相山鈾礦田西部主要含礦構(gòu)造水文地質(zhì)特征

黃少欽，周良卿

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 鷹潭 335001）

相山鈾礦田西部經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)勘查，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)大、中、小鈾礦床。從最初礦床普查到礦山開采生產(chǎn)實(shí)踐中對各開采礦床水文地質(zhì)特征有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，特別是對其中原先認(rèn)為水文地質(zhì)條件復(fù)雜或中等復(fù)雜的礦床，通過了解礦床開采過程中所見礦體及構(gòu)造裂隙表現(xiàn)出來的特征，水文地質(zhì)特征與前認(rèn)識(shí)不盡一致，有必要進(jìn)行梳理、總結(jié)，為本區(qū)今后礦床勘查中水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)提供一些可借鑒的資料。

1 地質(zhì)概況

相山鈾礦田西部位于江西省樂安縣湖溪鄉(xiāng)，屬贛中亞熱帶潮濕多雨氣候區(qū)，地貌為火山巖組成的中等切割的剝蝕構(gòu)造中低山區(qū)，地形東高西低、南高北低。地表水發(fā)育，小芙蓉河、書堂河、石洞河（溪）均自南向北匯入寶塘河。

礦田西部地層由基底和蓋層組成?；诪檎鸬┫登稁r、云母石英片巖；蓋層主要為早白堊統(tǒng)打鼓頂組（K1d2）流紋英安巖、鵝湖嶺組（K1e2）碎斑熔巖組成［1］。

區(qū)內(nèi)蓋層構(gòu)造以繼承式華夏系斷裂為主，火山塌陷構(gòu)造、褶皺構(gòu)造次之。蓋層中的北東向斷裂有蕪頭—小陂、鄒家山—石洞壓扭性斷裂破碎帶等，北西向斷裂有石城—書堂張扭性斷裂帶、河元背—石洞張扭性斷裂破碎帶、鄒家山—石洞下張扭性破碎帶 （統(tǒng)稱主斷裂）等?，F(xiàn)已查明，區(qū)內(nèi)斷裂經(jīng)受過多期的活動(dòng)，為一繼承性構(gòu)造斷裂。其中鄒家山—石洞斷裂和河元背—石洞斷裂破碎帶是相山西部主要導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造，局部亦含礦（圖 1、2）［2］。

2 相山西部主要礦床含礦構(gòu)造地質(zhì)特征

相山西部地區(qū)鈾礦（化）賦存于蓋層的碎斑熔巖和流紋英安巖之中，礦體主要分布在次級(jí)斷裂和旁側(cè)裂隙構(gòu)造中。這些主斷裂帶旁側(cè)的含礦裂隙系統(tǒng)，往往由于主斷裂帶的多次活動(dòng)，而經(jīng)受多次的改造和復(fù)合，形成較為復(fù)雜的裂隙群帶。

圖1 相山礦田地質(zhì)略圖Fig.1 Geological skech of Xiangshan ore field

李家?guī)X鈾礦床主要受居隆庵菱形斷塊內(nèi)近南北向的F13斷裂控制，龍巴嶺鈾礦床則主要與斷塊內(nèi)近南北向的F1和北東向的F14等斷裂關(guān)系密切［3］。

