湘西某礦區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度分析

羅治勇，余姝辰，廖 濤

（1.國(guó)土資源評(píng)價(jià)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.湖南省國(guó)土資源規(guī)劃院，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

上洞街礦區(qū)毛家寨段位于湘西永順縣城，其軸向?yàn)楸睎|—南西向，區(qū)內(nèi)地層傾向南東，傾角為60°以內(nèi)，呈單斜構(gòu)造，核部地層為下三疊統(tǒng)大冶組，向兩翼依次分別為上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組和吳家坪組。

1 水文氣象

該礦地處亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，降水豐沛，多年平均大氣降水量為1328mm。降水時(shí)段主要集中在每年4～8月，該時(shí)段降水量約占全年的60%。該區(qū)屬酉水河流域，正常水位高程約為200m，構(gòu)成了該礦區(qū)地表水和地下水。酉水河北岸支流主要有：溪河、芙蓉河以及科必洞地下河；南岸支流主要有：羅依溪、石碧溪、潭河。

2 湘西某礦區(qū)地形地貌

礦區(qū)地處湘西褶皺山地，山脈走向、地形地貌和巖溶水特征主要受礦區(qū)構(gòu)造線及地層巖性控制，大體呈北東向展布，與礦區(qū)構(gòu)造線走向基本一致。區(qū)內(nèi)峰巒疊嶂，峰叢林立，根據(jù)成因、形態(tài)及組合特征，將地貌類型劃分為構(gòu)造侵蝕中低山、構(gòu)造侵蝕-溶蝕中低山和構(gòu)造溶蝕中低山三種。

3 地質(zhì)發(fā)育特征

3.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

湘西地區(qū)礦山出露新元古代冷家溪群，板溪群和高澗群，南華系統(tǒng) - 震旦系，下古生界，上古生界 - 中三疊統(tǒng)，上三 - 中侏羅世，白堊紀(jì) - 古近紀(jì)和第四系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)于新元古代。冷家溪組為活動(dòng)大陸邊緣火山碎屑巖礦床，板溪組和華南組為斷陷盆地火山碎屑巖，震旦系至下奧陶統(tǒng)的陸源碎屑夾為被動(dòng)大陸邊緣盆地，少量碳酸鹽和硅質(zhì)礦床，中奧陶統(tǒng)志留系是前陸盆地砂，泥和少量碳酸鹽礦床，以及泥盆紀(jì)盆地。下三個(gè)系列為陸相表層海相碳酸鹽巖和陸源碎屑硅質(zhì)巖礦床，上三中侏羅系為大陸擠壓前陸盆地或拉張盆地碎屑沉積，白堊系 - 古近系為陸相斷陷盆地紅色碎屑沉積。

3.2 礦區(qū)斷裂形態(tài)特征

在斷裂帶附近，礦區(qū)地下水循環(huán)迅速，圍巖蝕變速度快。地下水儲(chǔ)運(yùn)的良好渠道。造成礦床頂部和底部含水層之間的接觸并產(chǎn)生液壓連接。它既不是棲霞組的石灰?guī)r段，也不是馬木組的強(qiáng)烈含水層。 因此，這個(gè)區(qū)域被打破了。裂縫帶對(duì)礦床的正常開采造成了威脅。

礦區(qū)地下構(gòu)造主要受裂隙控制多呈隙縫狀，規(guī)模不大，多數(shù)人可進(jìn)入，深度僅幾米；伏流入口通常由多組構(gòu)造裂隙、構(gòu)造裂隙與層面裂隙或小型斷層構(gòu)造控制，規(guī)模較大，成為本區(qū)季節(jié)性或常年性地表溪溝滲入地下的主要形式。

本區(qū)地層多發(fā)育于上寒武統(tǒng)比條組、追屯組和下奧陶統(tǒng)純碳酸鹽巖地層中，在垂向上具有多層性，在1000m、800m、600m及500m高地層發(fā)育較好，礦層平剖面形態(tài)主要受構(gòu)造裂隙、斷層和層面控制。

