大排礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

李 俊，廖家洪

（1．廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)，廣東 廣州 510800；2．中國兵器工業(yè)北方勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，河北 石家莊 050000）

大排礦區(qū)位于華夏系構(gòu)造帶南西側(cè)，為江南古陸華南板塊的一部分，出露中細(xì)粒黑云母花崗巖，局部可相變?yōu)橹辛＃ò郀睿┙情W黑云母二長花崗巖。大排礦區(qū)含水層主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，松散巖類孔隙水主要賦存在沖洪積層，基巖裂隙水主要賦存在強(qiáng)、中風(fēng)化巖層的風(fēng)化裂隙及微風(fēng)化層構(gòu)造裂隙中。地下水接受大氣降水補(bǔ)給，以泉水或地下徑流的方式向低洼處排泄。

1 區(qū)域地質(zhì)[1]

1.1 地層

礦區(qū)位于華夏系構(gòu)造帶南西側(cè)，出露地層有寒武系（?）、奧陶系（O）、白堊系（K）和第四系（Q），巖漿巖主要為燕山期及印支期侵入體，區(qū)域性斷裂主要為北東向的江山-漁澇-蓮都斷裂（F1），詳見圖1。

圖1 大排礦區(qū)地質(zhì)概況圖

區(qū)域出露地層由老至新為：

1.1.1 寒武系八村群（?bc）

下亞群（?bca）：主要分布于礦區(qū)的南部，巖性為粉砂巖夾石英砂巖、板狀頁巖，底部為礫巖。厚度1117m～1460m，產(chǎn)狀35°～142°∠35°～70°。

中亞群（?bcb）：多分布于礦區(qū)的西部及南部，巖性為云母片巖、石英片巖，底部為含細(xì)礫粗砂巖。厚度694m～1425m，產(chǎn)狀285°～320°∠52°～65°。

1.1.2 奧陶系回龍群（O1hl）

主要分布于礦區(qū)的南東部，巖性為礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)巖及砂質(zhì)頁巖。平均厚度940m。

1.1.3 白堊系上統(tǒng)（K2）

主要分布于礦區(qū)的南部，巖性為含凝灰?guī)r及花崗巖礫石的砂頁巖、砂礫巖，上部凝灰質(zhì)砂巖及粉砂巖，平均厚度117m。

1.1.4 第四系（Q）

主要為殘坡積層、沖積、洪積層，由砂礫、砂質(zhì)粘土、粘土等組成。厚度1m～33m不等。

1.2 構(gòu)造

1.2.1 褶皺

為了更直觀的表現(xiàn)小學(xué)生口算速度發(fā)展的趨勢，以年級為橫坐標(biāo)，廣度為縱坐標(biāo)，對4種口算（不進(jìn)位加法、進(jìn)位加法、不退位減法、退位減法）廣度的發(fā)展趨勢折線圖進(jìn)行分析，具體如圖2所示．

礦區(qū)為江南古陸華南板塊的一部分，加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使得區(qū)域的下古生界型變?yōu)榉忾_-德慶復(fù)式褶皺。于其東側(cè)的上古生界受海西期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響不大，而受印支期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響較大，發(fā)生形變形成斷褶構(gòu)造帶。

1.2.2 斷層

主要為北東向的江山-漁澇-蓮都斷裂（F1），由江山橫穿西江，經(jīng)封川、白垢、漁澇至蓮都等地，呈北東向延長，走向長度＞90km。局部切錯(cuò)燕山期花崗巖體，斷層深度和寬度都較大，富存深層地下水。

1.3 巖漿巖

巖漿巖主要為印支期花崗閃長巖及燕山三期花崗巖，局部有酸性巖脈及石英巖脈。

1.3.1 印支期花崗閃長巖（γδ51）

主要分布于礦區(qū)的北東部，巖性主要由中粒斑狀或中?；◢忛W長巖或二長花崗巖組成。

1.3.2 燕山三期花崗巖（γ52（3））

主要分布于礦區(qū)的中部，巖性主要為中細(xì)粒黑云母花崗巖，局部可相變?yōu)橹辛＃ò郀睿┙情W黑云母二長花崗巖，巖性穩(wěn)定，分布較普遍。

2 區(qū)域水文地質(zhì)

礦區(qū)出露地層有寒武系八村群（?bc）的粉砂巖、砂巖及頁巖、礫巖，奧陶系回龍群（O1hl）礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)巖及砂質(zhì)頁巖，白堊系上統(tǒng)（K2）砂頁巖、砂礫巖和第四系（Q）殘坡積、洪積層的砂礫、砂質(zhì)粘土、粘土等，巖漿巖主要為燕山期及印支期的花崗巖及花崗閃長巖。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)

