巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦床充水因素分析

摘 要：通過(guò)區(qū)域、礦區(qū)水文地質(zhì)勘查和水文地質(zhì)鉆探等大量工作，研究認(rèn)為，巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦床充水因素主要為大氣降水沿第四系孔隙、基巖裂隙和構(gòu)造斷裂帶進(jìn)入礦坑，這些充水因素對(duì)未來(lái)礦山開采不會(huì)產(chǎn)生太大影響。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)條件；含水層；隔水層；富水性；斷裂

內(nèi)蒙古自治區(qū)科爾沁右翼前旗巴根黑格其爾礦區(qū)位于大興安嶺山脈中部主脊地帶，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春秋季干旱多風(fēng)，夏季炎熱，冬季寒冷。河谷寬一般10-50m，多呈U型，河谷坡降普遍較大。地表徑流發(fā)育，多為間歇性水流，分布于各溝谷中。地貌單元為中低山丘陵區(qū)，呈北西-南東向延伸。地形標(biāo)高990-1280m，相對(duì)高差290m，屬低中山地形。礦體呈NE-SW向帶狀展布。礦體賦存標(biāo)高為947-500m，全部位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面標(biāo)高990m以下。區(qū)內(nèi)部分地區(qū)基巖裸露，易接受大氣降水的滲入補(bǔ)給，大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。該區(qū)是地下水的補(bǔ)給區(qū)，但由于礦區(qū)內(nèi)植被不發(fā)育，地形坡降較大，一次降水的持續(xù)時(shí)間短，大部降水以地表徑流形式迅速排泄，少部分直接滲入地下補(bǔ)給基巖裂隙水[1]。

1 水文地質(zhì)條件

依據(jù)地下水的賦存條件及含水層的富水性將區(qū)內(nèi)含水層劃分為：

1.1 第四系松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水主要賦存于溝谷下部及部分地勢(shì)低洼的坡角處，主要為第四系沖洪積層或殘坡積地層組成，上部為l-1.5m灰黑色、灰黃色亞粘土、砂質(zhì)粘土，下部為2.0-10m的砂礫石層。主要由大氣降水補(bǔ)給，水位埋深較淺，一般2-8m，含水層厚度2-6m左右，水井最大涌水量2.3148L/s，水質(zhì)良好，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型，PH值7.2，礦化度0.22g/L。第四系松散巖類孔隙水是礦床的間接充水因素之一。

1.2 基巖裂隙水

礦區(qū)內(nèi)大面積分布侏羅系安山質(zhì)凝灰?guī)r，受風(fēng)化作用的影響，上部巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，透水性較好，有一定的儲(chǔ)水空間。根據(jù)本次工作施工的三個(gè)水文地質(zhì)鉆孔抽水試驗(yàn)資料，水位埋深6.0-11.30m，含水層厚度一般在51.80-97.90m左右，水位標(biāo)高1035.34-1039.93m，富水性弱，單位涌水量0.0048-0.0112L/m.s，滲透系數(shù)0.0078-0.0108m/d。水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型，PH值7.5～7.7，礦化度0.31g/L。

1.3 構(gòu)造裂隙水

工作區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，區(qū)域構(gòu)造主要以近南北向斷裂為主，主要有F3、F4、F5，其次為北東向斷裂F2、近東西斷裂F7、F8，北西向斷裂F6、F9。近南北向斷裂為為壓扭性，斷裂帶內(nèi)巖石破碎呈棱角狀，帶內(nèi)可見后期沿裂隙充填的碳酸鹽細(xì)脈，總體膠結(jié)較好，局部膠結(jié)較差；由于該組斷裂多位于地勢(shì)較高的山脊部位，富水性普遍較差；近東西向斷裂和北西向斷裂均為張扭性斷裂，斷裂帶內(nèi)為黃褐色-紅褐色棱角狀凝灰質(zhì)角礫巖，膠結(jié)物為巖屑、鈣質(zhì)、鐵、錳。帶內(nèi)見有紅褐色、紫褐色鐵錳質(zhì)脈分布，寬度僅幾厘米，總體膠結(jié)較好，局部膠結(jié)較差，富水性較差；北東向斷裂F2為區(qū)內(nèi)的控礦斷裂，斷裂長(zhǎng)度約1300m，走向35-55°，傾向北西，傾角40-75°，斷裂帶寬約1-80m，斷裂帶內(nèi)為棱角狀的凝灰質(zhì)角礫巖，松散膠結(jié)，巖石破碎，見有少量的閃鋅礦化、孔雀石化。根據(jù)斷裂帶內(nèi)角礫特征分析，斷裂性質(zhì)為張性，該斷裂具有多期活動(dòng)特點(diǎn)。據(jù)探礦坑道觀察，在坑道頂板及壁處，有滴淋水現(xiàn)象，說(shuō)明該斷裂帶賦存地下水，礦床開采時(shí)應(yīng)重視，避免斷裂帶地下水透水事件的發(fā)生。

2 隔水層

2.1 第四系松散巖類隔水層

主要在較大的寬谷洼地和河谷平原中分布，由第四系上更新統(tǒng)——全新統(tǒng)粘性土層組成。主要分布在洼地中心地帶的中上部，為粘砂土或砂粘土，厚度一般2-10m，可視為弱含水層或隔水層。