圖2 居隆庵菱形斷塊地質(zhì)略圖Fig.2 Geological sketch of rhombic fault block in Julong’an

F13斷裂長約800 m，呈北西-北北東方向側(cè)列展布，總體為南北向。該斷裂是李家?guī)X礦床最主要的控礦構(gòu)造，且其本身也含礦［4］。含礦構(gòu)造呈近南北向至北北東向與之成一定角度斜交，并部分重疊平行排列，組成小型張裂隙系統(tǒng)，這些張裂隙系統(tǒng)一般趨向于張開，表現(xiàn)為雁行式特征，經(jīng)礦液充填形成礦脈。它們的每一條礦脈都較短，但總的組合則形成一個(gè)相當(dāng)長的線性帶 （13號(hào)礦帶）。F13斷裂為一張扭性構(gòu)造，構(gòu)造面不平整，沿破碎帶見角礫巖，角礫呈棱角狀、次棱角狀。斷裂具多期次繼承性活動(dòng)，并以構(gòu)造破碎帶產(chǎn)出為特點(diǎn)，多為密集裂隙破碎帶或網(wǎng)狀裂隙帶，寬度一般為2 m左右。其與火山巖組間界面交匯部位，裂隙尤為發(fā)育，為礦液的聚集和礦體形成提供了良好的構(gòu)造空間。

F1斷裂由數(shù)條北北西向的張扭性斷裂及其派生的裂隙構(gòu)造組成，寬度數(shù)米或十幾米，平面上呈舒緩波狀，走向350°～360°，傾向東，傾角80°左右。沿破碎帶可見構(gòu)造角礫，角礫呈棱角狀、次棱角狀，局部以硅質(zhì)脈或硅化破碎帶產(chǎn)出，斷裂面粗糙。蝕變有赤鐵礦化、螢石化、綠泥石化、水云母化等。

3 主要含礦構(gòu)造水文地質(zhì)特征

相山西部地區(qū)地下水主要類型有第四系孔隙水、風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水3種類型，與礦體（化）關(guān)系密切的為構(gòu)造裂隙水。構(gòu)造裂隙水是西部礦床主要充水因素之一，斷裂構(gòu)造是地下水賦存的主要場所和活動(dòng)通道。含礦構(gòu)造水文地質(zhì)特征亦以構(gòu)造裂隙水為研究對象。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造裂隙水在空間上呈帶狀分布，稱之為構(gòu)造裂隙含水帶。與礦體關(guān)系密切的構(gòu)造裂隙含水帶主要有：北東向的鄒家山—石洞構(gòu)造裂隙含水帶，北西向河元背—石洞構(gòu)造裂隙含水帶，居隆庵的近南北向F7構(gòu)造裂隙含水帶和近南北向?yàn)橹鞯腇21構(gòu)造裂隙含水帶（圖3）。根據(jù)地形地貌、地質(zhì)及水文地質(zhì)特征，北東向的鄒家山—石洞構(gòu)造裂隙含水帶，北西向河元背—石洞構(gòu)造裂隙含水帶各自為一個(gè)獨(dú)立的完整水文地質(zhì)單元，居隆庵的近南北向F7構(gòu)造裂隙含水帶和近南北向?yàn)橹鞯腇21構(gòu)造裂隙含水帶兩者合為一個(gè)完整水文地質(zhì)單元。含礦構(gòu)造裂隙含水帶水文地質(zhì)特征主要表現(xiàn)在富水性和滲透性兩方面。

3.1 鄒家山—石洞斷裂構(gòu)造含水帶特征

鄒家山—石洞斷裂構(gòu)造，長約10 km，寬幾 m至 200 m，走向 30°～40°，傾向西北，傾角80°。在石洞—書堂段的構(gòu)造形跡，以單斷裂的形式出現(xiàn)。在鄒家山礦床 （包括礦床2、3、4號(hào)礦帶）范圍內(nèi)主要由F1、F6、F7及F10等多條大致平行，側(cè)列的斷裂組成，是該區(qū)深切基底的斷裂構(gòu)造。在該斷裂上下盤還存在次一級(jí)的含礦裂隙構(gòu)造。這些斷裂和裂隙構(gòu)造一般含有地下水，它們之間有一定的水力聯(lián)系，在空間上呈似網(wǎng)絡(luò)狀，并組成鄒家山—石洞構(gòu)造裂隙含水帶 （圖4）。該含水帶北段 （即排泄區(qū)）鄒家山礦床 （4號(hào)帶）范圍內(nèi)，在鄒家山小溪和小芙蓉河兩側(cè)有構(gòu)造裂隙水涌出孔口，水頭高出孔口2～10 m，水溫在23～29℃。

