新疆和靜縣備戰礦區水文地質勘探類型劃分的探討

朱慧秦，陸志明

（新疆地礦局第十一地質大隊，新疆 昌吉 831100）

1 自然地理概況

礦區位于天山北麓的博羅霍洛山北坡，距南側天山主峰僅3Km，礦區南側及西側均為永久性山麓冰川。南側冰川至備戰礦床距離1.3Km。礦床位于伊開哈仁郭薩拉河河谷中，東西延伸至兩側山坡。區內地形起伏較大，地形單一，兩山夾一谷，呈單一的“V”字形。地層走向近東西向，地層產狀：傾向0°～20°，傾角50°～70°，礦體（層）產于各類矽卡巖中，地表大部地段被第四系松散沉積物所覆蓋，基巖露頭較少。地形陡峭，坡度較大，植被不發育，僅在河谷緩坡上生長低矮的草本植物，沖溝發育，有利于地表排泄[1]。

2 礦區水文地質特征

（1）含（隔）水層的劃分。依據礦區地質、水文地質特征、鉆孔編錄資料、簡易水文觀測等劃分依據，將勘查區地層劃分為四個含水層（段），一個隔水層（段）。第四系松散巖類凍結層水、下石炭統大哈拉軍山組、阿克沙克組基巖裂隙含水層、致密狀矽卡巖相對隔水層、碎裂狀矽卡巖基巖裂隙承壓自流含水層、塊狀巖類裂隙含水層(Ⅴ)。其中礦區范圍內主要出露下石炭統大哈拉軍山組、阿克沙克組基巖裂隙含水層。巖性較為復雜，風化帶裂隙較發育，主要接受伊開哈仁郭薩拉河水下滲、大氣降水、融化雪水的補給，賦存一定量的地下水。根據鉆孔抽水試驗成果，單位涌水量q=0.00079 L/S·m，滲透系數K=0.0037m/d，影響半徑R=9.17m，水位標高3431.72m，水位埋深36.53m，屬于弱富水含水層。

（2）構造對礦床充水的影響。礦區斷裂構造不發育，較大斷裂共3條，多為壓扭性斷層，因殘坡積覆蓋，斷層實測長度較小。在礦體（層）底板穩定隔水層下部，由于F3斷裂構造的影響，據鉆孔揭露穿過礦體(層)、各類致密狀矽卡巖后，進入碎裂狀矽卡巖破碎帶，一般厚度10m～30m，巖石普遍較破碎、節理、裂隙發育，RQD值偏低，屬中等-強富水性。在正常排水條件下，構造因素對礦床充水有利[2]。

（3）地下水與地表水間的水力聯系。礦區內僅伊開哈仁郭薩拉河為常年性地表水流，冬季封凍時幾乎斷流，該河流量較小，動態顯著，其補給來源主要為大氣降水，冰川、冰雪消融水的補給。在河流上游較高部位，通過斷裂破碎帶及基巖裂隙下滲補給基巖裂隙承壓自流含水層。河水可通過下伏第四系全新統砂礫石層補給基巖含水層。致使基巖含水層與地表水發生水力聯系。區內地下水與地表水間存在密切的水力聯系，且補給源水量較充沛，兩者之間水力聯系密切。

（4）含水層之間的水力聯系。據本次調查資料，結合當地地形、地貌、水文地質條件，礦區地下水的形成主要接受大氣降水、冰川、冰雪消融水的補給，同時接受部分地下水徑流補給。第四系冰川為固體水庫，它是各類含水層的主要補給來源，春夏冰川消融后，與之相鄰的含水層均接受其補給。礦區內總體上含水層較為復雜，地下水由南向北依次補給，水位高的補給水位低的，各含水層之間的水力聯系密切。

