四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床水文地質(zhì)特征及開采條件研究

李 澤

（四川省煤炭設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610000）

四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床中的出露地層主要為前寒武紀(jì)基底沙姆瓦系上沉積巖系夾火山巖系、沙姆瓦系以及上沉積巖系，占四川省鉛鋅礦總面積的85.6%左右[1]?？傮w呈北東向展布，巖層產(chǎn)狀受外圍花崗巖侵位影響明顯，巖層片理走向平行于花崗巖侵入接觸面，隨接觸面變化而變化，片理一般向沉積巖內(nèi)傾斜，傾角一般為60°～70°。本文通過對(duì)四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的水文地質(zhì)特征展開研究，并對(duì)開采條件進(jìn)行淺析，結(jié)合礦床地質(zhì)條件、礦化特征、找礦標(biāo)志，以便指導(dǎo)四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床日后地質(zhì)找礦和評(píng)價(jià)工作的順利開展。類比區(qū)域上?？讟?gòu)造破碎蝕變巖型鉛鋅礦床和老集寨沉積-熱液改造型鉛鋅礦多金屬礦床，主攻構(gòu)造破碎蝕變巖型鉛鋅礦床，兼顧層間剝離構(gòu)造充填交代型銅（鉛鋅）礦。

1 四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的水文地質(zhì)特征研究

根據(jù)國(guó)土資源部關(guān)于印發(fā)《礦業(yè)權(quán)交易規(guī)則》的通知（國(guó)土資規(guī)[2017]7號(hào)）有關(guān)規(guī)定，為了切實(shí)際的做好地方礦床水文地質(zhì)的保障工作，加大四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的水文地質(zhì)工作力度，應(yīng)定期開展四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的水文地質(zhì)特征的勘查，以下將綜合地質(zhì)勘查調(diào)研數(shù)據(jù)，從3個(gè)方面，開展四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的水文地質(zhì)特征詳細(xì)研究。

1.1 新生界地層含水特征

結(jié)合四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床組合巖層的表現(xiàn)形態(tài)，將四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床含水層地質(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——新生界含水層[2]。其中，新生界含水層的第一含水層地下水整體處于未開發(fā)狀態(tài)，埋藏淺，易于開采；第二含水層地下水埋藏較深，富水性較強(qiáng)，是四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床理想的供水層位，其它含水層也是四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床防治水主要研究對(duì)象。

通常情況下含水層頂?shù)捉缑媛裆?30m～560m，厚0m～80m，由灰白色夾紫紅中、細(xì)、巨粒砂巖混雜組成，受層間徑流補(bǔ)給及下伏基巖裂隙巖溶水補(bǔ)給的孔隙承壓水。該區(qū)域涌水的主要原因是，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。

1.2 礦床地質(zhì)斷層導(dǎo)水能力

由于四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床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個(gè)地質(zhì)層，因此地質(zhì)填充規(guī)模差異性較大，造成四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床水文地質(zhì)地層的導(dǎo)水性不同。斷裂帶內(nèi)裂隙發(fā)育，形成微弱的含水帶，鉆孔單位涌水量0.007L/s·m，滲透系數(shù)0.005m/d，導(dǎo)水性弱。由于破碎帶的寬度通常不超過80cm，故該斷裂帶導(dǎo)水性較差，大部分?jǐn)鄬泳鶎儆诰植枯^弱導(dǎo)水?dāng)鄬?。例如：位于鄉(xiāng)萊山的F2號(hào)逆向斷層，主要分布于四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床東部，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。整體呈現(xiàn)出“Z型”的特征[3]。

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1.5公里，是四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床東部的邊界性斷層，整體巖層張性較差，以此推斷為該斷裂帶綜合性導(dǎo)水能力較差。

1.3 地下水排泄與供應(yīng)條件

該地區(qū)地層的夾凝灰質(zhì)砂巖作為其主要構(gòu)成，為地下水供應(yīng)提供了較好的偏流形式。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，由于四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床地質(zhì)綜合條件較復(fù)雜，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，不同應(yīng)力狀態(tài)下地質(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)由于四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床水文地質(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 四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的開采條件研究