2.2 塊狀基巖隔水層

區(qū)內(nèi)各期侵入巖體、變質(zhì)巖和火山巖，在地表以下一定深度內(nèi)，遭受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的破壞和分化作用的影響較弱，直至巖石新鮮完整，裂隙不發(fā)育，呈致密塊狀，可視為隔水層。

3 地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

根據(jù)科爾沁右翼前旗氣象站資料與本區(qū)地下水位、泉流量及水流水溫變化情況分析，地下水位、泉流量、水溫較明顯的受氣象因素影響和制約。3月下旬至5月，積雪融化，地下水位升高，5月下旬-6月為旱季，地下水位下降，7-9月雨季時(shí)，地下水位又逐漸上升，10月至翌年3月，降水量減少，地下水位降低，泉流量也隨著地下水位的升降而增大和減小。地下水位、泉流量的變化要遲于降水量的變化，而水溫則明顯受氣溫制約，其變化稍晚，地下水位年變幅在0.2-1.3m之間。

總體看，近年來(lái)由于降水量逐年減少，地下水位逐年下降，泉流量逐年減小。基巖裂隙水主要受大氣降水和上游地下水的側(cè)向補(bǔ)給，而后徑流補(bǔ)給下游地下水。由于礦區(qū)所處位置地勢(shì)較高，處于地下水的補(bǔ)給區(qū)，故其水量貧乏。

4 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

礦區(qū)位于地表水的分水嶺地帶，為地下水的補(bǔ)給區(qū)，大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)充來(lái)源。

區(qū)內(nèi)基巖裸露，巖石裂隙發(fā)育，可直接接受大氣降水的滲入補(bǔ)給，但由于所處地勢(shì)較高、地形坡降大，徑流條件好，不利于大氣降水的滲入、匯集。基巖裂隙水沿風(fēng)化裂隙帶由地勢(shì)較高的丘陵地區(qū)向山前坡積裙裾徑流，然后向河谷平原地勢(shì)低洼地帶排泄。

5 礦床充水因素

5.1 礦區(qū)首采地段礦體，大部分位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，巖石直接裸露地表，風(fēng)化裂隙較為發(fā)育，透水性好，大氣降水入滲為礦床充水的自然因素。

5.2 第四系孔隙潛水，主要分布在地勢(shì)低洼的山坡地帶及季節(jié)性溝谷中，由沖積砂礫層、砂層組成，含水層厚度一般小于5.0 m，且地形坡降較大，富水性較差，當(dāng)開采潛水含水層附近及以下礦體時(shí)，潛水將沿基巖裂隙和其它導(dǎo)水通道滲入礦坑，造成礦床充水，是礦床充水的間接因素。

5.3 基巖裂隙潛水，含水層遍布整個(gè)礦區(qū)，主要在近地表發(fā)育不同程度的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙，賦存基巖裂隙潛水，但因所處地勢(shì)普遍較高，降水時(shí)可接受降水的入滲補(bǔ)給，過(guò)后很快便順坡徑流向溝谷排泄，因此，基巖裂隙潛水富水性較弱。當(dāng)?shù)V體與裂隙含水層直接接觸，裂隙水沿風(fēng)化裂隙和構(gòu)造斷裂帶直接進(jìn)入礦坑，造成礦床充水，是礦床充水的直接因素。

5.4 構(gòu)造裂隙水，礦區(qū)內(nèi)的主要存水的斷裂為F2斷裂，也是礦體賦存的構(gòu)造斷裂帶，賦存構(gòu)造裂隙水，當(dāng)開采礦體位于斷裂構(gòu)造帶或附近時(shí)，構(gòu)造裂隙水會(huì)沿構(gòu)造裂隙和斷裂帶直接進(jìn)入礦坑，造成礦床充水，是礦床充水的直接因素。

6 結(jié)束語(yǔ)

礦床間接充水因素為第四系孔隙潛水；直接因素為基巖裂隙潛水、F2斷層構(gòu)造裂隙水。根據(jù)長(zhǎng)期觀測(cè)礦坑涌水量為685m3/d。

基于上述，研究認(rèn)為：礦床以基巖裂隙和構(gòu)造裂隙充水為主，水文地質(zhì)條件屬于中等類型。這些充水因素對(duì)未來(lái)礦山開采不會(huì)產(chǎn)生太大影響。

參考文獻(xiàn)

[1]武漢東，王鳳武，等.巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦地質(zhì)詳查報(bào)告[R].遼寧省有色地質(zhì)局一0六隊(duì)檔案室，2013.

第一作者簡(jiǎn)介：王鳳武（1966-），男，工程師，1990年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)院，長(zhǎng)期從事水工環(huán)工作。資料來(lái)源：遼寧省有色地質(zhì)局一0六隊(duì)檔案室。2013年《遼寧省開原市曹家堡子金礦地質(zhì)詳查報(bào)告》。主持水文地質(zhì)工作，并執(zhí)筆第六章礦床開采技術(shù)條件。2013年《巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦地質(zhì)詳查報(bào)告》。主持水文地質(zhì)工作，并執(zhí)筆第六章礦床開采技術(shù)條件。