔隙水:為第四系(Q)含水巖組,富水性弱。

(2) 碎屑巖夾碳酸鹽巖溶蝕裂隙水:為龍?zhí)督M(P3l)含水巖組,富水性弱。

(3) 碳酸巖巖溶水:為茅口組(P2m)含水巖組,地下水埋藏較深,富水性弱—中等。

由于礦區(qū)位于分水嶺地帶,大氣降水為地下水的主要補(bǔ)給來源,大氣降水沿巖溶洼地、落水洞、溶蝕裂隙等垂直灌入補(bǔ)給地下水,并沿巖溶管道向南東徑流于免補(bǔ)河處,以巖溶泉的形式排出地表。

1.2 礦床充水因素

礦區(qū)主要為露天開采,從露天采礦場情況來看,由于礦體位于當(dāng)?shù)刈匀慌判姑鏄?biāo)高以上,礦體底板茅口組灰?guī)r巖溶水埋藏很深,采場主要充水水源為大氣降水,因礦體底板溶溝、溶槽、落水洞等巖溶發(fā)育[3],對進(jìn)入采場的大氣降水的排泄疏干起到了良好作用,礦坑涌水量較小,露天采礦場大氣降水對礦床充水影響較小,未發(fā)生礦山水文地質(zhì)問題,礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單。

1.3 礦山供水現(xiàn)狀

圖1 豹子洞金礦水文地質(zhì)圖Fig.1 Hydrogeological map of Baozidong gold deposit

由于礦區(qū)位于分水嶺地帶,地表水及地下水貧乏,礦山就近取水極為困難?，F(xiàn)礦山生產(chǎn)生活用水主要取自礦山西部約6 km距離的海子鄉(xiāng)巖溶溶洞水,礦山生產(chǎn)用水大多采用循環(huán)利用。

礦區(qū)位于分水嶺地帶,礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上,大氣降水為該區(qū)主要補(bǔ)給來源,地下水補(bǔ)給條件差,礦山露天開采自然排水條件較好,露天采礦場主要是通過底板巖溶滲漏來排泄大氣降水,采場涌水量較小,礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單,不會發(fā)生大的水文地質(zhì)問題[4]。

2 地下水評價

多年來,通過長期全面收集豹子洞金礦地下水相關(guān)資料,并通過對礦區(qū)不同含水地層地下水采樣分析,發(fā)現(xiàn)不同含水層地下水環(huán)境質(zhì)量的區(qū)別,預(yù)測礦體開采(Ⅱ類區(qū))對地下水環(huán)境的影響。

2.1 調(diào)查區(qū)地下水水位現(xiàn)狀

根據(jù)地下水水位動態(tài)監(jiān)測資料分析,地下水豐水期高峰值、枯水期降低值與降雨季節(jié)大體一致[5],但有很短滯后關(guān)系,此種現(xiàn)象與地下水補(bǔ)給區(qū)距離和運(yùn)移速度等因素有關(guān),說明地下水動態(tài)與大氣降水關(guān)系是極其密切的,是受其控制和制約的。豐水期與枯水期相比,水位變幅較大,其中龍?zhí)督M地下水位變幅為9.52 m,茅口灰?guī)r水位動態(tài)變幅為11.17～12.64 m。

2.2 地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——地下水環(huán)境》(HJ 610—2011)要求,本次分別在2011年11月(枯水期)、2014 年8月(豐水期)對龍?zhí)督M基巖裂隙水和茅口組巖溶水進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測工作,監(jiān)測結(jié)果見表1、表2。

由上表可知:水樣中每個點(diǎn)總大腸菌群氨氮超標(biāo),主要是生活垃圾、人畜糞便的無序排放以及農(nóng)業(yè)施肥引起的,pH、硫酸鹽、錳離子超標(biāo)可能是受上游尾礦庫滲濾液污水的影響,評價區(qū)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀總體良好,局部受到尾礦庫的污染[6]。

