江西省修水縣洞下釩礦礦區(qū)水文地質(zhì)特征淺析

胡公祥

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六七大隊(duì)，江西 九江 332000）

洞下礦區(qū)是我國較典型的石煤型釩礦，礦體主要產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)王音鋪組中下部的石煤、炭質(zhì)泥（頁）巖層中，由于水文地質(zhì)條件復(fù)雜，充水水源類型、來源等都不十分明確，給礦床開采帶來了較大困難，因此，深入研究礦床水文地質(zhì)條件，對礦床進(jìn)一步開發(fā)利用具有重要意義。

1 概況

1.1 自然地理、水文、氣象

修水縣洞下礦區(qū)位于江西省修水縣馬坳鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)內(nèi)屬構(gòu)造剝蝕成因的低山丘陵地貌區(qū)，一般海拔高程135m～377.2m，最高山高程652.3m，位于測區(qū)南部，最低標(biāo)高118.0m，位于測區(qū)西北側(cè)東津水河溝中，地勢總的趨勢南高北低，東比西高。

礦區(qū)位于修水河流域上游，屬東津水，為長江Ⅲ級(jí)水系。東津水位于礦區(qū)西北部，流向總體自南西至北東流，河床彎曲，常年流水不斷。河床寬9.5m～30m，水深0.50m～1.8m，根據(jù)觀察資料，其最大流量56.94m3／s，據(jù)了解最高洪水位標(biāo)高為123.5m。其支流多為樹枝狀間歇水系。礦區(qū)南部有東津水庫，水庫與主礦體相距1.2km。

修水地區(qū)屬東南亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候濕熱多雨，四季分明，日照充足。據(jù)修水縣1990年～2009年氣象資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫18℃，極端最高氣溫40.5℃，極端最低氣溫-9.4℃。多年平均降水量1627.3mm，最大年降水量2358.8mm（1998年），最小年降水量1091mm（2007年），最大月降水量629.2mm(1995年6月)，最大日降水量232.5mm(1983年7月7日)，最大小時(shí)降水量73.5mm(2008年8月3日)。年內(nèi)各季節(jié)降水量分配不均勻，每年10月至次年2月降水量占全年降水量的約23.5%；3月至6月降水量約占全年降水量的52%，7月至9月降水量約占全年降水量的24.5%。年平均蒸發(fā)量1308mm，7月～8月份蒸發(fā)量為200mm～300mm，潮濕系數(shù)1.18，年平均濕度79%，多年平均風(fēng)速2m/s，風(fēng)力多為2級(jí)～4級(jí)，陣風(fēng)8級(jí)，7月～8月份多東南風(fēng)，其它時(shí)間多為東北風(fēng)，初霜期在11月中旬末，終霜期在次年3月中旬末，年霜期120天。

1.2 礦床地質(zhì)概況

洞下調(diào)查區(qū)位于東津～杭口向斜盆地西側(cè)轉(zhuǎn)折端，區(qū)內(nèi)主要出露的地層有震旦系及寒武系一套濱?！珳\海相沉積巖系，呈北東向展布，從南到北，地層由老變新，并以較緩的角度傾向盆地中心，地層傾向約320°～340°，傾角10°～30°。第四系以坡積、殘積物分布在溝谷低洼處。

區(qū)內(nèi)由西向東發(fā)育3條較大的北東向構(gòu)造，依次為F5、F6、F9（圖1）。斷裂兩側(cè)地層有水平錯(cuò)動(dòng)并伴有升降運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造帶主要由構(gòu)造角礫巖組成。

層間破碎帶與礦化關(guān)系較為密切，具一定的層控規(guī)律，規(guī)模大小不一，大者延伸幾百米，小則幾十米。主要發(fā)育有王音鋪組第一巖性段與燈影接觸帶的層間破碎帶，王音鋪組第三層底部附近的層間破碎帶，王音鋪組第四層及第三層頂部層間破碎帶。

