安徽省濉溪縣前常鐵銅礦水文地質(zhì)條件及特征分析

黃蕾蕾

摘要：安徽省濉溪縣前常鐵銅礦位于濉溪縣城東南部，東臨宿州市，西與陳莊鐵礦相距4km，和三鋪鐵礦毗鄰，隸屬濉溪縣四鋪鄉(xiāng)三鋪村管轄。本文對(duì)常鐵銅礦區(qū)的水文地質(zhì)條件、特征進(jìn)行分析，以為該礦區(qū)的開采和安全生產(chǎn)提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì);含水層;隔水層

1.礦區(qū)水文地質(zhì)條件

1.1氣象、水文、地形地貌特征

本區(qū)為大陸、海洋氣候過渡帶，年平均降雨量700mm—1400mm，雨季在每年的6月下旬至8月中旬，雨量占全年降雨量40%—50%，蒸發(fā)量1600mm～2000mm。年平均溫度攝氏度14℃，無霜期210d～220d。

區(qū)內(nèi)河流屬淮河水系，計(jì)有閘河、濉河、沱河及其支流。河身平直，河床較淺2m～3m，位于第四系表土層中，與基巖地下水無水力聯(lián)系。區(qū)內(nèi)最高洪峰值為29.8m。區(qū)域地形平坦，標(biāo)高20m～27m，北高南低，北東部為低山丘陵，標(biāo)高50m—400m，呈北東南西向。

1.2區(qū)域水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)有松散沉積巖、沉積巖及侵入巖等巖系。以巖性特征及富水性條件不同劃分為含水層與隔水層。

含水巖組：全新統(tǒng)（Q4）砂層孔隙潛水巖組，上更新統(tǒng)（Q3）砂層孔隙承壓水巖組，礦化蝕變帶裂隙承壓水巖組，碳酸鹽巖巖溶裂隙承壓水巖組，含煤巖系砂頁巖裂隙承壓水巖組。

1.3隔水巖組

第四系底部中下更新統(tǒng)粘土、粉質(zhì)粘土層，在自然狀態(tài)下具有隔水能力，使第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)砂層水與基巖地下水無水力聯(lián)系。部分地區(qū)如陳莊、史小樓等地上更新統(tǒng)砂層直接與基巖接觸，形成“漏水天窗”產(chǎn)生水力聯(lián)系。分布于前常附近的三鋪巖體等巖漿巖類，裂隙一般不發(fā)育，單位涌水量（q）多小于O.OOIL/s.m，富水性極弱，一般視為隔水層。

2.礦區(qū)水文地質(zhì)特征

礦床隱伏在第四系覆蓋層之下，鉆探揭露的巖層主要為：閃長(zhǎng)玢巖、矽卡巖、磁鐵礦石、大理巖，第四系砂層、粘土（粉質(zhì)粘土）等。

根據(jù)巖性及富水程度，劃分以下幾個(gè)含水、隔水巖組。詳述如下：

2.1含水巖組

（1）第四系全新統(tǒng)（Q4）砂層孔隙潛水含水巖組

全新統(tǒng)總厚27m～32m。以棕紅、棕黃、黃灰雜色粘土、粉質(zhì)粘土為主，黃色粉砂、細(xì)砂、粘土質(zhì)砂次之。該含水巖組水位埋深1.44m—2m。據(jù)三鋪礦區(qū)該層抽水試驗(yàn)資料：滲透系數(shù)2.74m/d，單位涌水量（q） 1.12L/s.m，水化學(xué)類型HCO3-Mg ·Ca水，pH值7.7，富水性較強(qiáng)。