由于鄒家山—石洞壓扭性斷裂構(gòu)造具有多期多次活動(dòng)歷史，規(guī)模較大，受其控制的含水帶發(fā)育較深，地下水循環(huán)深度也大，給溫?zé)崴陌l(fā)育形成創(chuàng)造了條件，形成了一片溫?zé)崴克畢^(qū)［5］。該含水帶南段，在石洞礦床范圍內(nèi)的低洼處，構(gòu)造裂隙水也涌出地表，但水頭不高，一般為2～5 m，水溫19～20℃。組成該含水帶的各次級(jí)斷裂構(gòu)造裂隙含水帶的水文地質(zhì)特征見表1。

圖3 相山鈾礦田西部綜合水文地質(zhì)圖Fig.3 Comprehensive hydrogeological map in the west of Xiangshan uranium ore field

從表中可知：含水帶的富水性、滲透性北段要好于南段，上盤要好于下盤。

鄒家山礦床據(jù)礦山開采證實(shí)，在礦山疏排水影響范圍內(nèi)，從已開拓的多個(gè)中段所揭露的構(gòu)造裂隙含水帶情況看，剛開始出水點(diǎn)涌水量稍大，多呈滴水狀 （少數(shù)呈線狀），隨時(shí)間的延續(xù)，水量逐漸減小，以滲水形式出現(xiàn)，到旱季甚至出現(xiàn)無水現(xiàn)象。在含水帶北段，F(xiàn)1構(gòu)造裂隙含水帶是鄒石構(gòu)造裂隙含水帶的主要組成部分，上盤裂隙十分發(fā)育，巖石破碎，富水性、滲透性較強(qiáng)，形成賦存地下水的有利場所；下盤受破壞程度低，巖石裂隙不發(fā)育，結(jié)構(gòu)致密，富水性微弱，為相對隔水層［6］。該段所處亦是礦床地下水的排泄區(qū)，地表有小芙蓉河流經(jīng)，構(gòu)造裂隙水與河水有聯(lián)系，形成一個(gè)水文地質(zhì)條件相對復(fù)雜區(qū)段。由于居隆庵礦床的開采，可以觀測到實(shí)際開采過程中的礦坑涌水量，把這一數(shù)據(jù)跟預(yù)測的礦坑涌水量對比，可以得知實(shí)際的礦坑涌水量遠(yuǎn)小于預(yù)測的涌水量（表 2、 3）［2］。

圖4 鄒家山礦床 （4號(hào)帶）19線水文地質(zhì)剖面示意圖Fig.4 Schematic hydrogeology section of Line 19 in Zoujiashan deposit （Belt 4）

表1 鄒家山—石洞構(gòu)造裂隙含水帶主要參數(shù)特征Table 1 Main parameter feature of fissure aquosity zone in Zoujiashan-Shidong structure

究其原因，相山西部大部分礦床主要礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，本區(qū)的書塘河與地下水水力聯(lián)系較差，對礦床充水不構(gòu)成威脅；地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，但無強(qiáng)導(dǎo)水構(gòu)造，地下水補(bǔ)給條件好，水壓高，而影響礦床充水的主要含水帶——構(gòu)造（次級(jí)構(gòu)造）裂隙含水帶富水性弱，鉆孔單位涌水量小于0.05 L/s·m，估算礦坑涌水量一般小于500 m3/h。龍巴嶺礦床淺部礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于自然排水。本區(qū)水文地質(zhì)條件屬中等類型。因礦床局部工程地質(zhì)條件較差和有溫?zé)崴嬖?，礦床開采技術(shù)條件等級(jí)劃分為II-3型。

