貴州甕安磷礦區(qū)水文地質(zhì)特征研究

施 建，劉小亮

（六盤水師范學(xué)院，貴州 六盤水 553000）

貴州甕安磷礦區(qū)水文地質(zhì)特征研究

施 建，劉小亮

（六盤水師范學(xué)院，貴州 六盤水 553000）

文章深入分析甕安磷礦區(qū)水文地質(zhì)特征。礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，充水因素較多，但影響礦井涌水的主控因素是溶蝕性孔洞發(fā)育的上震旦統(tǒng)燈影組白云巖直接含水層。在未來的礦井水防治過程中，除了確定孔隙性白云巖含水層對(duì)礦井涌水造成的危害程度外，還應(yīng)綜合考慮地表水、采空區(qū)老窯水以及構(gòu)造裂隙水等的影響。

白云巖；水文地質(zhì)；溶蝕作用

水文地質(zhì)特征研究是保證該礦區(qū)安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要工作，貴州地層復(fù)雜，地下水對(duì)礦區(qū)開采的影響。為了減小地下水對(duì)礦區(qū)開采的影響，保證開采的質(zhì)量及開采時(shí)的安全問題，作出了該礦區(qū)的詳細(xì)調(diào)查。

1 地質(zhì)概況

1.1 礦區(qū)地層

甕安磷礦區(qū)位于貴州省中東部甕安縣境內(nèi)，區(qū)內(nèi)出露地層依次由老至新為：前震旦系板溪群、震旦系下統(tǒng)南沱組、上統(tǒng)陡山沱組和燈影組；寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組和明心寺組以及第四系。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于白巖背斜南傾沒端，白巖背斜是一個(gè)西緩東陡的斜歪梭形傾伏背斜。軸向北東20～25度，軸脊自北而南經(jīng)轉(zhuǎn)背巖、馬鞍山、玉華、上大塘西、南堡、穿巖洞、林場(chǎng)、新橋－線。南北傾伏角分別是6～8度及23～25度。軸面傾向北西，傾角55～65度。巖層傾角西翼一般25～35度，近軸地段寬緩，略具波狀起伏。越背斜軸面往東，巖層產(chǎn)狀急劇變陡，一般傾角60～75度，局部直立甚而略向北西倒轉(zhuǎn)。

地層產(chǎn)狀受背斜構(gòu)造控制。斷裂構(gòu)造主要發(fā)育北北東向的逆沖斷層，系白巖背斜形成初期之次一級(jí)逆沖斷裂，因后期新華夏構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的疊加，而略顯左形扭動(dòng)，其共同特點(diǎn)是走向北北東，傾角陡。

2 水文地質(zhì)特征

2.1 水文地質(zhì)概況

甕安磷礦區(qū)所處構(gòu)造部位為川黔南北構(gòu)造帶。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線呈北北東向展布，東部為甕安向斜，西部為平寨向斜及翁初～王卡褶斷帶，兩者間為白巖～高坪背斜。甕安磷礦地處巖坑河流域。區(qū)內(nèi)總體地形為東高西低，為一向北西傾斜的斜坡，最高點(diǎn)為北東部的白斗山山頂，海拔標(biāo)高+1514.2m，最低點(diǎn)為巖坑河面，為本區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，海拔標(biāo)高+1045m，相對(duì)最大高差469.2m。

區(qū)內(nèi)地貌類型屬構(gòu)造剝蝕溶蝕低中山，地形東部較高西部較低，橫溝較發(fā)育，所屬水系屬于烏江水系、烏江支流高洞河的次級(jí)支流巖坑河流域。巖坑河位于礦區(qū)北西面，為礦區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準(zhǔn)面，標(biāo)高+1045～+998m。巖坑河匯水面積99×106m2，洪水期流量24.75m3/min，枯水期流量14.22m3/min，平水期流量59.8m3/min，歷年最大洪流量約9600m3/min，洪水位高出現(xiàn)在河水位1.5～2m，兩岸淹沒寬度10～200m。

2.2 含（隔）水層

區(qū)內(nèi)出露地層由老至新主要有前震旦系板溪群、震旦系下統(tǒng)南沱組及上統(tǒng)陡山沱組和燈影組、寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組和明心寺組以及第四系。根據(jù)出露地層巖性與含水介質(zhì)特征，可劃分為三類地下水類型：

（1）松散巖類孔隙水。地下水主要賦存于由結(jié)構(gòu)松散的第四系人工填土、殘坡積層、重力堆積層、坡洪積層和沖積層孔隙中，含水性弱。主要接受大氣降水的補(bǔ)給，沿基巖面逕流并在較低處以分散流或泉的形式排泄，流量嚴(yán)格受降水量的控制，流量較小，常干枯。

（2）碎屑巖裂隙水。地下水主要賦存于斜坡中部的板溪群、震旦系下統(tǒng)南沱組、寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組及明心寺組，為強(qiáng)、中風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖及粘土巖。由于其間的構(gòu)造裂隙，風(fēng)化裂隙較為發(fā)育，貫通性好，淺部基巖具有易貯水、導(dǎo)水通暢的特點(diǎn)，但總體上而言，含水性導(dǎo)水性較差，具有一定的隔水性能，為相對(duì)隔水層。

