小栗坪金礦水文地質(zhì)特征及礦床充水條件分析

■張項(xiàng)王鵬飛

（1河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院 河南 鄭州450052；2河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河南 鄭州450052）

小栗坪金礦水文地質(zhì)特征及礦床充水條件分析

■張項(xiàng)1.2王鵬飛1.2

（1河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院 河南 鄭州450052；2河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河南 鄭州450052）

本文闡述了小栗坪礦區(qū)水文地質(zhì)條件，地下水空間分布規(guī)律、含水層類型、補(bǔ)給、徑流、排泄條件及各含水層之間的水力聯(lián)系，以確定礦床充水因素，為礦山建設(shè)提供依據(jù)。

金礦充水條件構(gòu)造破碎含水帶

1 礦區(qū)概況及地質(zhì)特征

工作區(qū)屬河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣夏館鎮(zhèn)，礦區(qū)出露的主要地層為二郎坪群大廟組、小寨組、火神廟組火山巖系、沉積變質(zhì)巖系。金礦化類型主要有構(gòu)造蝕變巖型、多金屬硫化物脈型。礦區(qū)發(fā)現(xiàn)蝕變帶8條，其中K1蝕變帶礦化較好，其中發(fā)育多金屬硫化物型金銀鉛多金屬礦體。[1]

2 區(qū)域水文地質(zhì)

該區(qū)地處秦嶺東段的伏牛山脈南部，山脈總體走向北西－南東向，屬于低山、中深切割區(qū)。該區(qū)氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，年平均氣?5℃。年平均降水量846.6mm，多集中在5～9月份。區(qū)內(nèi)水系屬長江流域漢水水系，季節(jié)性河流網(wǎng)布。

區(qū)域內(nèi)地下水類型包括第四系松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水及溶蝕裂隙水。區(qū)域內(nèi)地下水的埋藏以潛水為主，局部深部構(gòu)造裂隙及斷層內(nèi)埋藏有少量的承壓水。

地下水的補(bǔ)給方式主要為大氣降水入滲補(bǔ)給。地下水一般在近地表的潛水含水層中徑流，徑流長度較短，易排泄到地表。地下水主要通過向溝溪和河流的泄流、蒸發(fā)及泉等途徑進(jìn)行排泄。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)

3.1 礦區(qū)地形、地貌及地表水

礦區(qū)為低山-丘陵地貌，地形較低緩。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)海拔850m，位于礦區(qū)西南部的鷹咀山；最低點(diǎn)海拔340m，位于礦區(qū)南部河谷底部，可以作為該區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面。區(qū)內(nèi)最大高差510m。整體地勢北高南低，溝谷發(fā)育，地形條件有利于自然排水。

區(qū)內(nèi)干流為郭莊—大栗坪—劉家莊沿線河谷，下游枯水期流量約45L/s，豐水期流量最大約138m3/s。其支流小栗坪河谷內(nèi)發(fā)育季節(jié)性溪流。

3.2 礦區(qū)含水層

3.2.1 第四系孔隙含水層

沿溝谷呈帶狀分布的沖洪積物構(gòu)成該含水層，水位埋深較淺，一般小于1.5m，屬潛水含水層。構(gòu)成該含水層的松散堆積物巖性一般為黃色含礫砂土，夾有卵石、漂石，結(jié)構(gòu)松散無膠結(jié)，分選中等，具層理韻律，沉積厚度5m至20m不等，孔隙度大，給水度大，透水性良好，補(bǔ)給來源豐富，因而該含水層賦水性較強(qiáng)。

3.2.2 基巖風(fēng)化裂隙含水層

礦區(qū)北部及東部分布小寨組（Pz1x）地層，巖性主要為黑云母石英片巖等，走向300°－330°，傾向西南，傾角40°－60°，該套巖層礦區(qū)內(nèi)厚約1750m。風(fēng)化裂隙主要沿片理發(fā)育，片巖產(chǎn)狀為裂隙發(fā)育主要控制因素。地表強(qiáng)風(fēng)化帶內(nèi)，裂隙主要沿片理發(fā)育，部分裂隙切穿片理。強(qiáng)風(fēng)化帶裂隙寬小于3mm，向深部至弱風(fēng)化帶裂隙寬度變小，甚至閉合。在民采坑道PD05洞頂可見片巖裂隙緊閉，有水滴滲出滴落。越向深部裂隙越趨于沿片理發(fā)育，該含水層各向異性越顯著，沿片理發(fā)育方向透水性相對較強(qiáng)，垂直片理發(fā)育方向透水性極弱，甚至不透水。

礦區(qū)中部分布火神廟組（Pz1h）地層，主要巖性為細(xì)碧巖、凝灰?guī)r等，該套巖層礦區(qū)內(nèi)厚約1000m。裸露地表的基巖發(fā)育風(fēng)化裂隙，多呈閉合型，開啟性差，且易被泥質(zhì)等充填，使得該含水層富水性較差。