圖1 洞下釩礦床地質(zhì)略圖

2 礦床水文地質(zhì)特征

2.1 礦床含水層（組）的劃分及水文地質(zhì)特征

通過礦區(qū)水文地質(zhì)測繪、鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測及坑道水文地質(zhì)編錄等工作，基本查明了礦床含（隔）水層的空間分布及其富水性。

2.1.1 第四系孔隙潛水含水層

賦存于沖洪積層和殘坡積層中。區(qū)內(nèi)沖洪積層主要分布于東津水兩岸，下部為河床相砂及粗砂礫石層，上部為河漫灘相砂、亞砂土、砂礫石層。厚度一般0.5m～15m，根據(jù)民用水井觀測資料單井涌水量0.12升/秒～0.9升/秒。水質(zhì)類型為HCO3-Ca或HCO3-Ca、Mg型。主要接受大氣降水垂直滲入補(bǔ)給，其次為基巖裂隙水側(cè)向或沿?cái)嗔褬?gòu)造上升補(bǔ)給，以泉的形式向河流和地形低洼處排泄。地下水與地表水水力聯(lián)系密切，枯水期地下水補(bǔ)給河水，洪水期河水反補(bǔ)地下水。

2.1.2 基巖風(fēng)化裂隙潛水含水層

主要分布于礦區(qū)北部、西南部出露地層為寒武系楊柳崗組、觀音堂組。以上地層新鮮巖石致密堅(jiān)硬，富水性差，為相對隔水層，地下水賦存于近地表風(fēng)化裂隙中，風(fēng)化層發(fā)育深度一般為1m～10.5m。地下水為風(fēng)化裂隙潛水。主要接受大氣降水補(bǔ)給，以下降泉泄露，泉流量常見值0.01升/秒～0.05升/秒，在斷裂帶發(fā)育地段富水性稍好。水質(zhì)類型為HCO3-Ca-Mg或HCO3-Mg-Ca型。

2.1.3 層間構(gòu)造裂隙承壓水含水層

主要分布于東津—杭口向斜構(gòu)造的兩翼，∈1w含炭硅質(zhì)泥巖中，層間構(gòu)造破碎帶發(fā)育，巖層透水性、富水性較好，單泉流量0.001～1.0 l/s，單位涌水量0.01～0.63/s.m。地下水具承壓性，主要接受大氣降水和上部風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，以泉的形式排泄。水質(zhì)類型以重碳酸鈣鎂、重碳酸硫酸鈣鎂為主。

2.1.4 巖溶裂隙溶洞水含水層

（1）白云巖、泥硅質(zhì)白云巖為主的碳酸鹽巖裂隙溶洞水含水層：分布于礦區(qū)南部及東南部。地下水賦存于震旦系上統(tǒng)陡山沱組（Z2d），燈影組(Z2dn)白云巖、泥硅質(zhì)白云巖中。燈影組厚度約27.7m，為礦層間接底板。其巖性主要為硅質(zhì)巖夾薄層狀白云質(zhì)泥巖，巖溶發(fā)育不均，沿節(jié)理裂隙溶蝕現(xiàn)象較明顯，且在溶蝕作用下，節(jié)理裂隙富水性和透水性均有所增加。該含水層常見上升泉。泉多分布在燈影組頂板與王音鋪組底板之間的層間破碎帶。根據(jù)簡易水位觀測：一般鉆孔單位涌水量為0.03升/秒·米～1.39升/秒·米，地下水具承壓性，富水性較好。主要接受大氣降水及上部裂隙水補(bǔ)給，以泉的形式排泄。

（2）灰?guī)r，泥灰?guī)r裂隙溶洞水含水層：分布于普查區(qū)北東部，地下水賦存于寒武系中統(tǒng)楊柳崗組灰?guī)r、泥灰?guī)r中。本次對該地層未進(jìn)行深部揭露，深部富水性不明，表層含風(fēng)化裂隙水，主要接受大氣降水及第四系孔隙潛水補(bǔ)給，以泉形式排泄。

