礦山水文地質(zhì)特征及類型劃分探討

張 馨

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

水文地質(zhì)又稱地質(zhì)學(xué)的分支，主要指大自然中不同地層中地下水流的流動(dòng)變化情況與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，水文是針對(duì)地下水的研究，包括地下水的物理特性與化學(xué)組成成分，地下水資源的合理利用可是降低對(duì)礦山開采的消極影響。隨著近年來(lái)國(guó)家對(duì)于自然環(huán)境調(diào)研的深入，市場(chǎng)對(duì)于礦產(chǎn)資源需求量的提升，為地質(zhì)勘察人員相關(guān)工作提出新方向的同時(shí)，延展了礦山地區(qū)的調(diào)研范圍[1]。地下水影響礦山安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，在和經(jīng)濟(jì)不斷的進(jìn)步中受到了有關(guān)部門的重點(diǎn)關(guān)注，部分區(qū)域由于受到礦山地下水害的影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展一直止步不前，而礦山水文地質(zhì)的主要特征與規(guī)模大小同樣影響著地下水控制的難易程度，與采礦中礦井的開采點(diǎn)設(shè)計(jì)、總體布局等設(shè)計(jì)均有著直接的關(guān)系。

為了有效的降低水文地質(zhì)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的抑制作用，減少礦山開采安全事故的發(fā)生，地方政府應(yīng)聯(lián)合地質(zhì)勘察部門，加大礦山水文地質(zhì)特征的調(diào)研力度，并根據(jù)不同地區(qū)的水文地質(zhì)表現(xiàn)特征，合理的劃分地質(zhì)類型，全面落實(shí)地質(zhì)調(diào)查工作。結(jié)合《礦山防治水有關(guān)規(guī)定》等相關(guān)文件的實(shí)施，對(duì)加大礦山水害防治理論的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用，證明了國(guó)內(nèi)目前礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)踏入了一個(gè)新的時(shí)期。

1 礦山水文地質(zhì)特征

根據(jù)相關(guān)文件規(guī)定，為了切實(shí)際的做好地方礦山水文地質(zhì)的保障工作，加大礦井的防/治水工作力度，應(yīng)定期開展礦山地質(zhì)條件的勘察，以此下述將整合地質(zhì)勘察調(diào)研數(shù)據(jù)，從3個(gè)方面，開展礦山水文地質(zhì)特征的詳細(xì)研究。

1.1 礦山地層含水性

結(jié)合礦山組合巖層的表現(xiàn)形態(tài)，將礦山含水層地質(zhì)特征由上至下分為：石灰?guī)r層溶裂含水層——溶裂縫隙含水層—西組巖礫含水層——K8巖層含水層——K9巖層含水層——上組石盒子含水層——風(fēng)化巖帶含水層——新生巖層巖石裂縫涌水[2]。如下圖1所示。

圖1 礦山地層含水分布

如上述圖1所示，a表示為地質(zhì)河流；b表示為地質(zhì)等高線；c表示為地質(zhì)分界層。根據(jù)上述地質(zhì)含水層的劃分，以第四系為主，裸露地層為二疊系文筆山水層，最新地層為第四系全新地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)，主要分布呈現(xiàn)出南東方向分布，位于成礦帶東南部，與地層河流呈現(xiàn)出不規(guī)則的接觸方式，上段巖性水文地質(zhì)主要以灰黑色為主，分布于中新生代時(shí)期的沉積巖層中，與東北部河床相沖積，主要以砂礫卵石為主，厚度約為0.7m～8.7m，該區(qū)域涌水的主要原因是由于，成礦帶地區(qū)夏季的雨水天氣導(dǎo)致的洪水?dāng)y帶大量的砂、礫及砂質(zhì)土較多，受到地殼變遷作用的影響，逐漸涌入地下，以此形成的松散水文地質(zhì)混合物。在潛水面的作用下，以水泉的方式涌出[3]。

1.2 礦山地質(zhì)斷層導(dǎo)水能力

不通礦山斷裂帶的形成方式不同，但大部分礦區(qū)地質(zhì)斷裂的表現(xiàn)形式基本一致，由于斷裂帶通常橫穿多層地質(zhì)，以此地質(zhì)填充規(guī)模差異性較大，造成礦山水文地質(zhì)地層的導(dǎo)水性不同，由于破碎帶的寬度通常不超過(guò)80cm，以此該成導(dǎo)水性較差，大部分?jǐn)鄬泳鶎儆诰植枯^弱導(dǎo)水?dāng)鄬印?/p>

例如位于鄉(xiāng)萊山的石灰礦區(qū)F2逆向斷層，主要分布于礦山東部，該礦區(qū)含水層發(fā)育位置有大規(guī)模的侵入巖存在，且占總體面積的約1/3，裸露的巖性主要有灰綠色流紋質(zhì)晶屑凝灰熔巖、夾凝灰質(zhì)砂巖、肉紅色復(fù)成分礫巖構(gòu)成。整體呈現(xiàn)出“Z型”的特征[4]。受到水文地質(zhì)成礦帶的控制，呈現(xiàn)出近西南向侵入，具備幔源型的特點(diǎn)，且延伸長(zhǎng)度超過(guò)1.5公里，是礦山東部的邊界性斷層，整體巖層張性較差，以此推斷為該斷裂層綜合性導(dǎo)水能力較差。

