五河硤石山金礦礦區(qū)水文地質(zhì)特征

梅小元

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 233000）

五河縣硤石山金礦位于安徽省蚌埠市五河縣縣城東南方向8千米左右，行政隸屬五河縣小溪鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)地理坐標(biāo)：東經(jīng)117°56′00″～117°56′15″，北緯33°04′10″～33°04′24″，中心點(diǎn)地理坐標(biāo)為：117°56′07″，33°04′16″。區(qū)內(nèi)出露地層主要為五河群西崮堆組，巖性為黑云母變粒巖，角閃變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、淺粒巖夾蛇紋石化大理巖，該組破碎帶亦為該礦區(qū)的含礦層段；礦區(qū)東南見第四系，巖性以含礫石粘土、粉砂質(zhì)粘土、亞粘土、中細(xì)砂為主。礦區(qū)位于郯廬斷裂帶朱頂～石門山斷裂和五河～紅心輔斷裂之間，相對(duì)抬升的地壘斷塊之上。斷塊上的五河群西堌堆組整體表現(xiàn)東西向強(qiáng)烈褶皺，在原來(lái)東西向構(gòu)造的基礎(chǔ)上，成帶地迭置發(fā)育塑性～脆性應(yīng)變帶，使之彼此交切復(fù)合，以及多種巖脈的貫入，基巖破碎，變形復(fù)雜。區(qū)內(nèi)主斷裂朱頂～石門山斷裂貫穿礦區(qū)，傾向東，傾角50°～80°，具有多期活動(dòng)特征，在斷裂帶中角礫巖硅化蝕變較強(qiáng)，后期含金硫化物石英脈，碳酸鹽巖脈，呈細(xì)脈狀或膠結(jié)物充填于角礫之間，是硤石山金礦的賦礦構(gòu)造。北東向斷裂構(gòu)造常呈雁行斜列的斷裂群出現(xiàn)，走向35°～50°之間，傾向北西，傾角在20°～40°，斷裂破碎帶寬0.8m～3m，長(zhǎng)數(shù)百米。本文根據(jù)前期的水文地質(zhì)工作，對(duì)礦礦區(qū)水文地質(zhì)特征進(jìn)行了研究，并對(duì)涌水量進(jìn)行估算進(jìn)行了分析。

1 礦區(qū)自然地理概況

礦區(qū)地處淮北平原南緣，淮河的南岸，地勢(shì)平坦，地貌為低丘剝蝕壟崗，最高點(diǎn)標(biāo)高+72.9m，一般標(biāo)高在+20m～+50m，地形起伏較小，地勢(shì)平緩地帶為第四系地層覆蓋，其中礦區(qū)東部有一條南高北低呈南北方向延展的溝谷，西部是沖積洼地，中部為相對(duì)高隆的分水嶺。

氣候?qū)俦睖貛Ъ撅L(fēng)性半濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫14.7攝氏度，年最大降雨量在1559.5毫米，年最小降雨量442.1毫米，多年平均降水量937.3毫米，每年6月份～8月份為雨季，降雨量約占全年53%，年均蒸發(fā)量1557.0毫米，潮濕系數(shù)0.7，屬半干旱區(qū)，全年無(wú)霜期218天。

礦區(qū)屬淮河流域，主要地表水體有牟家湖和櫵子澗水庫(kù)。牟家湖分布在礦區(qū)的南西側(cè)1.8千米處，因上游斷流，該湖實(shí)際上已成為一個(gè)蘆葦沼澤地，僅為雨季積水區(qū)，湖低標(biāo)高約+13.5m，最高洪水位標(biāo)高+15.0m，洪水最大淹沒(méi)面積約1.5平方千米；櫵子澗水庫(kù)分布在礦區(qū)的北東側(cè)約2.2千米處，庫(kù)區(qū)占地面積約40.0平方千米，該庫(kù)庫(kù)容量受季節(jié)雨水影響明顯，當(dāng)雨季水庫(kù)水位標(biāo)高達(dá)到+25.5米時(shí)，庫(kù)容量可達(dá)2085.0萬(wàn)立方米，當(dāng)水位降低到標(biāo)高+14.0m時(shí)，庫(kù)容量?jī)H有70.0萬(wàn)立方米。礦區(qū)最低排水基準(zhǔn)面約在+23.0m。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)含水巖組特征