3.2.3 溶蝕裂隙含水層

大廟組（Pz1d）大理巖分布于礦區(qū)西南，地表出露寬760m，地表及鉆孔中常見溶蝕裂隙及溶孔發(fā)育，分布極不均勻，大小不一，近河岸處溶洞直徑最大約0.5m，溶蝕裂隙寬2mm—15cm不等，部分溶蝕裂隙所處標(biāo)高處在侵蝕基準(zhǔn)面之下。該含水層中地下水埋藏深淺不一，極不均勻，在淺部潛水含水層，富水性差而透水性較好，但在深部，賦存巖溶裂隙承壓水，屬中－強(qiáng)富水性巖層。

3.2.4 構(gòu)造破碎含水帶

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要以北西向?qū)娱g破碎帶為主，走向300°－330°，傾向210°－240°，傾角45°－65°，區(qū)內(nèi)主要礦體K1賦存于該構(gòu)造破碎帶內(nèi)，且構(gòu)造斷裂帶內(nèi)賦存地下水形成含水帶，該含水帶也是礦床直接充水的含水帶。該構(gòu)造斷裂含水帶溝通了第四系孔隙含水層、小寨組（Pz1x）片巖裂隙含水層和礦床之間的水力聯(lián)系，兼具儲水空間、集水廊道和導(dǎo)水通道的功能。[2]

3.3 礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄

大氣降水、地表河水入滲是礦區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來源。郭莊－大栗坪－劉家莊沿線溝溪為礦區(qū)內(nèi)主要地表水體，該河流在上游水位較高地段入滲補(bǔ)給第四系沖洪積孔隙潛水含水層。

礦區(qū)內(nèi)第四系孔隙含水層與其下伏的風(fēng)化裂隙含水層具有統(tǒng)一的水力聯(lián)系，共同構(gòu)成潛水含水層，組成了礦區(qū)地下水含水系統(tǒng)。在此含水系統(tǒng)中，地下水的徑流是由正地形向負(fù)地形緩慢運(yùn)移，匯入溝谷內(nèi)沖洪積孔隙含水層，地下水水位隨著河流水位降低而降低，地下水沿河谷向南徑流排出礦區(qū)。整個徑流過程構(gòu)成地下水流動系統(tǒng)，并形成地下水流場。

在山谷較高海拔處，由于溝谷切割揭露潛水含水層，形成侵蝕下降泉，排泄到地表匯入溪流。在礦區(qū)內(nèi)共勘查到7個侵蝕下降泉。另人工開采和人工排泄也是地下水的排泄方式之一。

4 礦床充水條件分析

K1礦體位于小栗坪溝谷內(nèi)，走向與溝谷發(fā)育方向一致，在K1礦體中有一民采坑道PD05，硐口標(biāo)高379.8m，在沒有生產(chǎn)開采活動時坑道內(nèi)標(biāo)高378m以下完全充滿老窿水，計(jì)算水量為1311m3。在小栗坪溝谷內(nèi)發(fā)育侵蝕下降泉Q4，流量0.15l/s，沿溝谷向下流動12m又滲入第四系沖洪積孔隙含水層，當(dāng)坑道內(nèi)抽出老窿水時，泉Q04即枯竭消失，當(dāng)坑道內(nèi)又充滿水后泉Q4又復(fù)出現(xiàn)。這說明在坑道內(nèi)抽排水時，地表第四系沖洪積孔隙含水層的水位降低，構(gòu)造斷裂含水帶聯(lián)通各個含水層并對礦床直接充水。構(gòu)造斷裂含水帶溝通了第四系沖洪積孔隙含水層、片巖風(fēng)化裂隙含水層和礦床之間的水力聯(lián)系。[3]

坑道上方第四系孔隙含水層厚度約10m,富水性強(qiáng)；片巖風(fēng)化裂隙含水層厚度約10m，富水性弱?？紫逗畬邮堑V床充水的主要含水層。

坑道PD05在枯水期老窿水完全抽排之后15天即又充滿，其正常涌水量為87.4m3/d；在豐水期老窿水完全抽排之后6天即充滿，其最大涌水量為218.5m3/d。

5 礦床水文地質(zhì)類型

K1礦床以孔隙含水層充水為主，地下水通過構(gòu)造破碎帶進(jìn)入礦坑，頂板間接充水。K1礦體大部分位于侵蝕基準(zhǔn)面以上，地形有利于自然排水，主要充水含水層和構(gòu)造破碎帶富水性中等至強(qiáng)，地下水補(bǔ)給條件好，附近地表水不構(gòu)成礦床充水的主要因素。K1礦床屬頂板間接充水的孔隙充水礦床類，水文地質(zhì)條件中等型。

[1]王明明等.河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣小栗坪金礦詳查報(bào)告 [R].鄭州：河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，2015.

[2]王大純，張人權(quán)等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) [M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[3]張國忠，張超，丁建.關(guān)于內(nèi)蒙古自治區(qū)西烏珠穆沁旗東不拉格礦區(qū)水文探討 [J]內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2012，17：55-56.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-115-1

張項(xiàng)（1987～），男，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向?yàn)樗牡刭|(zhì)。