1.3 地下水排泄與供應(yīng)條件

該地區(qū)地質(zhì)層的夾凝灰質(zhì)砂巖作為其主要構(gòu)成，其粒徑通常小于2.5mm。由火山爆發(fā)而拋入空中的火山物質(zhì)經(jīng)長(zhǎng)距離的搬運(yùn)，散落于盆地當(dāng)中，再經(jīng)過(guò)壓結(jié)和水化學(xué)膠結(jié)固結(jié)形成巖石，為地下水供應(yīng)提供了較好的偏流形式[5]。同時(shí)，地下水持續(xù)供應(yīng)主要受到大氣環(huán)境的直接供給與水氣垂直滲透，由于礦山地質(zhì)綜合條件較復(fù)雜名，因此風(fēng)化帶的地下水通常采用側(cè)面供給方式，個(gè)別斷裂帶的裂縫加大，由不同地層的石灰礦與地質(zhì)滲透水為其可持續(xù)發(fā)展提供充足的循環(huán)環(huán)境。同時(shí)由于礦山水文地質(zhì)中地下水的整體流向與地坡的變化趨勢(shì)基本一致，以此地下水在不斷運(yùn)動(dòng)中通常以排泄的方式，將多余水量流到溝谷中，受到地球化學(xué)特征的影響，大氣降水是影響地下水排泄與供應(yīng)的主要因素，結(jié)合區(qū)域年平均降水量，及連續(xù)降水時(shí)間，可精準(zhǔn)的計(jì)算水量的供應(yīng)條件。

2 類型劃分

根據(jù)上述分析的礦山水文地質(zhì)特征，為了切實(shí)際的降低水文地質(zhì)調(diào)研工作難度，將從水文地質(zhì)水層的宏觀組合分析，按照地質(zhì)層由表層至深，從三個(gè)方面，開展礦山水文地址類型的詳細(xì)劃分。

2.1 礦山含水層及水體

受到礦山地質(zhì)勘察及開采的影響，將礦山水文地質(zhì)按照按成劃分為含水層與隔水層，含水層通常位于地層最深處，與上層分化帶之間間隔一定厚度的隔水層，基于地下水公關(guān)組合分析，應(yīng)將礦山含水層歸屬為分散隔絕狀態(tài)，為地質(zhì)平行復(fù)合結(jié)構(gòu)，大部分含水層中地下水量以靜態(tài)形式存儲(chǔ)，受到正常外力作用較小，因此補(bǔ)給量較少，礦山水文地質(zhì)常態(tài)分布較簡(jiǎn)單，通過(guò)3540孔、3501孔對(duì)裂縫含水層進(jìn)行水量計(jì)算，單位時(shí)間內(nèi)涌水量小于0.15L時(shí)，可將其劃分為簡(jiǎn)單水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為0.15為該層地層劃分的臨界值[6]。

2.2 巖溶—礦山裂縫水

通過(guò)礦山水文地質(zhì)實(shí)地調(diào)查得出，礦區(qū)整體磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱，且變化起伏較小，異常形態(tài)呈現(xiàn)出不規(guī)則的變化，異常中間帶呈東西方向排布，與親水礦元素的局部富集有著密切聯(lián)系，表現(xiàn)出新生界地層的特征，證明該位置具有良好的地質(zhì)劃分依據(jù)，且地下水的異常中心位置與高級(jí)化率的中心位置套和相對(duì)較好。在水文地質(zhì)類型劃分的過(guò)程中，異常區(qū)域通常為巖溶—礦山裂縫連接區(qū)域，該區(qū)域富集較多的金屬礦，且其中分布具有明顯的關(guān)聯(lián)，總體富水能力較弱，為水文地質(zhì)中的主要含水層名，也是地下水與外界的主要隔絕層。

2.3 礦井涌水

涌水是礦山地質(zhì)類型劃分的關(guān)鍵依據(jù)，礦井受到地質(zhì)條件與大氣降水的影響，會(huì)出現(xiàn)水量的突增，為地質(zhì)劃分提供依據(jù)的同時(shí)，為礦山水文地質(zhì)勘查帶來(lái)了一定的難度，整理礦山現(xiàn)場(chǎng)勘察信息，礦井涌水實(shí)物圖如下。

圖2 礦井涌水實(shí)物圖

如上述圖2所示，為礦山涌水實(shí)物圖，通過(guò)實(shí)地調(diào)查研究得出，該區(qū)域內(nèi)部地段蝕變情況較為劇烈，主要表現(xiàn)為礦石綠化、金屬組合化等趨勢(shì)，蝕變能力越強(qiáng)，說(shuō)明該區(qū)域涌水活躍程度越高。在勘探線上呈現(xiàn)出具有一定寬度的涌水帶，且水量走向與巖脈分布基本相同。區(qū)域內(nèi)的異常情況與礦化體形成有著密切聯(lián)系，對(duì)于礦化形成具有一定的指示意義，能夠準(zhǔn)確反映出該礦區(qū)巖漿的活動(dòng)情況，成礦條件十分有利。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從多個(gè)方面對(duì)礦山水文地質(zhì)特征及類型劃分探討進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討，并在地質(zhì)條件中提出了具體的多金屬礦的未來(lái)找礦方向，為今后礦產(chǎn)行業(yè)在市場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的理論依據(jù)。在今后的研究中還將對(duì)該地區(qū)其它組合金屬礦特征和控礦影響因素進(jìn)行更加全面的研究，為該地區(qū)礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展提供真實(shí)數(shù)據(jù)支撐。