湖南新邵縣謝家山金銻礦區(qū)水文地質(zhì)特征分析

徐英明　李惠純　顏偉?！〕申肾?/p>

摘? 要? 本文對謝家山金銻礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析與總結(jié)，認(rèn)為礦區(qū)屬裂隙充水礦床，主要充水水源為淺變質(zhì)巖裂隙含水巖組，充水方式主要為頂、底板分散滴入或滲入。采用“大井法”和“比擬法”對謝家山礦區(qū)李家沖礦段進(jìn)行礦坑涌水量預(yù)測，估算礦坑涌水量均小于300m3/d，屬小水礦床，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，能為礦山開發(fā)利用提供水文地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞? 水文地質(zhì);涌水量;金銻礦;謝家山

中圖分類號：P641文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Analysis on Hydrogeological Characteristics of Xiejiashan Gold Antimony Mine in Xinshao County of Hunan

Xu Yingming1，? Li Huichun2，? Yan Weiyu2， Cheng Shengxin2

（1. Hunan Yimidi Planning Consulting Co.Ltd.， Changsha Hunan 410000; 2. 304 Brigade of Hunan Nuclear Geology， Changsha Hunan 410000）

Abstract： This paper analyzes and summarizes the hydrogeological conditions of the Xiejiashan gold-antimony mining area. It is believed that the mining area is a fractured water-filled deposit. The main water source is shallow metamorphic rock fractured water-bearing rock group， and the water filling method is mainly scattered dripping or infiltration of roof and floor. The "big well method" and "comparison method" are used to predict the pit water inflow in the Lijiachong section of the Xiejiashan mining area. It is estimated that the mine water inflow is less than 300m3/d. It is a small water deposit with simple hydrogeological conditions in the mining area， which can provide for mine development and utilization.

Keywords： hydrogeology; discharge; gold antimony mine; Xiejiashan

謝家山金銻礦區(qū)分為李家沖礦段[1]和后里沖—虎形山礦段[2]，位于湖南省新邵縣潭溪鎮(zhèn)，為一小型金銻礦，主要賦礦層位為南華系下統(tǒng)長安組（Nh1c），屬中低溫?zé)嵋何g變破碎帶型金銻礦[3]。本文重點(diǎn)論述了謝家山礦區(qū)水文地質(zhì)特征，結(jié)合抽水試驗(yàn)結(jié)果（3個孔）對李家沖礦段涌水量進(jìn)行了預(yù)測。

1? 自然地理?xiàng)l件

1.1 地形地貌

該區(qū)地勢總體南東高，北西低，東部最高峰為岳坪峰1513.3 m，最低為西部淘金橋河溝，海拔178.0m，相對高差1140.0m，一般大于500m，地形坡度一般為19°～53°。李家沖礦段位于侵蝕構(gòu)造低山—丘陵區(qū)，以低山為主，局部見丘陵地貌，最低侵蝕基準(zhǔn)面為+375m。區(qū)內(nèi)溝谷深切，多呈“V”字型，有利于大氣降水的排泄[4]。

1.2 氣象

本區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，溫濕多雨且雨水集中，秋冬季常旱，嚴(yán)寒期短，無霜期長。春夏季主風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，秋冬季主風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。年降水量1543.4 mm/a，日最大降水量250 mm;年平均氣溫17.2 ℃，最高氣溫39.8 ℃。

1.3 水文

區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育，見小漣河等多條小溪，為孫水河支流，由漣水匯入湘江。小漣河為湘江三級支流，龍山主峰岳坪峰上的藥王殿是孫水河的源頭。李家沖礦段、后里沖礦段處于新邵潭溪鎮(zhèn)貓公洞—李家沖水文地質(zhì)單元，虎形山礦段處于新邵陳家坊鎮(zhèn)虎形山—寶塔坪水文地質(zhì)單元（圖1）。對小漣河流量進(jìn)行動態(tài)觀測，最大流量為1.38×107 m3/d，最小流量為5.97×104 m3/d。該溪流在平水期主要接受地下水補(bǔ)給，因縱坡降大，洪水位主要局限在溝槽中。

2? 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

2.1 含水巖組特征

因巖性、地質(zhì)時代及富水程度不同和鉆孔抽水試驗(yàn)[5]，將區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)單元中含水巖組分為6組（圖2），具體描述如下。

