福建省尤溪縣峰巖礦區(qū)水文地質(zhì)特征分析

王補(bǔ)峰，王保峰，羅昆

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007；2.福建金東礦業(yè)股份有限公司，福建 三明 365101)

1 區(qū)域水文地質(zhì)

1.1 地形氣象特征

本區(qū)為構(gòu)造侵蝕低山～丘陵陡坡地形，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于礦區(qū)中部獅形頂山峰處，標(biāo)高656.4m，當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面位于礦區(qū)西南部外側(cè)下湖溪與尤溪河入口處，標(biāo)高90.0m。地貌形態(tài)主要為山地、溝谷等，區(qū)內(nèi)山巒起伏，溝谷發(fā)育，切割較深，多呈“V”字型，地形陡峻，有利于大氣降水的自然排水。尤溪河在礦區(qū)西南部自南向北徑流，在礦區(qū)西北部轉(zhuǎn)向東流，經(jīng)尤溪口匯入閩江，屬閩江流域，尤溪河與礦體的最近距離為600m。氣候處于中亞熱帶，年平均氣溫18.9℃，年平均降雨量1655.4mm，降雨多集中于五～六月，無(wú)霜期約300天。

1.2 含水巖組

根據(jù)區(qū)域內(nèi)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)，將區(qū)域內(nèi)含水層劃分為四個(gè)含水巖組。

（1）松散巖類(lèi)孔隙含水巖組。零星分布在尤溪河兩側(cè)，巖性為第四系沖、洪積層，厚度一般3m～5m。含孔隙潛水，水位埋深淺，受季節(jié)影響變化較大地下水直接受大氣降水補(bǔ)給，與地表水相互補(bǔ)給，并隨季節(jié)性變化，富水性弱～中等。

（2）碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙含水巖組。分布廣泛，地層為侏羅系上統(tǒng)南園組、長(zhǎng)林組及侏羅系下統(tǒng)梨山組。巖性為泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、礫巖、凝灰?guī)r等，為隔水層。

（3）變質(zhì)巖夾碳酸鹽巖類(lèi)溶蝕裂隙含水巖組。分布在區(qū)域的中部和西北部，地層為新元古界龍北溪組，巖性為綠泥石英片巖、綠簾透輝片巖、大理巖，巖溶作用不均勻，無(wú)溶蝕作用地段呈完整致密，起隔水作用。

（4）侵入巖類(lèi)裂隙含水巖組。主要分布在區(qū)域的西北及中部，為燕山期花崗巖、花崗斑巖等巖體（脈），為隔水巖體。含風(fēng)化裂隙水，富水性弱。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

（1）水文地質(zhì)單元。礦區(qū)水文地質(zhì)單元北東邊以謝坑溪的地表溪溝為界，北邊以尤溪河的地表水嶺為界，西邊以礦權(quán)邊界的地表分水嶺為界，最高點(diǎn)位于礦區(qū)中部獅形頂山峰處，標(biāo)高656.4m，山脊由此向四周延展，走向構(gòu)成地表分水嶺；當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面位于下湖溪與尤溪河的交匯處，標(biāo)高90.0m，形成“中部高、四周低”的凸起，在區(qū)域內(nèi)形成包括補(bǔ)給、逕流、排泄區(qū)在內(nèi)的一個(gè)完整的水文地質(zhì)單元，面積12.3km2。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，地下水逕流途徑短，循環(huán)快，多具就地補(bǔ)給就地排泄之特點(diǎn)。

（2）構(gòu)造含水特征。本區(qū)大地構(gòu)造位置位于政和～大埔斷裂帶中段。地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，其中北東向和北西向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線(xiàn)方向，控制著區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件，因受后期巖漿巖的侵入，其構(gòu)造帶的富水條件并非良好。一般在構(gòu)造斷裂的交截、復(fù)合和交匯等部位，是地下水富集的主要場(chǎng)所?；鶐r裂隙水以各自的山嶺形成水文地質(zhì)單元。大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，地下水徑流明顯受地形控制，由高處向低處運(yùn)移，以下降泉或片狀緩慢滲透形式排泄于溪溝。地下水流向與地形坡向基本一致，地下水總體向尤溪河排泄。礦區(qū)位于區(qū)域水文地質(zhì)單元中的補(bǔ)給徑流區(qū)。

（3）地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件。礦區(qū)地下水主要賦存于新元古界龍北溪組的風(fēng)化裂隙、溶蝕及構(gòu)造裂隙帶中，其補(bǔ)給、徑流、排泄條件主要受地形因素控制，并受風(fēng)化作用及斷裂構(gòu)造等因素影響。大氣降水是礦區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。區(qū)內(nèi)雖風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙較發(fā)育，但由于地形陡峻、溝谷深切，風(fēng)化帶厚度大，降雨大多形成地表徑流，僅部分通過(guò)風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙滲入補(bǔ)給地下水。由于區(qū)內(nèi)雨量充沛，因而區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給來(lái)源較豐富。風(fēng)化帶裂隙水直接接受大氣降水滲透補(bǔ)給，構(gòu)造裂隙含水帶主要接受上部風(fēng)化裂隙水層的滲入補(bǔ)給。礦區(qū)地下水徑流主要受地形、裂隙及含水層埋藏深度等因素制約。淺部以垂直徑流為主，深部沿構(gòu)造、溶蝕裂隙方向運(yùn)動(dòng)，具一定承壓性質(zhì)。其徑流途徑短，速度快，其流向及水力坡度受地形坡度陡緩的制約，一般與地形坡向基本一致。在礦區(qū)的地形低洼處，地下水以片狀緩慢滲流的泉水形式排泄至地表溪溝，形成地表徑流。具就地補(bǔ)給，就地排泄的特征。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)特征分析