（2）第四系上更新統(tǒng)（Q3）砂層孔隙承壓水含水巖組

上更新統(tǒng)總厚45m—53m，以厚層砂、砂礫石層為主，粘土、粉質(zhì)粘土次之。夾砂l(fā)層～4層埋深34m～79m，砂層總厚30m—42m，單層厚一般Sm～25m，最厚38m，最薄1.12m。根據(jù)鉆孔井1孔、ZK92孔資料，滲透系數(shù)2.367m～5.094m/d，單位涌水量（q）0.893L/s·m—1.7L/s ·m，水化學(xué)類型HCO3-Mg.Ca水，pH值7.8—8.0，富水性中等～強(qiáng)。

（3）礦化蝕變帶裂隙承壓水含水巖組

所包括的巖性有：蝕變閃長(zhǎng)玢巖、磁鐵礦體、矽卡巖及所夾的薄層大理巖，以裂隙水為主。根據(jù)ZK94、ZK102資料，滲透系數(shù)0.0096m/d—0.0249m/d，單位涌水量（q）0.00791L/s·m～0.0128L/s·m，水化學(xué)類型為SO4·Cl-Na·Ca水或SO4-Na ·Mg水，pH值8.1，為弱富水性。

（4）大理巖巖溶裂隙承壓水含水巖組

①淺部大理巖含水巖組

大理巖在礦區(qū)的北、西北及M7異常以大小不等的捕虜體出現(xiàn)于閃長(zhǎng)玢巖之中。該含水帶的巖性為大理巖、白云質(zhì)大理巖，為礦床充水的主要因素。據(jù)鉆孔ZK402（ 81.35m～200.OOm）資料，滲透系數(shù)為1.1567m—1.217m/d，單位涌水量（q）1.313L/s～1.35L/s.m，東南部M7異常大理巖的富水性較強(qiáng)。

②深部大理巖含水巖組

該巖組全區(qū)分布廣泛，頂板埋深-420m—-950m，西北高，東南低，主要巖性為寒武系中上統(tǒng)鮞狀大理巖，斑紋狀、條帶狀白云質(zhì)大理巖和白云石大理巖，據(jù)鉆孔ZK4007抽水試驗(yàn)資料（ 650.8m～804.61m），單位涌水量（q）0.102Us·m（換算抽水水文降深為lOm），滲透系數(shù)為0.086m/d，含水性弱至中等。

2.2隔水巖組

（1）第四系上更新統(tǒng)隔水層

頂板埋深llm～40m，厚度15m～28m，局部夾有薄層透鏡狀細(xì)砂、亞砂土，厚0.4m～2m，粘土、亞粘土塑性較好，具有良好的隔水能力。

（2）第四系中下更新統(tǒng)隔水層

頂板埋深77m～120m，厚25m～39m，該粘土層厚度大，分布穩(wěn)定，該層具有良好的隔水能力。

（3）閃長(zhǎng)玢巖隔水層

在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布。巖石完整，裂隙微弱發(fā)育。據(jù)鉆孔ZK05-1資料（102.73m～160.34m），單位涌水量0.00048Us·m，滲透系數(shù)0.00069m/d.含水性極為微弱，可視為一相對(duì)隔水邊界。

2.3斷層破碎帶的導(dǎo)水性

主要見有9條斷層破碎帶，其導(dǎo)水性簡(jiǎn)述如下：

（1）F1正斷層：沿背斜軸部近南北延伸，破碎帶北部寬35m～40m，向南逐漸閉合，膠結(jié)很好。據(jù)ZK3005抽水試驗(yàn)，該段單位涌水量（q）為0.0003Us·m，滲透系數(shù)為0.0064m/d，為弱富水性，其導(dǎo)水性亦較差。

（2） F2正斷層：位于礦區(qū)東部ZK208，該斷層隱伏未出露，斷層較小，破碎帶寬4m，膠結(jié)較好，含水微弱，導(dǎo)水性差。

（3）F3逆斷層：位于礦區(qū)南部ZK6007-ZK1007 -帶，北端被F4逆斷層切割，構(gòu)造破碎帶厚Im—4m，多被方解石充填和半充填，仍有導(dǎo)水能力，斷層帶上下大理巖巖溶發(fā)育，多為溶孔、溶蝕裂隙，裂面有鐵染，所以F3逆斷層直接威脅著東礦段礦體。

