河南某鉬礦床水文地質(zhì)條件分析

李 慧

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000）

研究區(qū)位于河南東秦嶺熊耳山附近，是東秦嶺礦集區(qū)重要的組成部分。區(qū)域構(gòu)造較為復(fù)雜，因此研究該礦床的水文地質(zhì)條件有助于礦山建設(shè)，為資源的合理、安全開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)[1]。礦床的水文地質(zhì)條件分析主要是分析礦區(qū)的含水巖組、徑排補(bǔ)條件以及礦床充水因素，進(jìn)而劃分水文地質(zhì)勘查類型，為礦山建設(shè)提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 區(qū)域水文地質(zhì)概況

研究區(qū)位于東秦嶺熊耳山附近，區(qū)域授予長(zhǎng)江流域與黃河流域分水嶺交界部位，但礦區(qū)總體上偏向于長(zhǎng)江流域一側(cè)。礦區(qū)范圍形態(tài)不規(guī)則，呈南北寬、東西長(zhǎng)的展布特征。礦區(qū)所在范圍內(nèi)地形變化較大，溝谷較發(fā)育，地形切割較大。礦區(qū)四周以高山為主，中間形成了相對(duì)低的小型山間洼地，總體上呈北東高南西低的地形地貌特征。根據(jù)區(qū)域地形地貌劃分單元特征，認(rèn)為研究區(qū)屬于侵蝕型低中山地貌單元[2]。

礦區(qū)內(nèi)穿過(guò)一條地表水體，呈魚刺狀展布，因此，礦區(qū)內(nèi)降水徑流、排泄條件相對(duì)良好。研究區(qū)屬于大陸山地型氣候區(qū)，具有四季分明、夏涼冬冷的氣候特征，年平均降雨量為809.3mm，降雨量集中在每年7月至9月。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

礦區(qū)水文地質(zhì)特征是計(jì)算礦坑涌水量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，因此，研究礦區(qū)水文地質(zhì)特征至關(guān)重要。根據(jù)礦區(qū)巖性特征，結(jié)合水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐衷瓌t，可將礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐譃閮山M，即含水層巖組和隔水層巖組。其中，含水層巖組根據(jù)不同巖性的富水特征將其分為第四系松散堆積物孔隙含水組、基巖風(fēng)化裂隙含水組和深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀含水組。

2.1 第四系松散堆積物孔隙含水組

研究區(qū)地形地貌總體上呈北東高南西低的趨勢(shì)，且礦區(qū)四周為高山地形，而中間形成相對(duì)低洼的山間小型洼地。因此，第四系殘坡積物等松散堆積物的礦區(qū)中部區(qū)域較為發(fā)育，以礫石、碎石、巖塊、砂、粘土為主，在空間上展布于礦區(qū)中部以及溝谷低洼部位，因此，在礦區(qū)內(nèi)厚度變化較大，一般隨地形變化而變化，總體上厚度在5～15m之間。礦區(qū)地形相對(duì)較高，為黃河流域和長(zhǎng)江流域分水嶺的交界部位，因此，區(qū)內(nèi)泉水一般為下降泉，且單位涌水量較小，一般小于0.06l/s·m。此外，第四系松散堆積物孔隙含水組受季節(jié)性控制明顯，即在降雨集中區(qū)內(nèi)含水量較多，在枯水期含水性較差，也體現(xiàn)出了第四系松散堆積物孔隙含水組具有較強(qiáng)的透水性。

2.2 基巖風(fēng)化裂隙含水組

研究區(qū)水域低中山地貌單元，總體上以基巖裸露為主，風(fēng)化程度受地形地貌、巖性、構(gòu)造、氣候、植被等控制，礦區(qū)風(fēng)化程度較高，風(fēng)化帶厚度一般介于5～20m之間，最厚可達(dá)40m，也是礦區(qū)范圍內(nèi)近地表的基巖含水層?；鶐r風(fēng)化裂隙含水組一般與第四系松散堆積物孔隙含水組相互溝通，屬于統(tǒng)一的地下水系統(tǒng)[3]。

