山東萊州市平里店地區(qū)礦山水文地質(zhì)條件研究

馬世君

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)，山東 威海 264209）

山東省平里店地區(qū)位于華北板塊魯東隆起膠北隆起區(qū)膠北隆起之膠北突起內(nèi)，空間上處于棲霞復(fù)背斜北翼焦家斷裂帶西南段，區(qū)域構(gòu)造—巖漿活動(dòng)頻繁，成礦地質(zhì)條件良好。礦床受北東—南西向斷裂破碎帶以及郭家?guī)X花崗巖接觸帶控制明顯，其控礦構(gòu)造為區(qū)域性焦家斷裂帶的次級(jí)斷裂，焦家深大斷裂帶為深部礦質(zhì)的運(yùn)移提供了充足的物源能能源，而北東—南西向的次級(jí)斷裂交匯部位則是良好的儲(chǔ)礦空間。為進(jìn)一步編制礦山生產(chǎn)方案，本文對(duì)礦山水文地質(zhì)條件進(jìn)行了研究，為礦山建設(shè)提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)處于棲霞復(fù)背斜北翼焦家斷裂帶西南段，礦區(qū)出露地層主要包括：①新太古界膠東巖群苗家?guī)r組（Ar3Jm）黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖等；②古元古界粉子山群（Pt1f）石榴矽線黑云母片巖、黑云片巖、黑云變粒巖、白云質(zhì)大理巖、黑云斜長(zhǎng)角閃巖、黑云角閃片巖、淺粒巖等[1]；③古近系黃縣組（E2h）砂巖、粘土質(zhì)砂質(zhì)砂巖等和泥灰?guī)r；④第四系（Q）由沙質(zhì)粘土組成。洪積、沖積物沿溝谷、河床分布，由砂、砂礫和含粘土的礫石組成。區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主，而且極為發(fā)育，以北東向?yàn)橹?，次?jí)的分枝斷裂發(fā)育，構(gòu)成斷裂帶，是本區(qū)金礦的主要控礦斷裂構(gòu)造，對(duì)巖金礦床起重要控制作用。礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，以中生代燕山早期玲瓏超單元（玲瓏巖體）及郭家?guī)X超單元等為主，尤其是郭家?guī)X超單元是膠東金礦的直接礦源巖系，為膠東金礦的主成礦期提供了熱動(dòng)力和礦源條件。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)

2.1 地形地貌

礦區(qū)地處膠東半島的西北部，其所在區(qū)域東南高西北低，從礦區(qū)向東南十幾km起為丘陵山地，高程在+100m～+300m以上，往西9km為渤海，沿海岸為寬20km的帶狀剝蝕平原地貌，在平原上稀疏分布著平緩低丘，高程在+40～+50m，即膠東期夷平面，表層為幾十厘米的耕土層，下伏為風(fēng)化基巖，厚20～40m不等。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育剝蝕堆積及堆積地貌類(lèi)型。

2.2 氣象及水文

礦區(qū)屬溫暖帶季風(fēng)型大陸性半濕潤(rùn)氣候，四季分明，年平均氣溫12.5℃；年平均降水量612.1mm，年最大降水量1204.8mm，年最小降水量313.8mm，降水多集中在7～9月份，占全年降水的60%以上；年平均蒸發(fā)量1665.1mm。剝蝕沖積平原上發(fā)育多條北西走向的河流，均發(fā)源于東南丘陵山地，流于渤海[2]。這些河流均較短，隨季節(jié)變化，河谷寬闊而平坦，河流坡降小，在2‰左右，由河流堆積物形成了沖積平原，越靠近海灘厚度越大，最大近30m。該層堆積物中上部為含泥的粉砂中砂層，下部為粗砂礫石層，含豐富的地下水，水質(zhì)化學(xué)類(lèi)型CI-HCO3-Ca。

2.3 礦區(qū)地下水類(lèi)型及特征

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)地下水的賦存特征等可將礦區(qū)內(nèi)的地下水類(lèi)型劃分為松散巖類(lèi)孔隙水和塊狀巖類(lèi)裂隙水。

