某礦區(qū)水文環(huán)境地質(zhì)條件研究

鄧金龍

（廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊，廣西 南寧 530031）

1 區(qū)域水文地質(zhì)概況

1.1 地下水類型及其水文地質(zhì)特征

根據(jù)地下水的賦存、運動特征，區(qū)內(nèi)可分為四個地下水類型，各類型的水文地質(zhì)特征如下：

（1）孔隙水

主要分布于山間盆地內(nèi)，含水層為砂礫、細砂、粘土質(zhì)砂等。含孔隙水，潛水—微承壓水。補給模數(shù)14.7×104m3/（a·km2），水量貧乏，水質(zhì)類型主要為HCO3·Cl—Na水。逕排條件，以橫向為主，少量豎向；補給以大氣降雨為主，在枯水期以橫向形式排放到河流中；在洪水期以受河水以橫向形式倒排。少量豎向排放到礦區(qū)類裂隙水中。

（2）裂隙水

分布于礦區(qū)北部地區(qū)，主要由中—中粒斑狀黑云母花崗礦區(qū)組成。風化裂隙較為發(fā)育，有較好的森林覆蓋，地下逕流模數(shù)3L/（s·km2）～ 6L/（s·km2），中等富水。逕排條件以豎向為主，在山溝、河流、及地形低洼處以泉水形式排放。水質(zhì)類型為HCO3—Ca·Na水；層狀礦區(qū)類裂隙水分布于礦區(qū)的中部地區(qū)，總體呈北東向展布，由各時代的砂礦區(qū)、砂頁礦區(qū)、板礦區(qū)，礦區(qū)石裂隙較發(fā)育，地下逕流模數(shù)3L/（s·km2）～6 L/（s·km2），中等富水。逕排條件以豎向為主，在山溝、河流、及地形低洼處以泉水形式排放。

（3）裂隙溶洞水

分布于礦區(qū)的中部、南部、等地區(qū)，溶洞裂隙水以覆蓋型為主，裸露型僅分布于地表少部分地區(qū)。裸露型礦區(qū)溶發(fā)育，地表漏斗、洼地、落水洞、溶洞沿走向分布。覆蓋型的礦區(qū)溶則沿層面及斷層帶發(fā)育，呈管道式的溶蝕、裂隙、暗河、伏流等形態(tài)屢見。地下逕流模數(shù)6L/（s·km2）～10L/（s·km2），富水。逕排條件以豎向為主，由第四紀及基礦區(qū)裂隙水補給，在地形低洼處常以大泉、泉群等形式流出地表。水質(zhì)類型為HCO3—Ca·Mg（Na）水。

1.2 地下水的補給、逕流、排泄條件及動態(tài)變化

區(qū)內(nèi)屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛。為山區(qū)丘陵地區(qū)，基本上是一個閉合的流域，區(qū)外進來的側(cè)向補給甚少，降雨垂直補給是地下水主要來源。

（1）孔隙水區(qū)

主要為第四系覆蓋區(qū)，降雨滲入地下后，其大部分經(jīng)過滲流、泉等形式排泄成為地表逕流。每到豐水期，處于河水位高于地下水位的地方，會發(fā)生暫時性的地表水補給地下水的情況。

（2）裂隙水區(qū)

降雨很快形成地表逕流或以其它形式排走。地下逕流模數(shù)3L/（s·km2）～6L/（s·km2），泉水流量一般0.01L/s～1L/s，而且分散，隨季節(jié)性變化較大，泉水流量高峰一般比降雨量高峰的時間推后一個月。

（3）裂隙溶洞水區(qū)

裸露礦區(qū)溶區(qū)的地表植被少，落水洞多，降雨大部分匯集于封閉的谷地、洼地、漏斗補給地下水。在灰礦區(qū)與碎屑礦區(qū)或花崗礦區(qū)交界區(qū)，灰礦區(qū)往往地形較低，接受碎屑礦區(qū)或花崗礦區(qū)裂隙水的側(cè)向補給。