4 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)特征

泥盆紀(jì)和三疊紀(jì)巖石構(gòu)成了地表流域西北部和東南部的分區(qū)，地形地貌險(xiǎn)要，山高而陡峭，灌木茂密。 泥盆系地層傾向于從東北到西南，傾向于東南部，傾角約為30度。雖然巖層上第四系厚度不大，但趨勢(shì)與地形坡度一致，在地表水蝕的作用下，存在一個(gè)潛在的可能，即小規(guī)模的工程地質(zhì)現(xiàn)象不良現(xiàn)象或滑坡現(xiàn)象。 本組與涼山組接觸界面與棲霞組涼山相接觸，古滑坡沉積物較普遍，三疊系地層僅暴露于溝壑陡峭的礦物基巖中，一般不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

圖1 湘西某礦區(qū)水文地質(zhì)圖

圖2 地質(zhì)平面圖

5 礦區(qū)充水因素

礦區(qū)地下暗河主要分布于松柏向斜核部的盆地內(nèi)，規(guī)模最大的為科必洞地下暗河系統(tǒng)，其旱季最小流量達(dá)1500L/s，流域面積約200km2，該暗河為一樹枝狀地下暗河系統(tǒng)，其主要分支有：涼水井伏流、李家灣伏流、澤形灣伏流組成。此外還有官坊灣大洞地下暗河，該暗河系統(tǒng)主要匯集該區(qū)東北部一帶（匯水面積約30km2），在自北東向西南徑流過(guò)程中于官坊灣巖溶斜坡與巖溶盆地的交界部位出露，該暗河主要受北東向的斷層控制，在比條組與追屯組地層接觸帶出露，流量約300L/s，出露地表后自東向西徑大橋村、羅家寨于李家灣全部潛入地下進(jìn)入科必洞地下暗河系統(tǒng)。

6 熱液成礦作用的控制因素

該區(qū)各類地形地貌和地質(zhì)形態(tài)都是在特定條件下經(jīng)歷長(zhǎng)期圍巖蝕變作用所形成的。在諸多控制因素中，地層性質(zhì)決定了該區(qū)不同時(shí)代地層的礦物發(fā)育程度，地質(zhì)構(gòu)造控制了該區(qū)礦石發(fā)育的空間展布方向。

（1）該區(qū)自下寒武統(tǒng)清虛洞組至奧陶系接受了長(zhǎng)達(dá)近1億年的海相碳酸鹽巖連續(xù)沉積，碳酸鹽巖地層廣泛出露與分布為該區(qū)礦物的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和空間，但由于不同地層形成時(shí)所處的地質(zhì)環(huán)境的不同，地層巖性、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、單層厚度與連續(xù)厚度以及組合關(guān)系差異較大，造成了不同時(shí)代礦物發(fā)育程度的差異。

（2）該區(qū)位于松柏向斜構(gòu)造的東南翼，地層總體以20?左右的傾角緩緩向西北方向傾斜，呈單斜狀展布，這一構(gòu)造格局與礦物熱液腐蝕性上強(qiáng)下弱有機(jī)匹配，造就了該區(qū)地質(zhì)發(fā)育西北強(qiáng)、東南弱；上部強(qiáng)下部弱的基本格局。

（3）湘西礦區(qū)地表水和地下水的發(fā)育方向主要受北東向陡傾角的縱張巨型裂隙，其次為北西向陡傾角的橫張巨型裂隙。該區(qū)具有一定規(guī)模的斷裂現(xiàn)象，通常都與這兩組構(gòu)造裂隙或在其基礎(chǔ)上發(fā)育的斷層有著密切的關(guān)系。

（4）新生代以來(lái)的地殼間歇性抬升運(yùn)動(dòng)塑造了該區(qū)層狀地貌的特點(diǎn)。

7 結(jié)論

總體具體而言，礦區(qū)水文地質(zhì)條件程度復(fù)雜，從地層時(shí)代上該區(qū)下奧陶統(tǒng)及上寒武統(tǒng)的追屯組礦物發(fā)育較好，礦床水文地質(zhì)條件為中等類型；其次為上寒武統(tǒng)比條組和車夫組以及中寒武統(tǒng)花橋組。

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