石橋石榴子石礦床水文地質(zhì)工程地質(zhì)特征

張江海，龔 斌，吳立崗

（1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210000；2.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇 南京 210000）

關(guān)健詞：水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)特征；開采條件分類；地表水；地下水

石橋石榴子石礦是連云港金玉泉礦業(yè)有限公司以有償轉(zhuǎn)讓的方式取得的探礦權(quán)，普查結(jié)果已探明石榴子石礦品位較高，共求得332+333+334石榴子石礦石資源量306.72×104t（折合石榴子石礦物資源量113.17×104t）。其中 332 礦石資源量 102.15×104t，平均品位35.74%；333礦石資源量155.60×104t，平均品位36.92%；334 礦石資源量為48.97×104t，平均品位39.25%。伴生332+333+3334金紅石礦物資源量1.08×104t。

為了下一步的詳查及開采工作做準(zhǔn)備，有必要對礦床的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)情況做一個研究。

1 水文地質(zhì)

1.1 地形地貌

礦區(qū)地形為風(fēng)化剝蝕堆積波狀起伏的平原區(qū)，壟崗和洼地相間排列，壟崗呈北東向長條狀分布，地面較平坦?？偟牡貏菔俏鞅备吣蠔|低，有利于自然排水。第四系廣泛覆蓋，厚0.7～5.0m不等，在溝渠、采坑中見到基巖，有利于自然排水。

1.2 地表水

礦區(qū)內(nèi)無較大的地表水體，僅在礦區(qū)北部有數(shù)個采石坑以及西側(cè)的取土塘有常年積水，水位隨季節(jié)性變化，雨季和農(nóng)田灌溉時水位較高，其它時段水位較低。塘內(nèi)水源主要來源于大氣降水和地下水的補(bǔ)給。

1.3 氣候、降水量

本區(qū)屬華北暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，年平均降水量為976.4mm，年平均蒸發(fā)量為1458.0mm，蒸發(fā)量大于降水量；降水多集中在7～9月份，約占全年降水量的70%，最大日降水量為264.4mm(1976 年6 月29日)。由于受臺風(fēng)影響，常出現(xiàn)特大暴雨。

1.4 含水層特征

礦區(qū)內(nèi)的含水層主要為第四系孔隙含水層和基巖裂隙含水層，其特征如下：

（1）第四系孔隙水含水層。礦區(qū)內(nèi)第四系廣泛分布，巖性主要為亞粘土，夾有鐵錳質(zhì)結(jié)核。本層含水層厚度不均，隨地形地勢變化，壟崗緩坡上緣較薄，一般在0.5～2.0m，壟崗緩坡下緣較厚，一般為2.0～5.0m，局部地段較厚，深達(dá)7.0m以上。該含水層透水和富水性較弱。

（2）基巖裂隙水含水層?；鶐r主要由早元古代東海群阿湖組的片麻巖、片巖、角閃巖以及榴輝巖等組成，因長期受風(fēng)化作用影響，巖石的淺部物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造遭受了不同程度的破壞，形成了較為發(fā)育的風(fēng)化裂隙帶；風(fēng)化帶以下則巖石新鮮、堅硬、一般風(fēng)化裂隙不發(fā)育，故可將本區(qū)基巖裂隙水含水層劃分為上下兩個含水段：

①風(fēng)化帶含水段：該段巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造破壞，巖石酥松破碎，特別是片麻巖類巖石，風(fēng)化呈砂狀，孔隙裂隙、節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理裂隙面呈褐紅色或褐色，局部夾有鈣質(zhì)薄層。本含水段的厚度不均，約10.0～22.0m，區(qū)內(nèi)呈面狀廣泛分布，其富水性受巖性與地形影響較大，榴輝巖和片麻巖類富水性較強(qiáng)，其它巖性富水性較弱。

②新鮮基巖含水段：本含水段巖石堅硬致密顏色新鮮，地下水主要受構(gòu)造裂隙控制。一般節(jié)理裂隙不發(fā)育，富水性差。但局部地段受構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)。

1.5 地下水特征

（1）地下水的補(bǔ)、徑、排條件。礦區(qū)內(nèi)第四系覆蓋層分布廣泛，厚度薄厚不均，大氣降水可以直接或間接補(bǔ)給地下水，地下水水位隨季節(jié)性變化，雨季水位較高，旱季水位較低，說明地下水主要補(bǔ)給來源是大氣降水，同時還有地下水的徑流補(bǔ)給。地下水的排泄主要通過蒸發(fā)。

（2）地下水的化學(xué)特征。礦區(qū)內(nèi)對地表水和地下水取樣進(jìn)行水化學(xué)分析，根據(jù)資料分析第四系孔隙水，礦化度m＝0.3g/L，水化學(xué)類型為Cl·SO4-Ca·Na 型，基巖裂隙水礦化度m＝0.3g/L，水化學(xué)類型為Cl·SO4-Ca·Na型，地表水礦化度m＝0.1g/L，水化學(xué)類型為Cl·SO4·HCO3-Ca·Na型，全部為淡水，根據(jù)地下水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，礦區(qū)內(nèi)地表水和地下水水質(zhì)均較好。根據(jù)調(diào)查礦區(qū)內(nèi)居民的生活用水部分取自基巖裂隙水。