2.1.1? 孔隙含水巖組

主要為第四系松散巖類含水層，巖性為粘土、含礫石砂土、含碎石粉質(zhì)粘土、腐植土等，沿山間盆地、河流兩側(cè)、谷底一帶分布，屬殘坡積層、沖洪積物，厚1.50 m～26.06 m，平均7.97 m;16個泉水調(diào)查點(diǎn)均為下降泉，泉流量1.64 m3/d～6.48 m3/d，平均1.31 m3/d。

2.1.2? 孔隙裂隙含水巖組

主要為南華系富祿組（Nh1f）碎屑巖類，巖性為石英砂巖夾含礫砂巖和含礫砂質(zhì)板巖，厚17.8m，裂隙分布不甚穩(wěn)定，富水性一般較弱;其泉流量一般8.64 m3/d～17.28 m3/d，徑流模數(shù)43.2 m3/d.km2～86.4 m3/d.km2，水類型多為HCO3·Cl或Cl-HCO3，礦化度低（10 mg/L～50 mg/L）。

2.1.3? 裂隙含水巖組

主要為震旦系上統(tǒng)留茶坡組（Z2l）淺變質(zhì)巖類，巖性為硅質(zhì)巖，厚15.62 m，節(jié)理裂隙發(fā)育;調(diào)查1個泉水點(diǎn)，為下降泉，泉流量25.92 m3/d ，富水性中等。

2.1.4? 巖溶裂隙含水巖組

主要為淺變質(zhì)巖夾碳酸鹽巖類，涉及區(qū)內(nèi)多個地層。

南華系中統(tǒng)大塘坡組（Nh2d）巖性為板巖夾硅化白云巖，厚34 m;其裂隙分布不甚穩(wěn)定，泉流量一般8.64 m3/d～43.20 m3/d，徑流模數(shù)43.2 m3/d.km2～86.4 m3/d.km2，富水性一般較弱。

震旦系下統(tǒng)金家洞組（Z1j）巖性為板巖夾含錳灰?guī)r或含錳白云巖，厚30.84 m;其裂隙分布不甚穩(wěn)定，富水性一般較弱;淺部水質(zhì)屬于SO4-Na·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Mg·Na型。

寒武系第一二統(tǒng)牛蹄塘組（∈1-2n）巖性炭質(zhì)板狀頁巖、炭質(zhì)板巖夾薄層硅質(zhì)巖，厚150m;其裂隙水分布較為穩(wěn)定，1個泉水調(diào)查點(diǎn)，為下降泉，泉流量74.04 m3/d，富水性中等，受季節(jié)性變化不大;淺部風(fēng)化殼水質(zhì)屬SO4-Na型、SO4·HCO3-Ca·Mg·Na型、HCO3·SO4-Ca·Mg型。寒武系第二、三統(tǒng)污泥塘組（∈2-3w）巖性為含鈣板巖夾白云質(zhì)灰?guī)r，厚100 m，屬HCO3-Ca·Mg·Na型。寒武系第三四統(tǒng)探溪組上段（∈3-4t2）巖性為含鈣板巖夾泥質(zhì)灰?guī)r，厚500m，屬HCO3-Ca·Mg·Na型。

2.1.5? 裂隙巖溶含水巖組

主要為寒武系第三四統(tǒng)探溪組下段（∈3-4t1）碳酸巖夾碎屑巖類，巖性為含泥質(zhì)灰?guī)r夾白云巖，厚30m;其泉流量一般小于86.40 m3/d，徑流模數(shù)86.4 L/s.km2～108 L/s.km2。

2.1.6? 巖溶含水巖組

主要為泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組（D2q）碳酸鹽巖類，巖性為灰?guī)r、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖，厚270.6 m;其泉流量一般86.4 m3/d～432 m3/d，徑流模數(shù)216 m3/d.km2～432 m3/d .km2;水類型主要表現(xiàn)為HCO3-Ca型，少量的表現(xiàn)為HCO3-Ca·Mg型，礦化度200～550 mg/L。