3 礦體開采(Ⅱ類區(qū))對地下水環(huán)境的影響預(yù)測

豹子洞金礦區(qū)位于分水嶺地帶,大氣降水為地下水的主要補(bǔ)給來源,其徑流方向自北及北西而南最后在免補(bǔ)河一帶排泄,免補(bǔ)河為當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面(標(biāo)高為1 286.1 m),采場自然排泄面標(biāo)高為1 369 m(位于礦區(qū)南側(cè)巖溶洼地中)。整合后的豹子洞金礦由原豹子洞金礦、楊家大坡金礦、胡大坪金礦、慶豐金礦整合而成,整合后礦區(qū)范圍面積6.488 5 km2。本次共核實(shí)圈定10個礦體,其中1號礦體分布標(biāo)高1 435～1 475 m,2號礦體分布標(biāo)高1 440～1 465 m,3號礦體分布標(biāo)高1 460～1 480 m,4號礦體分布標(biāo)高1 465～1 485 m,5號礦體分布標(biāo)高1 405～1 470 m,6號礦體分布標(biāo)高1 405～1 425 m,7號礦體分布標(biāo)高1 540～1 575 m,8號礦體分布標(biāo)高1 540～1 560 m,9號礦體分布標(biāo)高1 540～1 570 m,10號礦體分布標(biāo)高1 520～1 550 m,均分布于礦區(qū)自然排泄面1 369 m標(biāo)高之上,除9號礦體為隱伏原生礦體外,其余9個礦體均為殘坡積型露天礦體。礦床開采方式為露天開采,共核實(shí)圈定露天采空區(qū)18處。

表1 枯水期地下水檢測結(jié)果表(mg/L)

表2 豐水期地下水檢測結(jié)果表(mg/L)

礦區(qū)位于分水嶺地帶,礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上,大氣降水為該區(qū)主要補(bǔ)給來源,地下水補(bǔ)給條件差,礦山露天開采自然排水條件較好,露天采礦場主要通過底板巖溶滲漏來排泄大氣降水,采場涌水量較小,礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單,不會發(fā)生大的水文地質(zhì)問題,即礦體開采不會對周圍地下水水位造成較大影響[7]。

4 結(jié)語

貴州省安龍縣豹子洞金礦在開采過程中對地下水環(huán)境的影響主要有兩方面:一是地下水水量減少。隨著金礦開采范圍的不斷擴(kuò)展,礦坑長期疏干排水,地下水降落漏斗范圍也將不斷擴(kuò)大,從而導(dǎo)致地下水位大幅下降,破壞地下水均衡系統(tǒng)的動態(tài)平衡,造成天然流場改變;二是水環(huán)境污染方面。為進(jìn)一步防止尾渣堆放場可能對地下水水質(zhì)造成影響,對已經(jīng)污染的泉水應(yīng)采取防滲墻等措施,加強(qiáng)對周邊居民水井水質(zhì)的監(jiān)測;加強(qiáng)污水處理及尾渣堆放場的管理與監(jiān)控,杜絕污水滲漏進(jìn)入地下水,杜絕生活垃圾及鍋爐灰渣等工業(yè)垃圾排入尾渣堆放場。

[1] 區(qū)永和,陳愛光,王恒純.水文地質(zhì)學(xué)概論[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1990:46-60.

[2] 曹劍鋒,遲寶明,王文科,等.專門水文地質(zhì)學(xué)[M].第三版.北京:科學(xué)出版社,2006.

[3] 蔣輝.環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1993:139-159.

[4] 蔡貽英,郭震遠(yuǎn).環(huán)境水文地質(zhì)手冊[M].北京:中國環(huán)境出版社,1987.

[5] 曹衛(wèi)峰,白濤.貴陽市巖溶地下水開采的環(huán)境效應(yīng)[J].貴州地質(zhì),1989(4):295-302.

[6] 綦婭,褚學(xué)偉.貴陽市地下水資源評價[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2011,36(10):173-182.

[7] 王為民,忻鼎耀.對地下水評價方法的探討[J].中國環(huán)境監(jiān)測,1998(2):73-82.