江西某銅礦礦區水文地質條件分析

高 園，陶少成，唐 珂，王 亮

（江西省地質礦產勘查開發局物化探大隊，江西 南昌 330000）

礦區的水文地質條件分析是為進一步評價礦山開采技術條件和礦山開采設計的基礎依據，因此，礦區的水文地質條件分析是必不可少的環節。本文所研究的銅礦床位于江西武山地區，是一個比較成熟的銅礦床[1]。該礦床由南北兩個礦帶組成，其賦水層位和賦水裂隙一致，均為灰巖溶洞裂隙含水層為主要賦水層。此外，在礦區東部存在一個較大的地表水體，對礦區地下水是否產生較大的影響等是亟待解決的問題。基于此，本文以該銅礦床為研究對象，分析了礦區的水文地質條件，為銅礦資源的開發與利用提供幫助。

1 礦區背景概況

圖1 礦區水文地質略圖

江西某銅礦位于江西武山地區，為黃橋向斜的北翼部分，地形地貌東低西高，屬丘陵地貌與湖濱多度地帶。礦區出露地層較齊全，從泥盆系至三疊系均有出露[2]。根據礦區巖層富水特征將其劃分為含水巖組、弱含水巖組和隔水巖組三大類，其中含水巖組有五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組、茅口長興灰巖含水巖組、黃龍棲霞灰巖含水巖組和大冶嘉陵江灰巖含水巖組，弱含水層巖組有茅口炭質灰巖弱含水巖組，隔水巖組為大冶頁巖相對隔水層。前文已述及礦區中礦體主要賦存于黃橋向斜北翼東部，導致礦體在空間上具有成帶分布的特征，即可分為南北兩個礦帶。南礦帶賦存于向斜南西翼二疊—三疊系與花崗閃長斑巖的接觸帶，空間上呈環狀產出；北礦帶中的地層賦存于上泥盆統五通組與石炭系黃龍組之間。根據對礦區水文地質條件的簡易分析發現，礦體多數埋藏于當地侵蝕基準面之下，導致礦區水文地質條件更為復雜。

2 礦床充水因素分析

前文已述及，礦區成礦帶可分為南北兩條，因此，在分析礦床充水因素時也可分為南北兩帶進行。北礦帶、南礦帶的充水因素如下所述。

2.1 北礦帶充水因素分析

（1）充水水源分析：北礦帶中礦體主要賦存于上泥盆統五通組和石炭系黃龍組之間，該套地層組成了礦區內的五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組和黃龍棲霞灰巖含水巖組，明顯受控于大氣降水的滲透補給。因此，北礦帶的礦床充水因素為大氣降水，也是該礦帶主要的水源補給，導致開采井巷中的涌水量明顯呈現出季節性變化的規律，其變化形態與礦區范圍內的大氣降雨狀況基本一致。由于礦體基本埋藏于當地侵蝕基準面之下，隨著礦坑及井巷坑道的開挖，嚴重的影響了該區域地下水的運移方式，使得原來由西向東徑流的水體逐漸向下滲漏補給，致使赤湖中的水體補給地下水，進而使得赤湖中的水源也成為北礦帶重要的充水水源。由于受到地質構造的影響，使得赤湖的水源被斷裂破碎帶溝通改變運移方向，導致北礦帶的充水水源以五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組和黃龍棲霞灰巖含水巖組中的裂隙水為主，因此，礦坑中的水量也是十分有限的。

（2）充水途徑分析：充水途徑是判斷礦坑充水量大小的標志之一，北礦帶的充水途徑以構造裂隙為主，可分為斷裂破碎帶和節理。北礦帶位于黃橋向斜北東側之北西翼，層間破碎帶、節理裂隙極為發育，導致平行于走向的斷裂破碎帶極為發育，促進了地下水的運移速率，形成了比較穩定的導水通道。此外，隨著層間裂隙及破碎帶、節理等的形成，導致該區域存在大量的虛脫空間，為地表水體的滲漏提供了良好的儲存空間，進而可使得原先不能溝通的裂隙逐漸演化為具有網絡結構的含水網，形成相對穩定的含水層。該類裂隙水的含水量較小，對礦產資源的開發利用影像不大。

2.2 南礦帶充水因素分析

（1）充水水源分析：南礦帶中的礦體主要賦存于礦區南部之二疊—三疊系與花崗閃長斑巖的接觸帶上，空間上呈環狀產出，由冶嘉陵江灰巖含水巖組和茅口組溶洞裂隙含水巖組組成，中間展布有呈北東東—南西西向的大冶組下段頁巖隔水巖組，使得二者之間的水力聯系較差。南礦帶的礦體也基本賦存于當地侵蝕基準面之下，隨著井巷工程及開礦坑道的開挖，充水因素逐漸變為茅口組溶洞裂隙水，進而使得赤湖水源通過斷裂破碎帶及下滲作用，使得原來由西向東徑流的水體逐漸向下滲漏補給，致使赤湖中的水體補給地下水，進而使得赤湖中的水源也成為南礦帶重要的充水水源。

（2）充水途徑分析：北礦帶的充水途徑以構造裂隙為主，可分為斷裂破碎帶和節理，而南礦帶的充水途徑存在明顯的差異，主要表現在壓熔塌陷和斷裂破碎帶兩個方面。前者主要與南礦帶地表為大量第四系沉積物為主有關，隨著礦區開發利用，導致南礦帶地下水水位逐漸下降，誘發了大量巖溶塌陷，形成了大量的塌陷區域，為大氣降雨的下滲提供了通道，導致地表水體和赤湖水體沿塌陷區域灌入，嚴重的威脅了南礦帶的開采；后者主要與武山巖體的侵入活動有關，隨著武山巖體的侵入，使得圍巖中產生大量裂隙，成為主要的導水通道，不僅為井巷坑道提供了充水通道，而且使得礦區的構造裂隙更為復雜，逐漸可形成具有較大規模的含水網絡，也影響了礦產資源的開發與利用進程。

3 結語

本文以江西武山地區某銅礦床為研究對象，分析了礦區的充水條件及充水途徑，對該礦區的進一步開發與利用提供幫助。通過對該礦床的水文地質條件分析，認為礦床主要含水層位為五通紗帽砂巖弱裂隙含水巖組、黃龍棲霞灰巖含水巖組和冶嘉陵江灰巖含水巖組、茅口組溶洞裂隙含水巖組，導水通道與礦區內的次級斷裂關系密切。此外，赤湖水源對南礦帶的影響作用更大。