紫金山金銅礦區(qū)水文地質(zhì)特征初析

劉瑞強(qiáng)

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊(duì)，廣東 河源 517000）

紫金山金銅礦位于福建省上杭縣境內(nèi)，是我國(guó)新探明的特大型有色金屬礦床基地之一，其上部金礦是氧化帶中次生富集的大規(guī)模低品位礦床，儲(chǔ)量為特大型，下部銅礦儲(chǔ)量為大型礦床。

1 區(qū)域水文地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域含（隔）水巖組的劃分及特征

根據(jù)區(qū)域出露的地層、巖性組合，結(jié)合巖石含水介質(zhì)的空隙性質(zhì)及地下水的水力性質(zhì)，可劃分為四個(gè)含水巖組：①松散巖類(lèi)孔隙含水巖組；②侵入巖類(lèi)、火山巖類(lèi)裂隙含水巖組；③變質(zhì)巖類(lèi)裂隙含水巖組；④碎屑巖類(lèi)裂隙含水巖組。

1.2 區(qū)域構(gòu)造富水性

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育北東向斷裂、北西向斷裂、東西向斷裂及北北東向斷裂等四組裂斷裂構(gòu)造。其中北東向斷裂和北西向斷裂是區(qū)域主要的導(dǎo)水構(gòu)造，導(dǎo)水性弱～極弱，局部可達(dá)中等[1]。其余斷裂一般不導(dǎo)水，僅局部斷裂交匯部位具弱導(dǎo)水特征。

1.3 區(qū)域地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

區(qū)內(nèi)地勢(shì)陡峻，突兀于汀江，由侵蝕構(gòu)造中低山及丘陵盆地組成。水系發(fā)育，主干河流汀江由北向南流經(jīng)資金山礦區(qū)西南部[2]。區(qū)內(nèi)次級(jí)溪溝在平面上呈樹(shù)枝狀展布。受地形控制，形成了中部高，四周低的相對(duì)獨(dú)立的地下水系統(tǒng)。自然條件下，本區(qū)地下水主要來(lái)源于大氣降水，低山丘陵區(qū)通過(guò)風(fēng)化帶裂隙、基巖構(gòu)造裂隙滲入地下并補(bǔ)給地下水，之后在地形條件控制下，向系統(tǒng)四周附近山麓坡腳地帶運(yùn)動(dòng)，以泉水和潛流的形式就近排進(jìn)附近溝谷，匯集到溝河，最后排泄于汀江。另外一部分地下水繼續(xù)向深部運(yùn)移，參與到區(qū)域性中、深層地下水的循環(huán)體系，并成為中、深層地下水系統(tǒng)的組成部分。本區(qū)淺層地下水，一般循環(huán)交替積極；中、深層地下水，則運(yùn)動(dòng)滯緩。本區(qū)域總體大氣降水匯水面積分布圖見(jiàn)（圖1）。

圖1 區(qū)域匯水分布圖

1.4 區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)變化特征

本區(qū)位于武夷山南段東列山地的南端，丘陵盆地和河谷盆地地貌，氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，溫濕多雨。

地下水天然動(dòng)態(tài)類(lèi)型為徑流型，區(qū)內(nèi)地形高差大，水位埋藏深，地下水以徑流、排泄為主。雨季接受大氣降雨補(bǔ)給后，各處水位抬升幅度不等，水力梯度增大，徑流排泄加強(qiáng)。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

2.1 地下水類(lèi)型及地下水位分布特征

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)合前期水文地質(zhì)資料綜合確定，礦區(qū)地下水根據(jù)巖石富水性和地下水含水介質(zhì)等差異性，可分為松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水、斷裂構(gòu)造水三大類(lèi)。其中松散巖類(lèi)孔隙水主要為人工堆積松散巖類(lèi)孔隙水為主；基巖裂隙水可分為風(fēng)化裂隙潛水、基巖裂隙承壓水兩個(gè)亞類(lèi)。

（1）松散巖類(lèi)孔隙水：礦區(qū)范圍內(nèi)僅在為金銅礦采礦活動(dòng)的大型堆場(chǎng)、排碴場(chǎng)，富水性弱至中等、局部無(wú)防滲措施地段，接受大氣降雨補(bǔ)給后，與下伏基巖有一定水力聯(lián)系，可越流補(bǔ)給下伏基巖裂隙水。