（4）F4逆斷層：位于礦區(qū)南部ZK6009，破碎帶寬8m，膠結(jié)不好，有導(dǎo)水能力，上部與第四系上更新統(tǒng)砂層連接，故本斷層為導(dǎo)水?dāng)鄬印?/p>

（5）F5、F6破碎帶：兩破碎帶埋深-300m—-400m之間，分布在礦區(qū)稍偏西南，寬75m～250m，其共同特點(diǎn)是巖石呈松、軟、碎，局部硬、脆、碎，可見巖石為大理巖、閃長(zhǎng)玢巖、角巖碎塊和多量的泥狀物。含水性十分微弱，兩破碎帶均在遠(yuǎn)離礦體的圍巖之中，加之破碎帶的含水性十分微弱，除其工程地質(zhì)條件較差外，不是礦床充水的主要因素。

（6）F7逆斷層：分布在礦區(qū)西南部外圍，據(jù)164孔資料，對(duì)其進(jìn)行抽水試驗(yàn)（172.30m～308.69m），單位涌水量0.0186L/s·m，滲透系數(shù)0.0152m/d，可見該斷層富水性較弱且導(dǎo)水性較差，抽水結(jié)束后恢復(fù)水位上升很慢，證明其補(bǔ)給性差。

（7）F8正斷層：分布在礦區(qū)西南部外圍，與F7斷層相鄰，據(jù)164孔資料，其富水性十分微弱，對(duì)礦床的開采不具威脅。

（8）F9斷層：據(jù)太平礦業(yè)提供的鉆孔（ZKl）資料，在鉆進(jìn)過程中多次頻繁出水，含水豐富，具有較強(qiáng)的導(dǎo)水性能。

2.4地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

全新統(tǒng)砂層孔隙含水層的補(bǔ)給來源主要為大氣降水的垂直滲透，上更新統(tǒng)砂層孔隙含水層以上覆的孔隙含水層的垂直人滲及側(cè)向徑流補(bǔ)給為主，大理巖巖溶裂隙含水層及礦化蝕變帶含水層，主要補(bǔ)給來源為上覆孔隙含水層的垂直人滲、側(cè)向徑流及漏水“天窗”區(qū)的垂直人滲補(bǔ)給為主。

基巖含水層在隱伏區(qū)多為地下水的徑流區(qū)，自然狀態(tài)下徑流方向總體上為西北向東南，含水層的排泄方式多為地表蒸發(fā)、側(cè)向徑流及工業(yè)、農(nóng)業(yè)及居民用水，礦區(qū)內(nèi)的第四紀(jì)含水層主要靠第四紀(jì)古河道呈漏水“天窗”向下伏含水層下滲向東南排泄。

2.5充水因素分析

礦體隱伏在松散層之下，與礦體直接接觸的含水層為礦化蝕變帶含水巖組及大理巖巖溶裂隙含水巖組，其在空間形態(tài)均以捕虜體的形式呈透鏡狀、似層狀，外側(cè)均被閃長(zhǎng)玢巖隔水層包裹，礦體周邊大理巖裂隙巖溶含水巖組及礦化蝕變帶裂隙含水巖組，為礦床開采的直接充水含水層，富水性弱至中等，地下水在礦層的實(shí)際開采過程中，主要以淋水，小股涌水或滴水的方式進(jìn)入礦坑。

3.小結(jié)

通過一系列的工作，查明了礦床水文地質(zhì)條件和一般的工程地質(zhì)條件，摸清了礦區(qū)含、隔水層的含水性及其規(guī)律。礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，主要充水含水層，富水性弱至中等，地下水補(bǔ)給條件差。

本礦區(qū)是以巖溶裂隙含水層充水為主，水文地質(zhì)條件中等的礦床。

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