江西某銅礦礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

高 園，陶少成，唐 珂，王 亮

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊(duì)，江西 南昌 330000）

礦區(qū)的水文地質(zhì)條件分析是為進(jìn)一步評價(jià)礦山開采技術(shù)條件和礦山開采設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù)，因此，礦區(qū)的水文地質(zhì)條件分析是必不可少的環(huán)節(jié)。本文所研究的銅礦床位于江西武山地區(qū)，是一個(gè)比較成熟的銅礦床[1]。該礦床由南北兩個(gè)礦帶組成，其賦水層位和賦水裂隙一致，均為灰?guī)r溶洞裂隙含水層為主要賦水層。此外，在礦區(qū)東部存在一個(gè)較大的地表水體，對礦區(qū)地下水是否產(chǎn)生較大的影響等是亟待解決的問題?；诖?，本文以該銅礦床為研究對象，分析了礦區(qū)的水文地質(zhì)條件，為銅礦資源的開發(fā)與利用提供幫助。

1 礦區(qū)背景概況

圖1 礦區(qū)水文地質(zhì)略圖

江西某銅礦位于江西武山地區(qū)，為黃橋向斜的北翼部分，地形地貌東低西高，屬丘陵地貌與湖濱多度地帶。礦區(qū)出露地層較齊全，從泥盆系至三疊系均有出露[2]。根據(jù)礦區(qū)巖層富水特征將其劃分為含水巖組、弱含水巖組和隔水巖組三大類，其中含水巖組有五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組、茅口長興灰?guī)r含水巖組、黃龍棲霞灰?guī)r含水巖組和大冶嘉陵江灰?guī)r含水巖組，弱含水層巖組有茅口炭質(zhì)灰?guī)r弱含水巖組，隔水巖組為大冶頁巖相對隔水層。前文已述及礦區(qū)中礦體主要賦存于黃橋向斜北翼東部，導(dǎo)致礦體在空間上具有成帶分布的特征，即可分為南北兩個(gè)礦帶。南礦帶賦存于向斜南西翼二疊—三疊系與花崗閃長斑巖的接觸帶，空間上呈環(huán)狀產(chǎn)出；北礦帶中的地層賦存于上泥盆統(tǒng)五通組與石炭系黃龍組之間。根據(jù)對礦區(qū)水文地質(zhì)條件的簡易分析發(fā)現(xiàn)，礦體多數(shù)埋藏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下，導(dǎo)致礦區(qū)水文地質(zhì)條件更為復(fù)雜。

2 礦床充水因素分析

前文已述及，礦區(qū)成礦帶可分為南北兩條，因此，在分析礦床充水因素時(shí)也可分為南北兩帶進(jìn)行。北礦帶、南礦帶的充水因素如下所述。

2.1 北礦帶充水因素分析

（1）充水水源分析：北礦帶中礦體主要賦存于上泥盆統(tǒng)五通組和石炭系黃龍組之間，該套地層組成了礦區(qū)內(nèi)的五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組和黃龍棲霞灰?guī)r含水巖組，明顯受控于大氣降水的滲透補(bǔ)給。因此，北礦帶的礦床充水因素為大氣降水，也是該礦帶主要的水源補(bǔ)給，導(dǎo)致開采井巷中的涌水量明顯呈現(xiàn)出季節(jié)性變化的規(guī)律，其變化形態(tài)與礦區(qū)范圍內(nèi)的大氣降雨?duì)顩r基本一致。由于礦體基本埋藏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下，隨著礦坑及井巷坑道的開挖，嚴(yán)重的影響了該區(qū)域地下水的運(yùn)移方式，使得原來由西向東徑流的水體逐漸向下滲漏補(bǔ)給，致使赤湖中的水體補(bǔ)給地下水，進(jìn)而使得赤湖中的水源也成為北礦帶重要的充水水源。由于受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，使得赤湖的水源被斷裂破碎帶溝通改變運(yùn)移方向，導(dǎo)致北礦帶的充水水源以五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組和黃龍棲霞灰?guī)r含水巖組中的裂隙水為主，因此，礦坑中的水量也是十分有限的。