區(qū)內(nèi)主要為覆蓋礦區(qū)溶區(qū)，大部分被第四系或較厚的粘土層復蓋，降雨不能很快地、直接地補給地下水，造成地下水動態(tài)變化較小，流量較穩(wěn)定的特點。地下水位一般只有數(shù)米。在地形低洼處常以大泉、泉群等形式流出地表。其次它還接受周圍基礦區(qū)裂隙水的側(cè)向補給。

地下水動態(tài)變化受降雨影響，在不同的逕流條件下，其變化幅度有所不同，總的規(guī)律是：從補給區(qū)—逕流區(qū)—排泄區(qū)，地下逕流速度從急至緩，變化幅度從大到小。在補給區(qū)地形較高，逕流速度快，則地下水位變化幅度也大。在逕流區(qū)，標高較低，地下水位變幅相對較小。在排泄區(qū)，水位年變幅1m～2m。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 地下水類型及其水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，具山間溪流特點：河床狹窄、溝谷深切、坡降大、源近流短、水量變化幅度大。區(qū)內(nèi)溪流多條，呈樹枝狀分布全區(qū)，礦區(qū)內(nèi)河床最低點標高為+350m左右，流量為133.2L/s～738.0L/s，礦區(qū)內(nèi)水質(zhì)類型為SO42-·.Cl-～Ca2+·Mg2+型水，PH值2～3，呈現(xiàn)中～強酸性。

（1）孔隙水

主要分布于山間谷地及采礦廢石堆內(nèi)，含水層為砂礫、細砂、粘土質(zhì)砂等。含孔隙水，潛水—微承壓水。水量貧乏，逕排條件，以橫向為主，少量豎向；補給以大氣降雨為主，在枯水期以橫向形式排放到河流中；少量豎向排放到礦區(qū)類裂隙水中。采礦廢石堆以橫向形式排放到尾礦庫中，少量豎向排放到礦區(qū)類裂隙水中，PH值2～3，呈現(xiàn)中～強酸性。

（2）裂隙水

沿礦區(qū)呈南北向分布，有較好的森林覆蓋，礦區(qū)體淺部風化裂隙發(fā)育，風化帶發(fā)育深度5m～150m，一般為50m～60m。其風化裂隙含水帶透水性強，富水性小，鉆孔中全孔漏水，靜水位與礦床之間的水力聯(lián)系程度取決于斷裂構(gòu)造的導水性，為礦床頂板間接充水源。逕排條件以豎向為主，在山溝及地形低洼處以泉水形式排放。水質(zhì)類型為HCO3-·SO42-～Ca2+·Mg2+型水，PH值2～3，呈現(xiàn)中～強酸性。

逕排條件以豎向為主，在山溝、河流、及地形低洼處以泉水形式排放。侏羅系泉流量0.01L/s～0.6L/s，旱季大部分干涸，富水性弱。深部隨著風化程度的減弱，裂隙減少且多被泥質(zhì)物充填，其含水性轉(zhuǎn)為微弱。水質(zhì)類型為HCO-·SO2-34～Ca2+·Mg2+型水，礦體周圍PH值2～3，呈現(xiàn)中～強酸性；在外圍PH值6～8，呈現(xiàn)中性。泥盆系含水帶透水性弱，旱季大部干涸。在640平硐(硐長600余米)，揭露石英砂礦區(qū)，坑道內(nèi)僅局部見小裂隙滲水和滴水，大部干燥，富水性弱。水質(zhì)類型為SO42-·.Cl-～Ca2+·Al3+（或Mg2+）型水，礦體周圍PH值2～3，呈現(xiàn)中～強酸性，在外圍PH值6～8，呈現(xiàn)中性。