在完成四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的水文地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，開展四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的開采條件研究。本文將四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的開采條件研究分為三部分進(jìn)行，分別為：水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)層序劃分以及環(huán)境地質(zhì)條件。針對(duì)上述三方面研究具體內(nèi)容，如下文所述。

2.1 水文地質(zhì)條件

通常情況下，四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床地層的夾凝灰質(zhì)砂巖作為其主要構(gòu)成[4]。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。為查明四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦不同含水層的水化學(xué)性質(zhì)及其相互間的關(guān)聯(lián)，此次研究分別在地表溝系、坑道、鉆孔中采集不同類型的地下水樣。據(jù)分析測(cè)試結(jié)果，該礦區(qū)地下水的水文基本情況為：水溫通常在17℃，PH值范圍7～8之間，呈弱堿性，礦區(qū)內(nèi)裂隙水硬度0.4mmol/l～0.5mmol/l，屬極軟水，地下水的礦化度總體較低，同時(shí)水化學(xué)類型簡(jiǎn)單，以HCO3·（SO4）-Ca·Mg型為主，其次為HCO3·（SO4）-Na·Ca·Mg型水。

2.2 工程地質(zhì)層序劃分情況

四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床根據(jù)地層層序由上到下為：上石炭統(tǒng)馬坪組（C3m）紫色、灰色泥質(zhì)條帶角礫狀灰?guī)r夾紫色泥巖；中石炭統(tǒng)威寧組（C2w）灰色中厚層狀灰?guī)r夾鮞狀灰?guī)r；下石炭統(tǒng)擺在佐組（C1b）灰白色、肉紅色、米黃色中粗晶白云巖夾淺灰色灰?guī)r；下石炭統(tǒng)太塘組（C1d）灰色隱晶灰?guī)r，底部為一層2m左右的褐黑色及紫色泥巖；上泥盆統(tǒng)宰格組第三段（D3Z3）灰色隱晶灰?guī)r及肉紅色中晶白云巖。鉛鋅礦體主要賦存在石炭統(tǒng)擺佐組中上部，礦體走向?yàn)镹12°～25°E，傾向SE，傾角54°～65°。礦床不斷向深處開采，區(qū)域工程地質(zhì)條件有向復(fù)雜類型轉(zhuǎn)化的可能，建議在勘查過程中加強(qiáng)對(duì)水文、工程、環(huán)境地質(zhì)異常情況的記錄，方便準(zhǔn)確預(yù)測(cè)礦井涌水量，有效指導(dǎo)礦山開采工作。

2.3 環(huán)境地質(zhì)條件

四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床在開采過程中受到地質(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)，為四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床開采帶來了一定的難度。通過實(shí)地調(diào)查研究得出，四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床內(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)，說明四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床涌水活躍程度越高。因此，在開采時(shí)必須重點(diǎn)將涌水對(duì)四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床的環(huán)境地質(zhì)條件影響進(jìn)行分析；除了礦坑涌水外，地下水污染及開采過程中引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害也是對(duì)環(huán)境地質(zhì)造成影響的一些因素。地下水的污染來源主要是選礦和開采過程中產(chǎn)生“廢水、廢氣、廢物”，另外，開采出的礦石含有有害元素及放射性，如果超出規(guī)定范圍，釋放出的有害物質(zhì)會(huì)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成污染；隨著四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦頻繁進(jìn)行采礦活動(dòng)，礦山疏干排水和開采面積不斷擴(kuò)大，極容易引發(fā)礦區(qū)井下地下水位下降。地面下沉引起的滑坡、塌陷、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，以上環(huán)境地質(zhì)問題會(huì)造成礦山開采隱患，所以，必須關(guān)注開采中引起的環(huán)境地質(zhì)問題，做好監(jiān)測(cè)和預(yù)防工作。

3 結(jié)語(yǔ)

由于四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床地質(zhì)勘查工作程度的不斷加大，對(duì)該地區(qū)水文地質(zhì)特征及開采條件的研究也逐漸增加。本文通過對(duì)四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究，查明了該區(qū)主要含水層，重點(diǎn)從水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)層序劃分以及環(huán)境地質(zhì)條件等三個(gè)方面總結(jié)，以此來指導(dǎo)四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦床開采工作。