3.1 礦床充水因素

（1）大氣降水。大氣降水通過(guò)風(fēng)化帶裂隙及構(gòu)造裂隙滲入地下，補(bǔ)給風(fēng)化裂隙水，大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，也是礦床充水來(lái)源主要因素。

（2）地下水。風(fēng)化裂隙含水層由于風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖石較破碎，大氣降水較易滲入該帶上部貯藏和運(yùn)動(dòng)，因風(fēng)化層厚度大，多呈土狀～塊狀，滲透系數(shù)較小，富水性弱，所以，該含水層的水對(duì)礦坑間接充水。構(gòu)造、溶蝕裂隙含水層在地表或近地表處，接受大氣降水和風(fēng)化裂隙水的補(bǔ)給，并通過(guò)風(fēng)化裂隙含水層與構(gòu)造、溶蝕裂隙水含水層直接連通，并補(bǔ)給構(gòu)造、溶蝕裂隙含水層，僅局部地段見(jiàn)滴水現(xiàn)象，該含水層的水對(duì)礦坑直接充水。

（3）地表水。礦區(qū)內(nèi)地表水體主要有五條溪溝，由礦區(qū)中部向四周徑流，據(jù)調(diào)查，溪溝下部的運(yùn)輸巷道中巖石完整，致密堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，干燥無(wú)水，未見(jiàn)滴水現(xiàn)象，兩者幾乎沒(méi)有水力聯(lián)系，在目前狀態(tài)下，溪溝水對(duì)礦坑充水無(wú)影響。

（4）老窿水。礦區(qū)范圍內(nèi)較多的開(kāi)采坑道，已開(kāi)采多年，形成不同標(biāo)高的開(kāi)采中段，以往大多數(shù)坑道能自然排水，自2013年以來(lái)礦山大多老舊硐口已用水泥封堵，部分涌水量大的坑道由于排水不暢形成積水，個(gè)別斜坡道利用采空區(qū)作為集水水倉(cāng)，用機(jī)械抽水排出洞外，但是礦山采掘過(guò)程中仍要嚴(yán)格執(zhí)行先探后采，警惕構(gòu)造裂隙導(dǎo)通附近老窿水引發(fā)突水事故。

3.2 坑涌水量預(yù)測(cè)

（1）計(jì)算方法。根據(jù)礦體分布特征及礦山開(kāi)采方式、礦區(qū)水文地質(zhì)條件和工作程度，選擇比擬法預(yù)測(cè)礦體開(kāi)采最低標(biāo)高時(shí)的礦坑涌水量。

（2）計(jì)算公式及參數(shù)來(lái)源

比擬法：

計(jì)算公式：

式中Q-礦坑預(yù)測(cè)涌水量（m3/d）。QPD-現(xiàn)有坑道涌水量（m3/d）。S-設(shè)計(jì)礦坑開(kāi)采水位降深(m)；取礦區(qū)平均水位降至設(shè)計(jì)礦坑標(biāo)高的深度。SPD-現(xiàn)有坑道的水位降深；取礦區(qū)平均水位降至現(xiàn)有坑道標(biāo)高的深度。F-設(shè)計(jì)礦坑分布面積(m2)；FPD-現(xiàn)有坑道分布面積(m2)。

（3）計(jì)算結(jié)果。詳見(jiàn)表1。

（4）計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)。礦坑涌水量計(jì)算中，比擬法是根據(jù)現(xiàn)有坑道揭露水文地質(zhì)資料、礦產(chǎn)資源分布特征及水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)資料，其計(jì)算參數(shù)可靠。其礦坑涌水量計(jì)算結(jié)果可作為今后礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)依據(jù)。

3.3 礦區(qū)水資源綜合利用評(píng)價(jià)

區(qū)內(nèi)地表水及地下水資源較貧乏，礦區(qū)北西部邊界的尤溪河河水流量大，水質(zhì)一般，可作為礦山工業(yè)用水供水水源地；礦區(qū)內(nèi)下湖溪、峰巖溪溪水污染源少，水質(zhì)一般，流量隨季節(jié)性變化較大，枯期量分別為21.41L/s、96.35 L/s，溪溝上游溪水可作為生活用水供水水源；礦坑水原水質(zhì)較好，因開(kāi)采影響，水質(zhì)受污染，水量較小，作為工業(yè)用水供水水源地?zé)o意義。各供水水源特征見(jiàn)表2。

表1 礦坑涌水量預(yù)算表

表2 供水水源特征

3.4 開(kāi)采后水文地質(zhì)條件的變化

經(jīng)多年來(lái)不同標(biāo)高生產(chǎn)坑道采掘，地下水沿裂隙從上而下入滲到現(xiàn)最低標(biāo)高的生產(chǎn)坑道中。礦山開(kāi)采標(biāo)高均高于侵蝕基準(zhǔn)面，礦坑水能自然排出，局部斜坡道地段利用機(jī)械抽水排出硐外，驗(yàn)證了礦區(qū)含水層富水性弱，斷裂帶導(dǎo)水性差；地下水受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及大氣降水制約，開(kāi)采后的礦區(qū)水文地質(zhì)條件變化不大。

4 水文地質(zhì)勘查類(lèi)型

礦體均分布在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于自然排泄，礦床附近無(wú)大地表水體，礦床主要含水層的富水性弱且不均勻，構(gòu)造斷裂帶導(dǎo)水性差，地下水補(bǔ)給條件差，因此，峰巖礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。