本礦區(qū)含水巖組自上而下可劃分第四系孔隙含水巖組、變質(zhì)巖含水巖組、火成巖含水巖組，各含水巖組分述如下。

2.1.1 第四系孔隙含水巖組

主要分布在溝谷及低洼處，其厚度隨地形變化，低洼處較梁地、坡地，厚度0m～8m，平均厚度2.6m。上部為淺黃色、灰褐色亞砂土、亞粘土，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，夾有石英及變粒巖小碎塊。下部為淺棕色亞粘土，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，垂直節(jié)理較發(fā)育。水位埋深在0.85m～7m之間，水位標(biāo)高在11.35m～49.90m之間不等，單井涌水量Q＜10立方米/天，富水性弱，水質(zhì)類型為HCO3-Ca型中性淡水。第四系孔隙含水巖組的補(bǔ)給條件十分有利，既可從降水中獲得補(bǔ)給，又可從地表水體淮河中獲得充分補(bǔ)給。第四系孔隙含水巖組與下覆的基巖含水巖組水力聯(lián)系較弱，弱透性，具一定隔水性。

2.1.2 變質(zhì)巖含水巖組

變質(zhì)巖遍布礦區(qū)大部分地區(qū)，巖性主要為變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖及淺粒巖，其中又以變粒巖最為發(fā)育。

礦區(qū)淺部變質(zhì)巖與深部變質(zhì)巖，裂隙發(fā)育和富水程度均有較大差異，下面分別敘述：

A變質(zhì)巖風(fēng)化帶潛水含水層：

礦區(qū)淺部變質(zhì)巖有一層二十幾米厚度不等的風(fēng)化帶。風(fēng)化帶上部巖石風(fēng)化程度高，構(gòu)造裂隙及風(fēng)化裂隙極為發(fā)育，其中主要為風(fēng)化裂隙。裂隙產(chǎn)狀復(fù)雜，多呈微開口狀，寬度一般在0.2cm～0.8cm之間，裂隙面多見鐵銹色浸染。帶內(nèi)發(fā)育潛水含水層，水位埋深介于2m～9m；顯示地勢(shì)高埋深大地勢(shì)低埋深小的規(guī)律，水位標(biāo)高33.15m～46.04m。風(fēng)化帶大多出露地表，該層地下水主要接受地表徑流入滲補(bǔ)給。豎井淺部風(fēng)化變質(zhì)裂隙水，雨后水量明顯增大就是很好的佐證。風(fēng)化帶含水層富水性弱。豎井調(diào)查獲悉，當(dāng)降深為8米時(shí)，Q＜2m3/h，單位涌水量q=0.069L/s＊m。

B變質(zhì)巖裂隙含水層：

變質(zhì)巖裂隙含水層是指下伏于變質(zhì)巖風(fēng)化帶以下的深部變質(zhì)巖，二者間無(wú)明顯界限。該層構(gòu)造裂隙較上部風(fēng)化層發(fā)育，是郯廬斷裂帶長(zhǎng)期作用的結(jié)果。早期裂隙大多已被方解石及石英脈充填，對(duì)充水意義不大；后期裂隙填充少，大部分為閉合裂隙，少量為張開裂隙，開口寬度2mm左右；鉆孔涌水量Q在0.396m3/h～5.508m3/h之間；單位涌水量在0.002L/s＊m～0.035L/s＊m之間，富水性弱；地下水類型HCO3---Ca2+.Mg2+.Na+，HCO3---Mg2+.Ca2+；溶解性總固體492mg/l～533mg/l，總硬度336.2mg/l～342.01mg/l；PH值7.78～7.88，呈弱堿性。深部基巖地下水動(dòng)動(dòng)態(tài)曲線顯示雨期動(dòng)態(tài)曲線緩慢上升，動(dòng)峰值滯后期較長(zhǎng)。據(jù)此推測(cè)，深部基巖裂隙水與大氣降水的關(guān)系為間接補(bǔ)給關(guān)系。