（2）充水途徑分析：充水途徑是判斷礦坑充水量大小的標(biāo)志之一，北礦帶的充水途徑以構(gòu)造裂隙為主，可分為斷裂破碎帶和節(jié)理。北礦帶位于黃橋向斜北東側(cè)之北西翼，層間破碎帶、節(jié)理裂隙極為發(fā)育，導(dǎo)致平行于走向的斷裂破碎帶極為發(fā)育，促進(jìn)了地下水的運(yùn)移速率，形成了比較穩(wěn)定的導(dǎo)水通道。此外，隨著層間裂隙及破碎帶、節(jié)理等的形成，導(dǎo)致該區(qū)域存在大量的虛脫空間，為地表水體的滲漏提供了良好的儲存空間，進(jìn)而可使得原先不能溝通的裂隙逐漸演化為具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的含水網(wǎng)，形成相對穩(wěn)定的含水層。該類裂隙水的含水量較小，對礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用影像不大。

2.2 南礦帶充水因素分析

（1）充水水源分析：南礦帶中的礦體主要賦存于礦區(qū)南部之二疊—三疊系與花崗閃長斑巖的接觸帶上，空間上呈環(huán)狀產(chǎn)出，由冶嘉陵江灰?guī)r含水巖組和茅口組溶洞裂隙含水巖組組成，中間展布有呈北東東—南西西向的大冶組下段頁巖隔水巖組，使得二者之間的水力聯(lián)系較差。南礦帶的礦體也基本賦存于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下，隨著井巷工程及開礦坑道的開挖，充水因素逐漸變?yōu)槊┛诮M溶洞裂隙水，進(jìn)而使得赤湖水源通過斷裂破碎帶及下滲作用，使得原來由西向東徑流的水體逐漸向下滲漏補(bǔ)給，致使赤湖中的水體補(bǔ)給地下水，進(jìn)而使得赤湖中的水源也成為南礦帶重要的充水水源。

（2）充水途徑分析：北礦帶的充水途徑以構(gòu)造裂隙為主，可分為斷裂破碎帶和節(jié)理，而南礦帶的充水途徑存在明顯的差異，主要表現(xiàn)在壓熔塌陷和斷裂破碎帶兩個(gè)方面。前者主要與南礦帶地表為大量第四系沉積物為主有關(guān)，隨著礦區(qū)開發(fā)利用，導(dǎo)致南礦帶地下水水位逐漸下降，誘發(fā)了大量巖溶塌陷，形成了大量的塌陷區(qū)域，為大氣降雨的下滲提供了通道，導(dǎo)致地表水體和赤湖水體沿塌陷區(qū)域灌入，嚴(yán)重的威脅了南礦帶的開采；后者主要與武山巖體的侵入活動有關(guān)，隨著武山巖體的侵入，使得圍巖中產(chǎn)生大量裂隙，成為主要的導(dǎo)水通道，不僅為井巷坑道提供了充水通道，而且使得礦區(qū)的構(gòu)造裂隙更為復(fù)雜，逐漸可形成具有較大規(guī)模的含水網(wǎng)絡(luò)，也影響了礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用進(jìn)程。

3 結(jié)語

本文以江西武山地區(qū)某銅礦床為研究對象，分析了礦區(qū)的充水條件及充水途徑，對該礦區(qū)的進(jìn)一步開發(fā)與利用提供幫助。通過對該礦床的水文地質(zhì)條件分析，認(rèn)為礦床主要含水層位為五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組、黃龍棲霞灰?guī)r含水巖組和冶嘉陵江灰?guī)r含水巖組、茅口組溶洞裂隙含水巖組，導(dǎo)水通道與礦區(qū)內(nèi)的次級斷裂關(guān)系密切。此外，赤湖水源對南礦帶的影響作用更大。