2.2 隔水層

區(qū)內(nèi)（相對）隔水層主要為粉砂巖、砂質(zhì)板巖隔水層，涉及南華系上統(tǒng)洪江組（Nh3h）、奧陶系第一二統(tǒng)橋亭子組（O1-2q）和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組（D2t）等地層，層厚分別為245.28m、200m和300m。各地層滲透性差，斷層不發(fā)育，含水性弱。其中南華系下統(tǒng)長安組（Nh1c）為弱透水層至不透水層，以弱透水層為主，巖性為含礫砂質(zhì)板巖、含礫絹云母板巖夾少量灰?guī)r透鏡體，厚度大于500 m;3個泉水調(diào)查點(diǎn)均為下降泉，泉流量1.81 m3/d～10.80 m3/d，平均53.31 m3/d;施工3個水文孔[6]，其滲透系數(shù)為5.95×10-5～10.71×10-5 m3/d。

2.3 老窿及探礦坑道水特征

本次重點(diǎn)對區(qū)內(nèi)李家沖礦段進(jìn)行坑道水文地質(zhì)調(diào)查，金銻礦體大部分賦存于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面（+375m）以下，調(diào)查老窿、斜井和平硐13個，一般巖壁多潮濕，局部斷裂帶滴水、滲水情況明顯。窿內(nèi)有積水，未流出窿口的工程4個，標(biāo)高為388.14 m～459.74m;坑內(nèi)無積水工程3個，其中LD2和LD4是通過PD423之XJ1排泄的;LD5從窿口流出，流量約為86.4 m3/d;其余工程積水來源于大氣降水，且不能自行外排需人工抽水。本次對PD423坑口排水情況進(jìn)行了為期一年的長期觀測，流量44.48 m3/d～70.93 m3/d，正常69.59 m3/d。

2.4 斷層破碎帶水文地質(zhì)特征

李家沖礦段區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，兩條規(guī)模較大的北東向構(gòu)造F4、F8對礦床開采影響較大，現(xiàn)介紹如下：

F4斷裂：為區(qū)內(nèi)的導(dǎo)礦構(gòu)造，走向NE，斷層面傾向108°～138°，平均123°，傾角40°～75°，平均62°，為逆斷層。斷層破碎帶中構(gòu)造角礫巖膠結(jié)程度中等，結(jié)構(gòu)較緊密。野外調(diào)查時未發(fā)現(xiàn)較大地下水露頭，僅在F4斷裂帶附近偶見坑道水出露，流量約86.4 m3/d，水量不大。推斷F4斷層為弱導(dǎo)水?dāng)鄬?，且已發(fā)現(xiàn)的礦脈均處于該斷層的上盤，對礦床開采影響不大。

F8斷裂：為導(dǎo)礦構(gòu)造，走向NE，斷層面傾向295°～318°，平均309°，傾角70°～82°，平均75°，寬度0.80～10m，平均2m，左行平移正斷層。受F8斷裂影響在其兩側(cè)發(fā)育有北東、北西向分支斷裂或牽引褶皺，兩側(cè)地層產(chǎn)狀較亂。斷層由碎裂化板巖、方解石石英脈及斷層泥等組成，裂隙閉合，坑內(nèi)無明顯滴、淋水現(xiàn)象。

2.5 地下水補(bǔ)徑排及動態(tài)變化

2.5.1? 補(bǔ)給來源

大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源[7]，多以面狀入滲補(bǔ)給形式補(bǔ)給。因第四系地層較為松散，透水性強(qiáng)，大氣降水直接入滲補(bǔ)給。大氣降水直接補(bǔ)給基巖裸露區(qū)的裂隙或巖溶含水巖組，或通過第四系地層間接補(bǔ)給，其中變質(zhì)巖巖類含水巖組區(qū)降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)約0.30～0.40。區(qū)內(nèi)雨量充沛，年平均降雨量1543.4mm，日最大降水量250 mm。

2.5.2? 徑流條件

李家沖礦段金銻礦主要位于新邵潭溪鎮(zhèn)貓公洞-李家沖徑流區(qū)，其地下水排泄的總體方向由南東向北西，最終匯入湘江。

2.5.3? 排泄條件

大部分降雨形成地表徑流，從山脊流向溝谷，整體流入湘江。李家沖金銻礦體出露地層為隔水層，入滲的地下水順第四系與基巖接觸界面形成細(xì)緩層流，以裂隙流的形式匯集于就近的泉域，并以泉水形式流出地表匯入當(dāng)?shù)叵獪希^而匯入湘江。湘江是單元地下水最終排泄場所。