新疆包古圖呼的合銅礦水文地質(zhì)特征研究

薛言

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院，新疆烏魯木齊 830000）

1 區(qū)域水文地質(zhì)

礦區(qū)位于天山北部，準(zhǔn)噶爾盆地西緣，地處丘陵起伏區(qū)的一個小型構(gòu)造平原內(nèi)，地形平坦開闊、北高南低，為南北開放的環(huán)形地貌，海拔高度765m 左右。礦區(qū)北部地表分水嶺以南的天然降雨形成地表徑流后基本流入3個較為平坦的構(gòu)造洼地，經(jīng)洼地匯入礦區(qū)內(nèi)低洼溝谷，在礦區(qū)南部構(gòu)造平原小型溝谷洼地消失部位進入礦區(qū)南部平坦洼地形成散流。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)

包古圖礦區(qū)位于低山丘陵起伏區(qū)，高差一般為10～50m，總體地勢北高南低。該區(qū)域內(nèi)含水層主要為裂隙孔隙含水層，其次為孔隙含水層，巖性以花崗巖為主，其次為砂巖和砂礫石層[1]。礦區(qū)地下水補給有限，主要巖性的富水性極差，根據(jù)區(qū)域地下水的賦存條件，補給、徑流、排泄特征將礦區(qū)含水層劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和斷裂帶脈狀水。

2.1 礦區(qū)含水層和隔水層的特征

（1）第四系透水不含水層

主要為第四系殘-坡-洪積物，廣泛覆蓋包古圖礦區(qū)周圍的沖溝及殘丘之上，厚度0～20米。孔隙發(fā)育，能夠接受大氣降水的滲入補給，但很快流失，下滲或被強烈的蒸發(fā)消耗掉。據(jù)鉆孔簡易水文觀測結(jié)果，由于第四系松散物分布位置較高，該層遠在地下水位以上，說明該層不含水，但透水性較好，為透水不含水層。

（2）基巖風(fēng)化裂隙含水層

區(qū)域上覆蓋層以下基巖基本為花崗閃長斑巖和石英閃長巖，上部發(fā)育有風(fēng)化裂隙，地下水以裂隙水的方式賦存于風(fēng)化裂隙中，為區(qū)域地下水的主要運行、賦存方式。礦區(qū)潛水位埋深大于6.0m，呈由北向南水位埋深逐漸減小的趨勢，且變化較為明顯，礦區(qū)北部ZK403 孔水位埋深為18.8m，南部ZK901 孔水位埋深僅為6.2m，但其水位高程相差僅1.2m；礦區(qū)西部潛水水位高程相差較大，由西向東小范圍內(nèi)水位降低5.0m，東部由東向西潛水水位降低2.0m。

根據(jù)礦區(qū)ZK0N09 和ZK1N04 抽水試驗結(jié)果得知，在上部50m 以內(nèi)含基巖風(fēng)化裂隙含水層的孔段抽水時，當(dāng)降深為8.84m 和15.42m 的時候，單位涌水量最大，為0.097092L/s·m和0.0075681L/s·m，證明本礦區(qū)內(nèi)，上部基巖風(fēng)化裂隙含水層富水性弱，為基巖風(fēng)化裂隙弱含水層。

（3）斷裂帶（構(gòu)造裂隙帶）脈狀含水層（帶）

礦區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，斷裂帶內(nèi)巖石多呈碎裂狀，具有一定的富水空間。據(jù)ZK0N09 和ZK1N04 抽水試驗結(jié)果得知，當(dāng)抽水試驗降深增大分別為164.80m 和123.81m 時，鉆孔單位涌水量分別減小至0.002241 L/s·m 和0.0026138 L/s·m，說明礦區(qū)含水層主要為上部的風(fēng)化裂隙含水層，下部基巖斷裂帶（構(gòu)造裂隙帶）脈狀含水層（帶）富水性極弱。

（4）隔水層

而在基巖風(fēng)化裂隙和斷裂帶以外的其它地段，巖石完整，致密，不具有富水條件，也不導(dǎo)水或?qū)詷O差，可視為區(qū)內(nèi)的相對隔水層。

2.2 礦區(qū)地下水特征

2.2.1 地下水動態(tài)

本次勘察過程中進行了礦區(qū)地下水位長期觀測工作，勘察期間共觀測了10 次，觀測井?dāng)?shù)28 眼。觀測期內(nèi)除礦區(qū)最南端鉆孔地下水位略微上升外，其余鉆孔地下水位全部呈下降趨勢[2]。