礦區(qū)內(nèi)松散巖類(lèi)孔隙水分布較為廣泛，根據(jù)其賦存特征等可進(jìn)一步分為三亞類(lèi)：①?zèng)_積—沖洪積孔隙水，主要沿著礦區(qū)內(nèi)河流及兩側(cè)分布，上部為粘質(zhì)砂土，下部以粗砂及礫石等為主，含水層厚度介于5.0～30.2m之間，為潛水；沖積—沖洪積孔隙水水質(zhì)較好，水化學(xué)類(lèi)型以HCO3-Ca型為主，礦化度小于1g/L，單井涌水量500～1000m3/d[3]；②坡洪積孔隙水，主要分布于礦區(qū)東側(cè)區(qū)域，厚度約為8m，為潛水，水位埋深介于1.8～3.7m之間；坡洪積孔隙水的水質(zhì)較好，水化學(xué)類(lèi)型以HCO3-Ca型為主，礦化度小于1g/L，單井涌水量小于500m3/d；③海積孔隙水，主要分布于礦區(qū)沿海區(qū)域，以粉砂質(zhì)、中粗砂以及卵石等為主，最厚處可達(dá)60余米，一般厚為20～40m；海積孔隙水水質(zhì)差，水位埋深0.2～3.5m，水化學(xué)類(lèi)型為Cl–Na型，礦化度最高為153.7g/L，單井涌水量小于500m3/d。

礦區(qū)的塊狀巖類(lèi)裂隙水主要分布在礦區(qū)東部丘陵地帶，主要由花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖等組成。該類(lèi)地下水主要賦存在構(gòu)造裂隙以及風(fēng)化裂隙中，風(fēng)化帶厚度約20m。此外，塊狀巖類(lèi)裂隙水受構(gòu)造控制較明顯，構(gòu)造裂隙發(fā)育的區(qū)域其富水性相對(duì)較好。

3 礦床水文地質(zhì)特征

礦區(qū)4、8號(hào)脈分布在礦區(qū)周?chē)骄彽颓鹕?，礦體賦存標(biāo)高-24～-442m，整體地形比較平坦，最高海拔+41m。礦區(qū)東南側(cè)河流由東向西流入渤海，礦區(qū)東側(cè)河流向北匯入王河，礦區(qū)地表自然排水條件好，渤海海平面為當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面。

3.1 含水層（帶）與隔水層（帶、體）

（1）第四系孔隙含水層與隔水層。研究區(qū)第四系發(fā)育，其富水性可根據(jù)垂向變化特征分為四層，從上至下富水變化特征如下：

①第一含水層：主要由中砂及粗砂組成，局部地段出現(xiàn)細(xì)砂及礫石。厚度3.50～17.29m，鉆孔單位涌水量0.31～15.27l/s·m，滲透系數(shù)5.35～117.46m/h，富水性差異較大。該含水層主要接受大氣降水和海水補(bǔ)給，水位埋深0.5～6.0m，水質(zhì)變化大，礦化度0.21～25.95g/l，從東至西、從南至北呈增高趨勢(shì)。隨礦化度的升高、水化學(xué)類(lèi)型由CI·HCO3-Na·Ca型轉(zhuǎn)化為CI-Na·Mg型、CI-Na型。

②第一隔水層：在空間上位于第一含水層之下，由砂質(zhì)粘土、粘質(zhì)砂土以及含鈣質(zhì)結(jié)核砂質(zhì)粘土等組成，厚度介于7～8m之間，厚度變化不明顯。該層埋深5.5～9.0m，粘性小，隔水性相對(duì)較差。

③第二含水層：位于第一隔水層之下，該層巖性主要為中粗砂、礫石。厚度由北向南逐漸變大，一般3～4m，最大11.90m。含孔隙承壓水，可接受第一含水層及海水補(bǔ)給。