2.2 地下水的補(bǔ)給、動(dòng)態(tài)及運(yùn)移規(guī)律

溫和濕潤(rùn)、降雨量充沛的氣候條件是礦區(qū)地下水形成的最基本因素，礦區(qū)及周邊巖層富水程度均較弱，區(qū)域側(cè)向補(bǔ)給少。動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果表明，礦區(qū)地下水的動(dòng)態(tài)受降雨制約，年變化幅度約2m。眾所周知，基巖裂隙水的運(yùn)移規(guī)律極為復(fù)雜，通過(guò)收集資料及抽水時(shí)漏斗形成的觀測(cè)，對(duì)礦區(qū)基巖裂隙水的運(yùn)移規(guī)律有以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：一是地下水的運(yùn)移速度十分緩慢。二是地下水位表現(xiàn)出較復(fù)雜的特征，在鉆進(jìn)施工過(guò)程中一直冒水，裂隙發(fā)育不均一，徑流途徑不一。

2.3 構(gòu)造斷裂帶的水文地質(zhì)特征

礦區(qū)位于一個(gè)特殊的斷裂帶——郯廬斷裂帶內(nèi)，11個(gè)鉆孔有8個(gè)鉆孔見到構(gòu)造角礫巖或斷層泥；厚度大于0.5m的有6個(gè)鉆孔；斷裂構(gòu)造極發(fā)育。鉆孔簡(jiǎn)易水文觀測(cè)記錄表明，有相當(dāng)一部份鉆孔起始漏水點(diǎn)，在破碎巖、角礫巖等構(gòu)造斷裂帶位置上，其中豎井SJ401在深度22.20m，斷層上盤顯示低序次張性裂隙突水，漏失量約0.125m3/h～4.5m3/h，說(shuō)明有部份斷層本身雖為弱透水性，但其一側(cè)或兩側(cè)巖石構(gòu)造裂隙發(fā)育，是地下水的良好通道。對(duì)豎井?dāng)嗔褞е械牧严锻凰c(diǎn)進(jìn)行了為期2個(gè)月的流量觀測(cè)，流量3.13m3/h～3.95m3/h，較穩(wěn)定。

3 礦坑涌水量估算

礦坑充水的直接因素是礦體及圍巖的基巖裂隙水，基巖上覆第四系透水性弱，具一定隔水性，僅對(duì)礦坑充水起間接補(bǔ)給作用。根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)和開采條件，礦段主要礦體賦存標(biāo)高，開采分四個(gè)水平，第一水平為-120m，第二水平為-180m，第三水平為-230m，第四水平為-290m。采用水平集水廊道法[1]計(jì)算礦段礦坑涌水量：

B：廊道長(zhǎng)度取值為350（m）。

K：滲透系數(shù)（m/d），取平均值0.077m/d。

S1：水位下降深度（m），取40。

M1：含水層厚度（m），取60m。

R1：為影響半徑，，a為礦坑底平均寬度，為15m。

水平廊道法礦坑涌水量計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 硤石山金礦各開采水平礦坑涌水量一覽表

4 結(jié)語(yǔ)

該礦屬于脈狀構(gòu)造裂隙充水礦床[2]，其充水特征主要取決于構(gòu)造斷裂和破碎帶的特征[3]，而基巖上部的風(fēng)化帶裂隙距離開采層位有一定距離，對(duì)裂隙含水層進(jìn)行補(bǔ)給，僅對(duì)礦坑充水起間接作用。裂隙含水介質(zhì)因本身特征，其滲透率及導(dǎo)水系數(shù)在空間上具有明顯的非均一性，并隨著工程的開掘和礦石回采，地下巖體原應(yīng)力狀態(tài)的破壞，裂隙會(huì)進(jìn)一步活化發(fā)展，裂隙變寬，裂隙網(wǎng)絡(luò)的連通性進(jìn)一步加大。伴隨礦山的開發(fā)，礦山涌水量會(huì)由小變大，且各礦段的涌水量有較大差異。裂隙充水礦床充水特征有其固有的復(fù)雜性，因此在礦山設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中要注重水文地質(zhì)工作，不斷修正水文地質(zhì)模型和參數(shù)，配備足夠的排水能力?？紤]到該區(qū)第四系較薄及開采后的巖層變形，同時(shí)應(yīng)注意監(jiān)控地表水體周邊環(huán)境，對(duì)于水體周邊地面裂縫及時(shí)填埋處理，以免溝通充水裂隙對(duì)礦坑涌水造成影響。