（3）構(gòu)造裂隙水

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有NNW向Fa組、NNE向Fb和NEE向Fc組。

①Fa組：此組斷層規(guī)模大，成礦前為壓扭性斷裂，成礦后則表現(xiàn)為張性，破碎帶寬度0.5m～30m，有黃鐵礦和石英脈充填。②Fb組：斷層規(guī)模較小，性質(zhì)不明，地表未見泉水出露，且距礦體較遠，對礦坑充水無甚影響。③Fc組：成礦前為壓扭性斷層，成礦后表現(xiàn)為張性及扭性，規(guī)模也較大，在斷層附近施工的鉆孔，礦區(qū)心破碎，并有漏水現(xiàn)象。尤其是Fc3-6四條斷層為嚴重。沿Fc4斷層附近有幾處泉水出露，泉流量0.3 L/s～2.97 L/s，可見此組斷層含水性和導水性一般較好。但斷層大部分遠離礦體，對礦坑充水影響不大，而與礦床關(guān)系較密切的Fc1斷層導水性較差，640坑道中此斷層通過地段基本無水。④在礦區(qū)西部的斷裂，據(jù)民采坑道，在190m標高，泉流量約3 L/s，在100m標高，泉流量大于23 L/s。因此，礦區(qū)的地下水通過裂隙直接呈豎向排放到深部構(gòu)造裂隙中。

2.2 地下水的補給、逕流、排泄條件及動態(tài)變化

區(qū)內(nèi)屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛。為山區(qū)丘陵地區(qū)，基本上是一個閉合的流域，區(qū)外進來的側(cè)向補給甚少，降雨垂直補給是地下水主要來源。

（1）孔隙水區(qū)

主要為第四系覆蓋區(qū)，降雨滲入地下后，其大部分經(jīng)過滲流、泉等形式排泄成為地表逕流。

（2）裂隙水區(qū)

為碎屑礦區(qū)和花崗礦區(qū)區(qū)，且呈高山地區(qū)，標高300m～1068m，降雨很快形成地表逕流或以裂隙呈豎向形式補給地下水。地下逕流分散，隨季節(jié)性變化較大，泉水流量高峰一般比降雨量高峰的時間推后一個月。

（3）裂隙溶洞水區(qū)

無裸露礦區(qū)溶區(qū)，降雨很快形成地表逕流或以裂隙呈豎向形式補給地下水。在灰礦區(qū)與碎屑礦區(qū)或花崗礦區(qū)交界區(qū)，灰礦區(qū)往往地形較低，接受碎屑礦區(qū)或花崗礦區(qū)裂隙水的側(cè)向補給。

（4）構(gòu)造裂隙水

構(gòu)造裂隙水主要接受基礦區(qū)裂隙水和碳酸鹽礦區(qū)裂隙溶洞水的側(cè)向補給和豎向補給。

綜上所述，礦區(qū)礦體在200m標高以上水文地質(zhì)條件簡單，200m標高以下相對復雜，同時要注意民窿及采空區(qū)的洞穴水。

3 環(huán)境地質(zhì)條件

①礦區(qū)為高山地貌，地勢較陡，礦區(qū)石風化程度較高、局部有第四系沖洪積層，同時由于以往個體亂采、亂挖、亂排放，亂采、亂挖一方面造成局部地表礦區(qū)體邊坡不穩(wěn)定，土體邊坡局部地帶處于臨界狀態(tài)，在洪水季節(jié)易造成土體滑坡和泥石流，水土流失，影響到下游村莊、農(nóng)田的環(huán)境污染。②礦體出露地表，裂隙發(fā)育，在雨季大氣降雨的豎向逕流會加快地下水循環(huán)，將礦區(qū)的酸性水逕排到下游污染環(huán)境。③以往個體亂采、亂挖、亂排放造成占用林地，且其廢石堆酸性淋濾水肆意外排，對區(qū)域地表水有較重污染。④礦石中含硅較高，在開采過程中將造成矽塵污染，必須采取防治措施。⑤本礦山200m標高以上適宜于露采，深部適宜硐采。開采時會造成占用林地。開采邊坡、平臺要設(shè)計要合理，下游要建尾砂壩、廢水池，防止水土流失造成的污染。⑥本礦山屬于高山露天礦，本身就是一個污染源，不開采也會污染周邊及下游的環(huán)境，只有全部開采完后才能將這個污染源處理好，保護下游環(huán)境不再污染。

綜上所述,礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件復雜程度為一般，屬中等類型。

4 結(jié)論

總之，本礦區(qū)開采技術(shù)條件為復雜程度中等的、具復合問題的礦床。因礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育，水文條件復雜，礦體埋藏深，因此在礦床開采之前，要采取行之有效的手段和方法，查清地下水與斷層之間的水系聯(lián)系。同時進一步加強綜合研究，總結(jié)成礦規(guī)律和找礦標志，建立成礦模型，更好地指導找礦。