（3）碳酸鹽巖巖溶裂隙水。主要賦存于震旦系上統(tǒng)燈影組白云巖中，因巖石硬脆，時(shí)代古老，位于背斜近軸部，受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，經(jīng)后期溶蝕作用裂隙擴(kuò)大，含巖溶孔洞裂隙水，富水性中等，為礦床主要充水層。礦層上覆巖層為上統(tǒng)陡山沱組和燈影組，含巖溶孔洞裂隙水，富水性中等，為礦床主要充水層，開采時(shí)要加強(qiáng)防治水工作。礦層下覆巖層為前震旦系板溪群，含水性導(dǎo)水性較差，具有一定的隔水性能，為相對(duì)隔水層。

2.3 地下水補(bǔ)、徑、排條件

地下水補(bǔ)給來源主要有大氣降水、其次為寒武系下統(tǒng)風(fēng)化帶裂隙水及第四系孔隙水?？傮w而言，礦山地下水補(bǔ)給條件較差。地下水運(yùn)動(dòng)方向受地形、地層巖性及構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)地形強(qiáng)烈切割，地形陡峻，沖溝較發(fā)育，地表逕流條件良好，有利于地下（表）水的逕流和排泄。根據(jù)以往礦區(qū)勘探鉆孔揭露，區(qū)內(nèi)地下水埋深一般在50～150m，潛水面標(biāo)高在+1200m左右。但隨著多年的地下采礦，地下水位已發(fā)生明顯下降，原有地表泉點(diǎn)大多已干枯。地下水總體流向由南東至北西，排泄區(qū)在巖坑河?xùn)|岸坡上寨附近，地下水位標(biāo)高+1055m。

2.4 斷層導(dǎo)水性及影響

該礦斷層較多，在未進(jìn)行開采前，斷層可作為一個(gè)含水層，含水巖組的補(bǔ)給、逕流和排泄都相對(duì)獨(dú)立。由于區(qū)內(nèi)的F19斷層橫穿礦區(qū)，在礦區(qū)局部進(jìn)行開采后，破壞了原來的平衡性，局部地下水的逕流和排泄方向同時(shí)也發(fā)生變化。地下水的流向向著薄弱應(yīng)力場(chǎng)（采空區(qū)）逕流。因此斷層水對(duì)井下開采威脅可能有一定的影響，在開采時(shí)要嚴(yán)加防范。

3 地下水對(duì)礦井充水的影響

翁安磷礦礦井充水通道主要以巖溶裂隙為主，此外巖石原生的和采礦的節(jié)理裂隙，因采掘擾動(dòng)，規(guī)模也不是很小。因此礦井主要水害應(yīng)包括頂板巖溶裂隙水、采空區(qū)積水、大氣降水和地表水，其中頂板白云巖巖溶裂隙水和采區(qū)積水將是礦井的主要水患。主要是受以下因素的影響：①大氣降水對(duì)礦床充水影響。礦山處于斜坡位置，地形坡度大，大氣降水部分沿坡流走，部分滲入。由于區(qū)內(nèi)礦體厚度較大，近地表礦體經(jīng)露采形成一定的采坑，有利于降水的匯集及下滲，降水滲入的大小是引起礦床充水的直接因素之一；②頂板含水層對(duì)礦床充水影響。燈影組白云巖為礦床直接充水含水層，為溶蝕裂隙水，富水性中等，是引起礦床充水的直接因素之一；③構(gòu)造、裂隙、破碎帶對(duì)礦床充水的影響。礦區(qū)斷裂破碎帶雖較發(fā)育，但大多膠結(jié)良好，沒有勾通地表水體和主要巖溶含水層，故其導(dǎo)水性和含水性較弱，對(duì)礦床開采影響較??；④鄰近礦坑對(duì)礦床充水影響。因礦山周邊均有采礦坑道分布，鄰近礦坑積水對(duì)礦床充水有一定影響，存在礦坑突水的可能性。礦區(qū)存在一定面積的采空區(qū)，其廢棄采面或巷道內(nèi)有積水，由于采空區(qū)與各巷道相連，采空區(qū)內(nèi)水大多已由巷道中排水管路排出井口。但也不排除局部積水量的存在，對(duì)礦井造成影響，滲入礦井而成為礦井直接充水水源。

4 結(jié)論

通過對(duì)甕安磷礦區(qū)范圍進(jìn)行全面深入的水文地質(zhì)特征分析，得出如下結(jié)論：①上震旦統(tǒng)燈影組白云巖為礦區(qū)直接充水含水層，特別是位于背斜近軸部區(qū)域，因受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，后期的溶蝕作用又使裂隙擴(kuò)大，產(chǎn)生大量巖溶孔洞裂隙水，富水性較強(qiáng)；②白云巖的空隙發(fā)育程度是影響礦井涌水量的內(nèi)因，巖石的孔隙包括了其節(jié)理裂隙、構(gòu)造裂隙、孔隙等，加之溶蝕作用的廣泛發(fā)育，促使了這些空隙空間增大，最終導(dǎo)致了礦井涌水；③甕安磷礦區(qū)的水文地質(zhì)特征受多種條件的影響，其中包括了構(gòu)造裂隙的發(fā)育、白云巖溶蝕作用的大小、地表水、采空區(qū)以及含、隔水層的組合關(guān)系等等多因素控制，在未來礦山開采過程中的防治水措施，應(yīng)全面考慮各因素的影響程度，確保開采作業(yè)的安全進(jìn)行。

[1]任明忠.老撾萬象平原鉀鎂鹽礦區(qū)開采技術(shù)條件研究[J].云南地質(zhì),2004,(2):179-181.

P331

A

2096-2789（2016）12-0200-02

施建（1993-），男，貴州赤水人，六盤水師范學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)本科在讀，研究方向：水文地質(zhì)。