（2）基巖裂隙水：①風(fēng)化裂隙潛水含水帶，賦存于破碎～較破碎中風(fēng)化巖帶中，在礦區(qū)廣泛分布。含水帶厚度與破碎～較破碎風(fēng)化巖帶發(fā)育深度有關(guān)，破碎風(fēng)化巖體帶發(fā)育深度大，含水帶厚度也大，反之則小。一般下部與隔水帶相接，個(gè)別地段受導(dǎo)水?dāng)鄬佑绊?，可與深部承壓水發(fā)生水力聯(lián)系。含水帶裂隙發(fā)育～較為發(fā)育，富水性空間分布極不均勻，在極弱～弱～中等之間變化。風(fēng)化裂隙潛水含水帶空間分布形態(tài)不盡規(guī)則，中上部受風(fēng)化作用制約以近水平的厚層狀為主，主要呈垂直向徑流為主。②基巖裂隙承壓水帶下部賦存有基巖裂隙承壓水，主要分布在露采場(chǎng)東部及東北部一帶。在以往地質(zhì)勘探時(shí)期鉆進(jìn)過(guò)程中主要表現(xiàn)為水位急劇上升。承壓水含水帶巖芯破碎，巖石裂隙發(fā)育，以微張為主。裂面黃鐵礦充填物失去金屬光澤，顏色變暗。巖石中小孔洞發(fā)育，孔洞內(nèi)多見(jiàn)重結(jié)晶的石英小顆粒，巖石空隙之間普遍連通性較差。基巖裂隙承壓水含水帶富水性以弱～極弱為主，局部可達(dá)中等。

（3）斷裂構(gòu)造水：礦區(qū)內(nèi)北東向斷裂及北西向斷裂局部有一定的導(dǎo)水能力，導(dǎo)水性弱—極弱，局部可達(dá)中等。根據(jù)前期水文地質(zhì)資料顯示，該采區(qū)某個(gè)斜坡道施工時(shí)，就揭露到北西向斷裂構(gòu)造淋（涌）水情況，淋（涌）水點(diǎn)基本都具有揭露時(shí)大，一定時(shí)間后涌水變小、變穩(wěn)定的特點(diǎn)，說(shuō)明這些斷裂構(gòu)造補(bǔ)給條件較差，涌水往往不大。

2.2 斷裂構(gòu)造及富水性

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育。露天開(kāi)采終了境界范圍及周邊主要發(fā)育有北東向、北西向，以及東西向斷裂。其中，與地下開(kāi)采有關(guān)，即深部開(kāi)拓巖石移動(dòng)界線范圍及周邊的斷裂構(gòu)造主要有北東向的以及北西向的斷裂。

（1）北東向斷裂：分布于礦區(qū)菜場(chǎng)中部，深部礦體東南側(cè)，屬區(qū)域性斷裂區(qū)域金山腳下-中寮斷裂的一部分，斷裂總體走向約近52°，傾向北西，傾角一般60°～75°，具多次活動(dòng)特點(diǎn)，表現(xiàn)為先壓后張扭性的性質(zhì)。沿?cái)嗔延袠?gòu)造角礫巖分布，角礫形狀不規(guī)則，大小不一，棱角明顯，分布無(wú)定向性。斷裂中主要為張裂角礫巖、斷層泥及碎裂巖，該斷裂沿走向方向常被其它弱導(dǎo)水或不導(dǎo)水?dāng)嗔彦e(cuò)斷，在西南方向又經(jīng)過(guò)了含水性極弱的碎屑巖地層，因此，盡管該斷裂局部富水性中等，但整體上仍為一弱導(dǎo)水?dāng)嗔选?/p>

（2）北北東向斷裂：分布于礦區(qū)西北部，為區(qū)域斷裂在礦區(qū)的延伸，斷裂帶主要由石英斑巖及構(gòu)造角礫巖組成，裂隙帶大部分為石英斑巖充填，接觸面緊密，地表斷裂破碎帶寬度數(shù)厘米至十多米不等，未見(jiàn)泉水出露，為不導(dǎo)水?dāng)嗔选?/p>

（3）北西向斷裂：分布于露天采礦境界西南邊界以內(nèi)，深部銅礦體西南側(cè)。裂隙帶巖石破碎，淺部受風(fēng)化作用影響，充填物松散，以半充填為主，其透水性較好，深部為巖脈充填，膠結(jié)緊密。該構(gòu)造在采區(qū)外圍地表裂隙帶兩側(cè)偶見(jiàn)泉水出露，最大泉水流量0.114L/s，一般在0.02L/s～0.04L/s，但在礦區(qū)內(nèi)主要受地采排水影響，在采區(qū)未見(jiàn)泉水出露；總體上該構(gòu)造裂隙帶為局部不導(dǎo)水，是該采場(chǎng)導(dǎo)水構(gòu)造，導(dǎo)水性一般。

（4）東西向斷裂：分布于深部銅礦床東南側(cè)，斷裂發(fā)育規(guī)模不大。一般不導(dǎo)水，局部與北東向斷裂交匯部位具弱導(dǎo)水特征，與紫金山深部銅礦床水力關(guān)系不密切。

