甘肅省宕昌縣開(kāi)源鉛鋅礦床水文地質(zhì)條件分析

王潤(rùn)堂

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730046）

開(kāi)源鉛鋅礦床2700m標(biāo)高以上主要充水巖組是基巖風(fēng)化裂隙潛水含水層碳酸鹽巖類裂隙溶隙潛水含水層，地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給并受北西向主要斷裂（F1）、礦體上覆隔水層影響，含水層的富水性弱～極弱；再加之礦體位于溝腦山脊，地形有利于自然排泄，且附近無(wú)常年性地表水流，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，為裂隙充水礦床[1]。

1 主要含水巖組富水特征

根據(jù)含水巖組的時(shí)代、巖性及含水性、富水性、埋藏條件、各級(jí)構(gòu)造裂隙發(fā)育程度及其連通情況，不同巖石建造類型劃分如下含水巖組。

1.1 第四系松散巖類孔隙潛水含水巖組

第四系松散巖類按其成因及富水性不同可分為兩類，即殘坡積和沖洪積松散層含水巖組[2]。

（1）第四系殘坡積孔隙潛水含水亞組（Qel+dl）。殘積物與坡積物之間無(wú)明顯界線。主要分布在四級(jí)、五級(jí)溝谷中上部的緩坡地帶和礦區(qū)中部次分水嶺溝腦部及南側(cè)、北側(cè)一帶廣大區(qū)域，溝谷緩坡地帶地層巖性為泥質(zhì)灰?guī)r、角礫巖碎塊與黃土狀粉質(zhì)粘土摻雜混合，厚度約0.5m～3m，微含孔隙潛水，透水性差，流量小于0.001L/s。分水嶺溝腦部及南側(cè)、北側(cè)一帶含水層巖性為有機(jī)質(zhì)含量較高的腐殖質(zhì)土層，厚約15cm～30cm，地下水表現(xiàn)為面狀溢出的濕地和坡積下降泉，含孔隙潛水，透水性較強(qiáng)，流量為0.005L/s～0.01L/s，屬富水性極弱區(qū)。據(jù)實(shí)地調(diào)查判斷，礦區(qū)第四系殘坡積孔隙潛水對(duì)礦床開(kāi)采基本無(wú)充水影響。

（2）第四系溝谷沖洪積孔隙潛水含水亞組（Qal+pl）。主要分布在三～五級(jí)溝谷下游的溝底位置。地層巖性由塊石、碎石、角礫、砂和泥土混雜組成，分選性差，分布面積小，厚度僅約0.05m～0.20m，局部地段岀露泉水，流量小于0.001L/s，屬富水性極弱區(qū)，且礦體出露海拔位置遠(yuǎn)高于溝谷潛水的分布地帶，故礦區(qū)第四系溝谷沖洪積孔隙潛對(duì)礦床充水無(wú)影響。

1.2 基巖風(fēng)化裂隙潛水含水巖組

該含水巖組主要為龍鱗橋組第二段（D3L2-2），分布于礦區(qū)中部，以鋅為主的鉛鋅礦體即產(chǎn)于此層中，巖性以深灰色—黑色炭質(zhì)千枚巖、板巖、夾粉砂質(zhì)板巖為主，偶夾透鏡狀含炭灰?guī)r，近地表部位巖石風(fēng)化后呈淺黃褐色薄片狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育，裂隙張開(kāi)寬度約2mm，隙面平整且呈黃褐色，裂隙率為0.20%～0.55%。據(jù)實(shí)地觀測(cè)，礦產(chǎn)中石英脈發(fā)育部位可見(jiàn)溶蝕孔洞，呈帶狀分布，大者5×4×3mm，一般為直徑約1mm的針狀。上述風(fēng)化層是礦區(qū)內(nèi)主要潛水含水層，一般厚為10m～30m，鉆孔施工遇該層時(shí)往往發(fā)生強(qiáng)烈漏水。采礦巷道巖石表現(xiàn)為滲水—滴水（圖1），是礦床主要充水含水巖組。據(jù)調(diào)查實(shí)測(cè)，坑道內(nèi)雨季（2016年6月～8月）分10次實(shí)測(cè)巖層滲水—滴水量（涌水量）介于1.67m3/h～2.09m3/h（40.0m3/h～50.0m3/d）之間,平均值為1.92m3/h（46.08m3/d），屬富水性弱區(qū)。