④第二隔水層：位于第二含水層和基巖風(fēng)化殼之間，由黃棕色含礫石砂質(zhì)粘土和紅棕色粘土組成，埋深7.8～25.5m，隔水性能較好。

（2）構(gòu)造裂隙含水層。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，主要為北東、北東東向斷裂，貫穿礦區(qū)南北，向北延伸穿過(guò)河流及沖積平原，斷裂傾向多為南東，局部北西，傾角15°～52°，屬?gòu)埿詳嗔选?jù)鉆孔揭露，構(gòu)造破碎帶寬1.8～18m，裂隙發(fā)育，含裂隙水，斷裂帶內(nèi)賦存含金石英脈。根據(jù)相鄰礦區(qū)水文地質(zhì)資料顯示：1號(hào)脈排水量15m3/h，2號(hào)脈排水量150 m3/h，裂隙水主要由大氣降水和第四系孔隙水補(bǔ)給，徑流排泄均不暢通，旱季時(shí)到補(bǔ)第四系孔隙水?？紫端m宜農(nóng)業(yè)灌溉和人畜飲用，化學(xué)類(lèi)型CIHCO3-Ca。綜上所述，礦床充水的主要因素是斷裂破碎帶裂隙水，礦坑涌水量200～250m3/d，雨季涌水量可以增大，能達(dá)到350～400m3/d。

（3）隔水巖體。礦區(qū)內(nèi)花崗巖、膠東巖群變質(zhì)巖系（黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖）、煌斑巖脈及含金石英脈可作為相對(duì)隔水巖體或隔水巖體。

3.2 地下水的補(bǔ)徑排條件

研究區(qū)地下水的補(bǔ)徑排明顯受控于礦區(qū)地形地貌、巖性以及構(gòu)造等因素，地下水的運(yùn)動(dòng)方向與地表水體的運(yùn)動(dòng)方向基本一致。礦區(qū)地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水，由于礦區(qū)地形變化較大，故在礦區(qū)丘陵區(qū)域由于切割較大，大氣降水多以地表徑流的方式排泄，少量的大氣降水以滲透的方式補(bǔ)給地下水；在礦區(qū)內(nèi)地形平緩的平原區(qū)域，地下水補(bǔ)給來(lái)源較多，包括大氣降水以及基巖裂隙水、地表水的滲透補(bǔ)給。礦區(qū)地下水以徑流排泄為主，局部低洼區(qū)域以泉水形式排泄，人工開(kāi)采亦是其重要排泄方式，沖洪積孔隙水為該區(qū)工農(nóng)業(yè)及居民生活用水的主要來(lái)源。海積孔隙水，除接受大氣降水就地補(bǔ)給外，潮汐海水亦為主要補(bǔ)給來(lái)源，蒸發(fā)是它的主要排泄途徑。

3.3 地下水化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)特征，受古地理環(huán)境、地層巖性及補(bǔ)徑排條件的綜合控制。由于透水性差，地下水徑流緩慢，排泄不暢，離子交換積累的礦物質(zhì)高。曹家埠金礦水質(zhì)分析結(jié)果為：水質(zhì)類(lèi)型為SO4-CI-Na型水，礦化度738.59mg/l，總硬度310.19mg/l，永久硬度209.24mg/l，游離CO24.48mg/l，PH值7.9，偏弱堿性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦區(qū)地下水類(lèi)型主要為松散巖類(lèi)孔隙水和塊狀巖類(lèi)裂隙水，水化學(xué)類(lèi)型以HCO3-Ca型為主，礦床充水主要因素為斷裂破碎帶裂隙水，礦坑涌水量200～250m3/d，雨季涌水量可以增大，能達(dá)到350～400m3/d。礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦床水文地質(zhì)條件以風(fēng)化帶裂隙潛水充水為主，主要充水層及含水層富水性弱，地下水補(bǔ)給條件差。此外，本文的研究成果為進(jìn)一步制定礦山資源開(kāi)采利用提供了基礎(chǔ)依據(jù)。