2.2.2 地下水的水力聯(lián)系

礦區(qū)主要含水層為基巖風(fēng)化裂隙含水層，局部伏于第四系之下。直接接受周期性降水的入滲補給，或接受第四系透水不含水層的補給，由于本區(qū)氣候極度干燥，蒸發(fā)量遠大于降水量，因此這種補給十分微弱。

基巖風(fēng)化裂隙含水層之下，局部隱伏著構(gòu)造裂隙帶脈狀含水層（帶），構(gòu)造裂隙帶中富存了歷史時期的地下水或接受了上部基巖風(fēng)化裂隙含水層的補給，但是在基巖風(fēng)化裂隙之下，多為完整基巖的隔水層，在構(gòu)造裂隙影響的地段，二者存在著直接的水力聯(lián)系，但是這種聯(lián)系僅在局部地段有所顯示，因此基巖風(fēng)化裂隙含水層和構(gòu)造裂隙帶脈狀含水層之間的水力聯(lián)系并不是很密切。

2.2.3 地下水的補給，徑流與排泄

礦區(qū)內(nèi)無地表徑流及其它水體，大氣降水為其主要補給來源，本區(qū)氣候極度干燥，蒸發(fā)量遠大于降水量，暫時性的地表洪水不會對深層地下水產(chǎn)生有效補給。

根據(jù)礦區(qū)地貌形態(tài)，其地下水流向由西、北、東三面向中間匯流。地形坡降為2.0%～2.6%。礦區(qū)邊緣部位地下水水力坡降為1.8%～2.4%，地下水水力坡降略小于地形坡降，礦區(qū)中部地下水水力坡降為0.29%，遠小于地形坡降。地下水水力坡降的變化說明礦區(qū)周圍地下水向礦區(qū)匯流，流入礦區(qū)后向南部下游徑流排泄。

由于礦區(qū)地下水排泄方式主要通過風(fēng)化裂隙徑流向南排泄，但是根據(jù)抽水實驗結(jié)果，風(fēng)化裂隙含水層的滲透性差，因此區(qū)內(nèi)地下水的排泄條件不好，在未來礦山開拓以后，地下水主要的排泄方式將會轉(zhuǎn)變向礦坑排泄。

2.2.4 地下水化學(xué)特征

本次在礦區(qū)采取了4 組潛水樣進行了水質(zhì)簡分析，其中2 組為埋深3m 以內(nèi)的淺層潛水。據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，淺層潛水水化學(xué)類型為SO4-Na·Ca 型，礦化度為2.8g/L～6.2g/L，PH 值7.4；另外2 組為埋深200m以內(nèi)的混合潛水，據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，該層水水化學(xué)類型為SO4·CL-Na·Ca 型，礦化度為1.9g/L～4.6g/L，隨著埋深增大水質(zhì)稍有變化[3]。

3 礦床充水因素

礦區(qū)礦坑涌水量只有礦體本身及其圍巖中的裂隙地下水流入量。根據(jù)“大井法”預(yù)算的礦坑涌水均1800m3/d，可作為本礦區(qū)的正常礦坑涌水量，由于本區(qū)是露天開采，考慮在極端暴雨天氣下，大氣降水將會直接落入礦坑，因此可將大氣降雨匯集量31542.52m3/d 和“大井法”預(yù)算結(jié)果的總和33342.52m3/d，看作本礦區(qū)礦坑涌水量的最大值，在礦山建設(shè)、排水時進行參考[4]。

4 結(jié)論

礦區(qū)地形有利于自然排水，礦體及其主要充水含水層富水性弱，部分礦體雖位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下，但是附近無地表水體，礦區(qū)地下水的補給來源主要是大氣降水，但由于礦區(qū)氣候極為干旱，降水量極少，因而礦區(qū)地下水的補給來源十分貧乏。據(jù)周邊已開礦山資料，巖體大部分處于干燥狀態(tài)，雖然部分埋藏于地下水位之下，但各含水層富水性差，對礦床開采影響不是很大，地下水為水量較小的隱伏斷裂帶脈狀水為區(qū)內(nèi)礦床充水的最大來源，亦是最危險的因素，可能會有暫時性的突水現(xiàn)象發(fā)生，造成生產(chǎn)和安全事故，采掘初期，水量稍大，隨著采礦工作的進行，水量越來越小，在開采中一般易排除和疏干，為疏干型礦床。按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以認(rèn)為，該礦床屬于裂隙水充水的水文地質(zhì)條件簡單的礦床，即Ⅱ類Ⅰ型。