圖1 礦洞中2700m高程地下水滲水—滴水情景

1.3 碳酸鹽巖裂隙溶隙含水巖組

該含水巖組主要為龍鱗橋組第三段（D3L3），分布于礦床北部。屬碳酸鹽巖裂隙溶隙水，主要含水巖段為厚層灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r，含生物化石，厚150m。該層的灰?guī)r中裂隙溶隙發(fā)育，裂隙溶隙張開(kāi)度0.1mm～1.5mm，裂隙溶隙率為0.25%～0.38%，局部段可見(jiàn)溶蝕洞穴現(xiàn)象，孔洞壁呈氧化黃褐色。采礦巷道巖石表現(xiàn)為潮濕—滲水，對(duì)礦床充水有一定影響。據(jù)調(diào)查實(shí)測(cè)，坑道內(nèi)雨季（2016年6月～8月）實(shí)測(cè)巖層滲水量（涌水量）介于0.10m3/h～0.31m3/h（2.4m3/h～7.44m3/d）之間,平均值為0.20m3/h（4.8m3/d），屬富水性弱區(qū)。

1.4 斷裂構(gòu)造破碎帶含水特征

礦區(qū)地層受區(qū)域性北東—南西向擠壓應(yīng)力影響（主應(yīng)力），壓性斷層較發(fā)育，形成規(guī)模大小不等的層間斷裂破碎帶，主要發(fā)育方向?yàn)楸蔽飨颍‵1），次為東西向和南北向扭性斷裂和節(jié)理。

北西向斷裂（F1）：呈北西向展布于礦區(qū)中部，傾向北東，傾角70°左右，規(guī)模較大，屬壓扭性斷裂。斷裂帶長(zhǎng)度500m以上，沿?cái)嗔研纬蓪捈s3m～40m的破碎軟弱帶，受擠壓作用強(qiáng)烈，巖石破碎成角礫狀，期間充填大量泥質(zhì)土，質(zhì)地松軟。野外調(diào)查期間（2016年6月～8月）破碎軟弱帶未見(jiàn)地層潮濕或地下水滲出，故對(duì)礦床充水無(wú)影響。

東西向和南北向扭性斷裂：發(fā)育規(guī)模小，沿?cái)嗔褞r石較為破碎，期間充填大量泥質(zhì)土，質(zhì)地較為疏松。野外調(diào)查期間（2016年6月～8月）破碎軟弱帶未見(jiàn)地層潮濕或地下水滲出，故對(duì)礦床充水無(wú)影響。

2 主要隔水巖組

2.1 上部隔水巖組

分布于表層第四系殘坡積孔隙潛水含水亞組和溝谷沖洪積孔隙潛水含水亞組之下，地層巖性由白堊系下統(tǒng)磨溝組的紫紅色粗砂巖、泥巖、砂礫巖等組成，透水性差，是上覆第四系松散巖類孔隙水與下伏基巖風(fēng)化裂隙潛水含水巖組之間的隔水層。

2.2 礦床內(nèi)隔水巖組

分布于基巖風(fēng)化裂隙潛水含水巖組下部，地層巖性以炭質(zhì)千枚巖、板巖、夾粉砂質(zhì)板巖為主，裂隙不發(fā)育且裂隙中基本被泥質(zhì)物和石英細(xì)脈充填，巖石較為完整，是礦床內(nèi)淺部基巖風(fēng)化裂隙潛水含水巖組的隔水巖組。

2.3 礦床底部隔水層

分布于碳酸鹽巖裂隙溶隙含水巖組底部，地層巖性由灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r組成，呈細(xì)-中粒結(jié)構(gòu)，巖石完整，塊狀構(gòu)造，巖石致密堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，面裂隙率較小，構(gòu)成礦床底部相對(duì)隔水層，可視為礦床底部的隔水邊界。

3 地表水與地下水動(dòng)態(tài)特征

礦區(qū)地表水徑流量主要受大氣降水的影響和控制，呈明顯的季節(jié)性變化規(guī)律，一般6月～9月份河水徑流量較大，為豐水期，11至翌年4月份河水徑流量較小，為枯水期。調(diào)查期間扎峪河流量為11.45L/s（上游），下游枯水期流量為200.0L/s（車?yán)樱恢Я骼霞疑胶恿髁繛?5.0L/s；其余小型溝谷在汛期降雨時(shí)段出有短暫洪水流經(jīng)。