2 工程地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)時代、地層、巖性、工程地質(zhì)特征、存在的主要工程地質(zhì)層位問題及原始編錄資料，通過綜合研究分析劃為：松散軟弱巖類（Ⅰ）、半堅硬巖類（Ⅱ）、堅硬巖類（Ⅲ）三大工程地質(zhì)巖組。其特征如下：

2.1 松散軟弱巖類工程地質(zhì)巖組（Ⅰ）

（1）第四系松軟層。礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，壟崗上部由殘坡積的亞粘土組成，壟崗下部的洼地由坡洪積的亞粘土組成，局部含有碎石、鐵錳質(zhì)結(jié)核，硬塑，遇水松軟，失水后干裂，山地工程易發(fā)生“坍塌”現(xiàn)象。本層厚度不穩(wěn)定，一般為0.5～2.0m。

（2）強(qiáng)風(fēng)化基巖軟弱層。礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，其上覆地層為第四系殘坡積亞粘土，其巖性主要為東海群阿湖組的片麻巖、片巖和基性榴輝巖等。由于風(fēng)化作用，原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造受到破壞，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體破碎，結(jié)構(gòu)疏松，淺井易“崩塌”。厚度分布不均，一般約3.0～6.0m厚。

2.2 半堅硬巖類工程地質(zhì)巖組（Ⅱ）

礦區(qū)內(nèi)本巖組主要為弱風(fēng)化基巖帶，主要巖性為片麻巖、榴輝巖等。由于受風(fēng)化作用，巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造部分破壞，巖石顏色暗淡，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎。本巖組厚度不均，局部地段有缺失。

2.3 堅硬巖類工程地質(zhì)巖組（Ⅲ）

本巖組在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，主要為未風(fēng)化的片麻巖、榴輝巖等。巖石新鮮，結(jié)構(gòu)構(gòu)造較清晰，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體較完整，巖質(zhì)較硬，性脆。

3 環(huán)境地質(zhì)

3.1 區(qū)域穩(wěn)定性

根據(jù)歷史資料，本區(qū)未曾發(fā)生過破壞性地震。1668 年 7 月 25 日，山東郯城、莒城 8.5 級地震曾波及本區(qū)，此后，未發(fā)生過4級以上地震。另據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001），礦區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度為0.10g，屬于第一組，為較穩(wěn)定地區(qū)。

礦區(qū)位于風(fēng)化剝蝕堆積波狀起伏的平原區(qū)，地勢較平坦，礦區(qū)內(nèi)沒有特殊類巖土存在，基巖埋深較淺，巖石風(fēng)化層厚度不均，礦區(qū)的工程地質(zhì)條件較好。

3.2 地下水

據(jù)收集資料分析，本礦區(qū)的第四系孔隙水和基巖裂隙水的水化學(xué)類型都為Cl·SO4-Ca·Na 型，水質(zhì)較好。礦床開采時，地下水排水疏干，導(dǎo)致地下水位下降，對礦區(qū)附近的居民取水會有一定的影響。

3.3 地質(zhì)環(huán)境

礦體主要位于壟崗上，距居民區(qū)較遠(yuǎn)，噪音對居民生活無干擾，礦體無有害雜質(zhì)，對水源無污染；廢棄采坑可復(fù)墾、養(yǎng)殖、供水等。所以，開采不會對環(huán)境造成危害。

礦體埋藏深度較淺，且適于露天臺階開采，不易發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，但是隨著開采深度的增加仍需加以防范。

3.4 巖礦石放射性

對鉆孔巖芯進(jìn)行了巖礦石的放射性檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，為0.07～0.1μSv/h，均屬于正常值。因此可以基本確定，礦區(qū)各類巖石的放射性對人身體無害。

4 礦床開采技術(shù)條件綜述

4.1 礦床水文地質(zhì)條件

礦床充水的主要含水層為基巖裂隙含水層中的風(fēng)化帶含水段，礦區(qū)地表水體很小，對礦床充水影響不大。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的構(gòu)造碎裂現(xiàn)象，地形有利于自然排水。因此，礦床水文地質(zhì)條件屬簡單類型。

4.2 礦床工程地質(zhì)條件

礦區(qū)內(nèi)第四系厚度小，其下伏基巖風(fēng)化帶發(fā)育較淺，巖質(zhì)較硬，巖體較完整，地質(zhì)構(gòu)造簡單，未發(fā)現(xiàn)明顯構(gòu)造破碎現(xiàn)象。故礦床工程地質(zhì)條件屬簡單類型。

4.3 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件

礦區(qū)離城區(qū)較遠(yuǎn)，水、氣污染程度低，無地質(zhì)性熱害、氣害、放射性害；礦區(qū)內(nèi)地下水和地表水水質(zhì)較好。第四系松散層較薄，礦山露天開采后，圍巖碎石可以作為建筑材料綜合利用，對周圍環(huán)境不會有大的環(huán)境影響。因此，按《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》GB12719-91 環(huán)境地質(zhì)類型劃分，屬于環(huán)境質(zhì)量簡單型。

綜上所述，本礦區(qū)屬于開采技術(shù)條件簡單的礦床。