（5）地下水補給、徑流、排泄條件。礦區地下潛水的主要補給源為大氣降水、冰川、冰雪消融水和地表水，這些補給水源通過基巖風化裂隙垂直入滲補給下伏基巖含水層，地表水則在溝谷中通過基巖或通過上覆第四系砂礫石、碎石層入滲補給下伏基巖含水層。由于受斷裂構造F3的影響，礦區內獨特的地質構造條件，形成了備戰礦區深部承壓水，在地形低洼處形成了承壓自流水，該地下水的主要補給源為伊開哈仁郭薩拉河地表水。地表水由南部高位向北縱貫礦體（層）底板承壓水補給區，在南部礦床底板相應部位巖石節理、裂隙發育處進行飽和式補給，沿礦床底部穩定隔水層之下的矽卡巖中徑流。礦區地勢呈南高北低的“Ⅴ”型山谷，據抽水試驗孔及靜止水頭觀測孔成果，并結合區域水文地質資料及地形地勢，判定礦區地下水流向是由南向北方向運移。

（6）礦床充水因素分析。①地層含水性。礦區出露地層巖性主要為巖性主要由凝灰巖夾安山巖、凝灰巖夾凝灰質礫巖、礫巖、凝灰巖、安山巖等組成，地下水賦存于巖石的裂隙中。針對直接充水含水層下石炭統大哈拉軍山組地層進行抽水試驗成果，查明該地下水屬弱富水含水層，但由于基巖裂隙水的富水性不均勻，含水層分布位置在礦體底板之上，總體上該層不利于礦床充水。井工開采時在礦體（層）底部應特別注意超前探水，留足防水礦柱。②構造。在礦體（層）底板穩定隔水層下部，有F3斷裂構造通過，據鉆孔揭露穿過致密狀矽卡巖、二長花崗巖、鉀長花崗巖、矽卡巖化安山質凝灰巖后，進入各類碎裂狀矽卡巖破碎帶，一般厚度10-30m，受斷裂構造的影響，巖石普遍較破碎、節理、裂隙發育，RQD值偏低，在此形成了承壓自流含水層，屬中等-強富水性。③大氣降水。礦區地形總體南高北低，起伏較大，地形單一，為兩山夾一谷的“V”字型，沖溝發育，有利于地表水排泄，建井時必需加強井口的防洪措施。當井下采礦后，打破了巖層原有的穩定性，使上覆巖層失去支撐，而發生位移，巖石裂隙會增大增多，在地表低洼處，大氣降水和融化雪水易匯集于沖溝及低洼地段，通過節理，裂隙進入礦井，造成礦坑涌水量增大，甚至造成淹井事故。

3 礦區水文地質勘探類型的劃分及其復雜程度

根據鉆孔針對直接充水含水層下石炭統大哈拉軍山組地層的抽水試驗成果，單位涌水量（q）0.00079 L/s·m，滲透系數（K）0.0037m/d，巖石透水性差，地下水徑流不暢。據ZK003、ZK007鉆孔資料，直接充水含水層碎裂狀矽卡巖基巖裂隙承壓自流水分布區地層的單位涌水量（q）為0.46-1.1592L/s·m，滲透系數在（K）1.3734-3.49m/d。

礦體（層）底板穩定隔水層下部的碎裂狀矽卡巖基巖裂隙承壓自流水直接充水含水層屬富水性中等-強，巖石透水性較好，地下水徑流較好，將成為未來井工開采時礦坑充水的重要水源之一。

上部基巖裂隙水地下水水化學類型屬SO4·HCO3-Ca·Mg型，pH值8.20，溶解性總固體在426.0mg/L。下部碎裂狀矽卡巖巖裂隙承壓自流水，地下水水化學類型屬SO4-Na型，pH值7.70-9.16，溶解性總固體在206.00-242.00mg/L，水質較好。礦區具有兩層直接充水含水層，屬以裂隙充水為主、水文地質條件中等-復雜的礦床，水文地質勘探類型為二類三型。

4 結語

在本文的敘述過程中國，通過對礦區的自然地理概況和水文地質條件的分析，闡明了礦區地下水的補給、徑流、排泄條件，礦床的充水因素，充水量及地下水的水化學類型，確定了該礦區的水文地質勘探類型，提出礦山的供水水源方向，為該礦區后續水文地質調查工作的布置提供了主要依據。

[1]國家技術監督局。礦區水文地質工程地質勘探規范（GB12719-91）[S]．中國標準出版社，1991．8．

[2]中國地質調查局。水文地質手冊（第二版）[S]．北京：地質出版社，2012．9．