3.1 地表水特征

礦區(qū)及周邊地表水主要為泉形成的小溪流及幾個(gè)攔壩形成的小山塘。小溪流的水量較小，其中雨季水量相對較大，旱季水量相對較小。山塘常年有水，總量不大。

3.2 含水層特征

礦區(qū)地下水按賦水條件、水理性質(zhì)、水力特征分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

3.2.1 松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水的含水層主要為沖洪積層（Qapl）。

依據(jù)鉆孔靜水位，鉆孔水位埋深一般位于強(qiáng)-中風(fēng)化基巖中，因此，殘坡積層主要為包氣帶水。

第四系沖洪積層（Qapl）主要分布在礦區(qū)溪流附近，含水層上部為粉砂、粘性土，下部為砂礫層或砂層，富水性貧乏。

3.2.2 基巖裂隙水

主要賦存于強(qiáng)、中風(fēng)化巖層的風(fēng)化裂隙及微風(fēng)化層構(gòu)造裂隙中。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)填圖及鉆探資料，淺部含水層裂隙發(fā)育，含水層透水性好，富水性弱；深部含水層裂隙不發(fā)育，含水層透水性差，富水性弱。

ZK403進(jìn)行單孔抽水試驗(yàn)[2]，抽水試驗(yàn)應(yīng)用一次恢復(fù)水位法計(jì)算滲透系數(shù)，單位抽水量為0.078m3/（d·m）～0.22m3/（d·m），滲透系數(shù)平均值K=0.036m/d。礦區(qū)內(nèi)局部有下降泉水出露，旱季無水或水量很小，雨季水量有所增加，但總體水量不大，其流量一般小于0.1L/s。

3.3 地下水水質(zhì)

本次采取鉆孔水及泉水進(jìn)行水質(zhì)分析，其地下水化學(xué)類型為HCO3-—Na型水[3]，pH值為5.82～6.5，總礦化度為36.04mg/L～37.80mg/L，侵蝕性二氧化碳為7.15mg/L～21.46mg/L；HCO3-為29.76mg/L～33.07mg/L。

3.4 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

礦區(qū)地下水的補(bǔ)徑排條件與含水層類型、所在地勢等密切相關(guān)。一般來講，塊狀及層狀基巖裂隙水地勢較高，主要受大氣降水補(bǔ)給，以泉水或地下徑流的方式向低洼處排泄；第四系松散巖類孔隙水則接受大氣降水補(bǔ)給，以地下徑流方式排泄于溝谷及河流，近河流一帶與河水有一定水力聯(lián)系。

3.5 礦坑涌水量預(yù)計(jì)

本礦區(qū)的礦坑涌水預(yù)測主要是大氣降水，地下水涌水量較小。礦坑涌水量Q預(yù)測由地下水涌水量Q1和大氣降水量Q2兩部分組成。

Q1=2π?K?R0?SwR0=10Sw?K?

Q2=日降水量（m/d）×礦坑匯水面積（m2）×徑流系數(shù)。

K—滲透系數(shù)，m/d。

R0—影響半徑，m。

Sw—降深，m。

Q—流量，m3/d。

日最大降水量為216mm/d，年平均降雨量為1740.8mm，礦區(qū)總匯水面積約1039519m2，當(dāng)?shù)氐乇韽搅飨禂?shù)為0.8，礦體開挖平均高程+201.73m。計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 礦區(qū)涌水量計(jì)算表

4 礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

礦體分布標(biāo)高+30m～+318.7m，最低開采標(biāo)高+30m，礦區(qū)范圍內(nèi)最低標(biāo)高為+100m。礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面（+25.8m）以上，根據(jù)礦體所處的部位及水文地質(zhì)條件的差異，礦床可分為兩種水文地質(zhì)條件類型。分布于+100m標(biāo)高以上，礦坑內(nèi)大氣降水和地下水可自然排泄，為水文地質(zhì)條件簡單類型；分布于+30m～+100m標(biāo)高，礦區(qū)內(nèi)屬凹陷開采，礦坑內(nèi)充水不能自排，需要進(jìn)行抽水疏干開采或隧道設(shè)施排水等，大氣降水及基巖裂隙水為主要充水來源，為水文地質(zhì)條件簡單類型。

綜上所述，礦區(qū)水文地質(zhì)條件總體為簡單。

為防止大氣降水和地表水大量流入礦坑，建議沿礦區(qū)開采邊界外圍開挖適當(dāng)?shù)呐藕椋ㄋ?，使礦坑內(nèi)地表水迅速排泄入附近河溝中。