2.3 礦床深部地下水系統(tǒng)及含水介質(zhì)特征

礦床深部地下水類(lèi)型主要為火山巖類(lèi)裂隙水，該含水層及含水介質(zhì)主要為成巖后地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的裂隙及斷層構(gòu)造。

一般情況下，礦區(qū)火山巖裂隙率比較低，裂隙在巖層中所能占有的空間很有限，且在巖層中分布也很不均勻，裂隙通道在空間上展布具有明顯的方向性，因此，深部銅礦床地下水系統(tǒng)并沒(méi)有形成具有統(tǒng)一水力聯(lián)系，水量分布均勻的含水層，僅在部分巖層中的局部范圍內(nèi)連通形成若干帶狀或者脈狀含水系統(tǒng)。巖層中各個(gè)連通的裂隙往往形成獨(dú)立的含水系統(tǒng)，各有自己的補(bǔ)給范圍、排泄點(diǎn)和動(dòng)態(tài)特征，各個(gè)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間水力聯(lián)系微弱，表現(xiàn)出高度的非均質(zhì)的特點(diǎn)（不均勻性、各向異性）。

另外，深部銅礦床地下水系統(tǒng)含水介質(zhì)還有弱導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造，這些斷裂構(gòu)造發(fā)育于火山巖中，斷裂構(gòu)造上下盤(pán)并沒(méi)有統(tǒng)一的含水體，僅連通各個(gè)分支裂隙系統(tǒng)，斷裂構(gòu)造導(dǎo)水水源有限。但是當(dāng)斷裂構(gòu)造溝通地表水體時(shí)，斷裂構(gòu)造有可能起到集水廊道和導(dǎo)水通道的作用，坑道揭露到斷裂構(gòu)造帶的某一個(gè)部位時(shí)，水位下降迅速波及導(dǎo)水暢通的整個(gè)斷裂構(gòu)造帶，形成延展相當(dāng)長(zhǎng)的水位低槽，斷裂構(gòu)造帶將向集水廊道一樣，匯集廣大范圍內(nèi)圍巖裂隙中的水，并可能溝通地表水體。

由于過(guò)去礦山地下開(kāi)采以及近期露地聯(lián)合開(kāi)采，礦山疏干排水使地下水位大幅下降，原含水層（帶）富水性、空間分布位置等水文地質(zhì)條件已發(fā)生了很大改變?？拥兰词鞘韪膳潘ǖ?，地采巷道也是未來(lái)邊坡巖體地下水的主要排泄區(qū)之一。依據(jù)已知地下水位連線初步判斷采場(chǎng)疏干降落漏斗形態(tài)呈收斂狀，其漏斗中心最低標(biāo)高為+100m。位于鉆孔水位～+100標(biāo)高排泄區(qū)的水位連線以下的裂隙潛水含水巖體稱(chēng)之為裂隙潛水帶；位于鉆孔水位～+300m標(biāo)高排泄區(qū)水位連線以下的含水巖體稱(chēng)之為季節(jié)性裂隙潛水帶；位于此水位之上的不含水巖體稱(chēng)之為飽氣帶，實(shí)際上這三個(gè)帶的空間位置與形態(tài)是隨著采場(chǎng)空間改變而變化的。

3 結(jié)論

根據(jù)區(qū)域出露的地層、巖性組合，結(jié)合巖石含水介質(zhì)的空隙性質(zhì)及地下水的水力性質(zhì)，本區(qū)可劃分為四個(gè)含水巖組：①松散巖類(lèi)孔隙含水巖組；②侵入巖類(lèi)、火山巖類(lèi)裂隙含水巖組；③變質(zhì)巖類(lèi)裂隙含水巖組；④碎屑巖類(lèi)裂隙含水巖組。

礦區(qū)地下水根據(jù)巖石富水性和地下水含水介質(zhì)等差異性，可分為松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水、斷裂構(gòu)造水三大類(lèi)。根據(jù)初步分析表明，不同巖組的巖石透水率差異性較大，礦區(qū)巖石透水性與基巖裂隙、構(gòu)造發(fā)育以及風(fēng)化程度呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，巖體越破碎相對(duì)應(yīng)的巖石透水性較大，反之越小。由于爆破影響范圍有限，微張裂隙僅限于邊坡表層；總體上該邊坡巖體裂隙主要閉合裂隙為主，透水性較小，裂隙相互貫穿性較差，并且深部巖石裂隙不發(fā)育或裂隙中有泥鐵質(zhì)充填，并且可看出深層地下水運(yùn)動(dòng)緩慢，水力聯(lián)系不暢。