礦區(qū)地下水類型包含第四系松散巖類孔隙潛水、基巖風(fēng)化裂隙潛水和碳酸鹽巖裂隙溶隙水三種。根據(jù)野外調(diào)查訪問(wèn)并結(jié)合區(qū)域資料，第四系殘坡積、沖洪積物中的孔隙潛水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，以濕地、泉水和地下徑流的形式排泄，最終補(bǔ)充給地表水，流量小且變化大，一般為0.005～0.01L/s；基巖風(fēng)化裂隙潛水水亦主要接受大氣降水補(bǔ)給，沿發(fā)育的裂隙帶向下運(yùn)動(dòng)又補(bǔ)給碳酸鹽巖裂隙溶隙，在地形低洼處排泄于河溝谷地表水。一般6～9月份地下水位較高，11至翌年4月份地下水位較低，地下水位年變幅1m～3m。

4 礦床充水因素及礦坑涌水量預(yù)測(cè)

4.1 礦床充水因素分析

礦床充水主要受礦床與含水層之間的水力聯(lián)系程度的影響和控制，影響和控制因素主要有大氣降水、地表水的入滲補(bǔ)給數(shù)量，含水層的儲(chǔ)水空間、滲透能力及各含水層之間的連通性等。

礦區(qū)降水量較充沛，年內(nèi)降水分配不均，降水多集中在6月～9月份以暴雨形式居多，多形成地表徑流。由于礦區(qū)上部及礦體中分布有穩(wěn)定的隔水層，巖石裂隙連通性差，故大氣降水滲入入滲補(bǔ)給礦床地下水的量十分有限，盡管對(duì)礦坑充水有一定的影響，但影響較小。據(jù)調(diào)查訪問(wèn)一般大的降水后礦硐硐口向內(nèi)5m～30m滲水量有一定程度的增加，再向下增加不明顯。

由于區(qū)內(nèi)溝谷較發(fā)育，切割地層較深，便于地下水向溝谷排泄，調(diào)查時(shí)河流流量主要是降水的補(bǔ)給，基流較小，故一般不會(huì)造成礦坑大的涌水量出現(xiàn)。

4.2 礦坑涌水量預(yù)測(cè)

開(kāi)源鉛鋅礦標(biāo)高2700m以上各中段礦坑涌水量（Q）較小，故礦坑涌水量預(yù)測(cè)可根據(jù)各中段的實(shí)際涌水量（Q1，m3/d）、已揭露面積（F1，m2）或長(zhǎng)度（L1，m）、設(shè)計(jì)開(kāi)挖面積（F，m2）或長(zhǎng)度（L，m），采用水文地質(zhì)單位涌水量比擬法進(jìn)行概略計(jì)算。比擬法計(jì)算公式：Q=Q1（F/F1）或Q=Q1（L/L1）

式中：Q-各中段礦坑最大涌水量，m3/d；Q1-各中段礦坑實(shí)際涌水量，m3/d；L-各中段礦洞設(shè)計(jì)最大長(zhǎng)度，m；L1-各中段礦洞已開(kāi)挖長(zhǎng)度，m。

計(jì)算結(jié)果，中段2760m高程礦坑最大涌水量為45.5m3/d，中段2734m高程礦坑最大涌水量為32.4m3/d，中段2700m高程礦坑最大涌水量為18.2m3/d，則開(kāi)源鉛鋅礦中段礦坑最大涌水量為三個(gè)高程最大涌水量之和，即96.14m3/d。

礦山將來(lái)要在2700m標(biāo)高以上利用地下巷道工程采礦時(shí)，必須保證礦區(qū)小型溝谷歇性水流的排水暢通，及時(shí)做好截排水工作，謹(jǐn)防洪水和雨水倒灌當(dāng)前生產(chǎn)作業(yè)面，造成不必要的麻煩。

參考文獻(xiàn)

[1]甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局.甘肅省區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社，1989.

[2]唐永誠(chéng)，張釗銘，白里成.甘肅省徽縣楊家山鉛鋅多金屬礦床水文地質(zhì)條件淺談[M].甘肅冶金,2012,34(5)：63-65.