3.2 河源背—石洞構(gòu)造含水帶特征

河源背—石洞破碎帶長約10 km，工程揭露寬度 3～28 m，走向 300°～350°，傾向南西，傾角70°～75°。斷裂中巖石破碎，結(jié)構(gòu)面不平，構(gòu)造角礫巖發(fā)育，角礫大小不等，排列無序。該斷裂在石洞礦床范圍內(nèi)由多條次級(jí)斷裂組成，往北至河源背礦床已經(jīng)變?yōu)閱螚l斷裂帶，并與正常巖石之間無明顯的斷層面存在、成漸變接觸的正斷層［7］。受該破碎帶控制的構(gòu)造裂隙含水帶，在石洞礦床范圍內(nèi)的F2構(gòu)造裂隙含水帶之上有石洞河流過，據(jù)多個(gè)鉆孔抽水試驗(yàn)資料表明，河水與構(gòu)造裂隙水在一定部位存在水力聯(lián)系，但聯(lián)系較小。該含水帶在走向和垂向上富水性、滲透性差異很大（表4）。

表2 垂直井筒換算系數(shù)法礦坑涌水量預(yù)測結(jié)果Table 2 Forecast results of mine water inflow by conversion coefficient method of vertical wellbore

表3 居隆庵21號(hào)帶40-56線詳查大井法礦坑涌水量預(yù)測結(jié)果Table 3 Forecast results of water inflow from Dajingfa mine in Line 40-56 of Belt 21 in Julong'an

表4 河源背—石洞構(gòu)造裂隙含水帶主要參數(shù)特征Table 4 Main parameter characteristic table of Heyuanbei-Shidong structural fissure aquosity zone

由表4可見，含水帶在水平方向上富水性和滲透性南段比北段要好。經(jīng)河源背礦床1號(hào)豎井＋50 m標(biāo)高（20線處的）平巷揭露此帶北段時(shí)并無滴水現(xiàn)象，只見兩處面積很小的潮濕區(qū)。在垂直方向上由淺入深，富水性和滲透性都趨于減弱。根據(jù)湖港礦床和河源背礦床20世紀(jì)80年代中期地下開采排水資料，開拓總面積48 500 m2，礦坑涌水量平均為12 m3/h，也證明了含水帶北端富水性很弱［8］。

4 結(jié)論

相山鈾礦田西部地下水主要類型有第四系孔隙水、風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水3種類型。其中，構(gòu)造裂隙水與礦體（化）關(guān)系密切，是西部礦床主要充水因素之一。斷裂構(gòu)造是地下水賦存的主要場所和活動(dòng)通道。

1）鄒家山礦床根據(jù)開采證實(shí)，鄒家山—石洞斷裂構(gòu)造含水帶的富水性、滲透性北段要好于南段，上盤要好于下盤。地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，但無強(qiáng)導(dǎo)水構(gòu)造，地下水補(bǔ)給條件好，水壓高，而影響礦床充水的主要含水帶——構(gòu)造（次級(jí)構(gòu)造）裂隙含水帶富水性弱，實(shí)際開采過程中的礦坑涌水量遠(yuǎn)小于預(yù)測的涌水量。本區(qū)水文地質(zhì)條件屬中等類型。因礦床局部工程地質(zhì)條件較差和有溫?zé)崴嬖?，礦床開采技術(shù)條件等級(jí)劃分為II-3型。

2）據(jù)多個(gè)鉆孔抽水試驗(yàn)資料表明，河元背—石洞地區(qū)河水與構(gòu)造裂隙水在一定部位存在水力聯(lián)系，但聯(lián)系較小。該含水帶在走向和垂向上富水性、滲透性差異很大：在水平方向上富水性和滲透性南段比北段要好；在垂直方向上由淺入深，富水性和滲透性都趨于減弱。

總之，本區(qū)礦床水文地質(zhì)條件屬簡單-中等類型。各處礦床水文地質(zhì)條件雖有差異，礦坑涌水量不大，但在礦床開采過程中仍應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)判斷可能出現(xiàn)的涌水量變化情況，保證生產(chǎn)安全。