2.1.5 構(gòu)造裂隙承壓含水層

主要賦存于斷裂構(gòu)造中，礦區(qū)斷裂構(gòu)造較簡單，主要有NS向F5、NE向F9、F6構(gòu)造。其中南北向含水?dāng)嗔呀M：為礦區(qū)主體斷裂，構(gòu)造走向5°～185°，傾向W，傾角75°～80°，構(gòu)造具多期次活動(dòng)特征，早期以張性活動(dòng)為主，主要形成硅化構(gòu)造角礫巖，晚期為壓扭性質(zhì)，形成糜棱巖及糜棱質(zhì)膠結(jié)的硅化角礫巖、壓碎巖，斷層影響帶寬一般3m～10m。

2.2 地下水補(bǔ)給徑流排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給區(qū)位于測區(qū)南部及東部。南西部地下水分水嶺與地形分水嶺近于一致，大致以最高海拔高程點(diǎn)652.3米沿北東及先向西再向北延伸的分水嶺為界，其南部震旦系硐門組、南沱組出露的緩傾斜的寬闊地帶即為地下水的主要補(bǔ)給區(qū)。補(bǔ)給區(qū)地形坡率平均為14.7%，地層傾向與地形坡向基本一致，近地表巖石風(fēng)化裂隙密集，且斷裂構(gòu)造較發(fā)育，有利于大氣降雨的滲入。淺部潛水含水層裂隙連通性好，滲入和逕流條件也好。而主礦體區(qū)既是徑流區(qū)又是排泄區(qū)，同時(shí)接受大氣降水的補(bǔ)給，含礦層王音鋪組大面積出露地表，其垂直層面裂隙發(fā)育，層間構(gòu)造破碎帶發(fā)育較強(qiáng)，滲入及徑流條件均好。地下水的排泄主要消耗于蒸發(fā)和地下徑流。部分地下水沿含水層傾向和斷裂帶溢出。

本區(qū)地下水與地表水的關(guān)系，在天然條件下，地表水除與第四系潛水互補(bǔ)，部分含水層中地下水溢出成泉補(bǔ)給地表水。由于局部含礦層直接埋藏于河床相沖洪積層之下，地表水（東津水河水）與含礦層水力聯(lián)系密切，亦為未來礦床開采主要充水因素。

3 礦床沖水因素分析

礦床充水主要由大氣降水、礦層間接底板之燈影組（Z2dn）巖溶裂隙承壓水、礦層本身（∈1w）層間構(gòu)造裂隙承壓水、礦層直接頂板（∈1w）裂隙承壓水及礦層間接頂板之風(fēng)化裂隙水，此四者對礦床充水有著不同有意義，其中大氣降水、∈1w、∈1g裂隙承壓水與礦床充水有直接聯(lián)系，對未來礦坑充水在所難免，其充水通道主要為層間破碎帶、裂隙及封孔質(zhì)量不佳的鉆孔。

而間接頂、底板之∈1g裂隙巖溶水和Z2dn巖溶裂隙承壓水，由于有礦層直接頂、底板之∈1w上部及∈1g（約30m～95m）和∈1w下部（約10m）弱含水層分隔，因此對未來礦坑充水影響較小，僅在有斷裂導(dǎo)通的情況下，才可能會(huì)成為礦坑充水的主要水源。

4 結(jié)論

綜上所述，經(jīng)過調(diào)查總結(jié)出以下幾點(diǎn)：①研究區(qū)域的含水層主要受地形條件、地質(zhì)構(gòu)造、地層特性影響；②礦體多數(shù)位于地層被侵蝕的基準(zhǔn)面以下，研究區(qū)域內(nèi)地層被切割較為明顯，出現(xiàn)陡坡，地表徑流狀況優(yōu)良，地下水的滲透與聚集受到嚴(yán)重阻礙，由于礦區(qū)內(nèi)主礦體位于東津水水位以下，以后在進(jìn)行開采時(shí)，礦區(qū)含水層中的水極容易出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象。綜合分析，本礦床水文地質(zhì)條件屬中等類型。