因此，基巖風(fēng)化裂隙含水組在空間上具有山體斜坡地帶含水量相對(duì)較小，而在山間小型洼地區(qū)域含水量較大的特征，單位涌水量可達(dá)于0.25l/s·m?；鶐r風(fēng)化裂隙含水組與第四系松散堆積物孔隙含水組的富水特征變化規(guī)律基本一致，受季節(jié)性變化而變化，導(dǎo)致水位線動(dòng)態(tài)變化可達(dá)1～4m，即在每年7月至9月降雨量集中時(shí)間段內(nèi)等水位線高于枯水期的等水位線。

2.3 深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀含水組

深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀含水組與深部構(gòu)造系統(tǒng)關(guān)系密切，受多期構(gòu)造活動(dòng)的影響明顯，形成了深部脈狀裂隙含水巖組，是研究區(qū)深部地下水的主要儲(chǔ)存部位。根據(jù)礦區(qū)構(gòu)造展布特征以及深部構(gòu)造組合規(guī)律，礦區(qū)內(nèi)北西向壓扭性構(gòu)造系統(tǒng)是研究區(qū)主要的控水構(gòu)造。但根據(jù)不同巖石的富水特征可以得出，深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀含水組沒(méi)有相對(duì)統(tǒng)一的地下水位，與上部基巖風(fēng)化裂隙含水組和第四系松散堆積物孔隙含水組不存在明顯的水力聯(lián)系。深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀含水組中不同的巖性具有不同的含水特征，如大理巖中的單位涌水量為0.07l/s·m，而矽卡巖中的單位涌水量可達(dá)0.08l/s·m，石英片巖中的單位涌水量可達(dá)0.2l/s·m。

2.4 隔水巖組

礦區(qū)內(nèi)隔水巖組相對(duì)簡(jiǎn)單，以巖漿巖為主，按巖性可分為輝長(zhǎng)巖隔水巖組和花崗巖隔水巖組。前者主要位于礦區(qū)南西側(cè)，呈北西西向展布，空間展布形態(tài)受區(qū)域性斷裂構(gòu)造破碎帶控制明顯，輝長(zhǎng)巖隔水巖組中的輝長(zhǎng)巖巖石呈致密塊狀，裂隙不發(fā)育，單位涌水量極小，可以忽略不計(jì)；后者是礦區(qū)主要的成礦母巖，呈零星的巖株、巖脈展布于礦區(qū)，巖石普遍致密堅(jiān)硬，呈塊狀構(gòu)造，巖石裂隙不發(fā)育，單位涌水量可忽略不計(jì)。因此，礦區(qū)內(nèi)輝長(zhǎng)巖和花崗巖的巖石致密性較高，裂隙不發(fā)育，為相對(duì)隔水層單元。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

3.1 地下水的分布特征

研究區(qū)地下水的分布具有鮮明的成帶分布特征，基巖風(fēng)化裂隙水和第四系松散堆積物孔隙水沿著主要的地形變化呈條帶狀、樹枝狀展布，而深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀水則主要沿深部構(gòu)造呈帶狀、網(wǎng)格狀展布。綜上所述，礦區(qū)內(nèi)地下水的展布形態(tài)與地表地形和深部構(gòu)造關(guān)系密切。

3.2 地下水的補(bǔ)給特征

礦區(qū)位于長(zhǎng)江水系和黃河水系分水嶺的交界部位，在地形地貌上屬于相對(duì)高的部位，因此，地下徑流補(bǔ)給來(lái)源不明顯，主要受大氣降水補(bǔ)給。因此，礦區(qū)地下水的涌水量隨季節(jié)變化較為明顯，隨著大氣降水的集中，礦區(qū)地下水量相對(duì)增加。大氣降水形成地表徑流，沿著第四系松散堆積物以及基巖風(fēng)化帶下滲補(bǔ)給區(qū)域地下水，因此，受限于區(qū)域季節(jié)性變化影響，大氣降水補(bǔ)給地下水的水量十分有限，因此，深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀水深地表大氣降水的遠(yuǎn)程補(bǔ)給較小。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育，但以壓性、壓扭性構(gòu)造為主，導(dǎo)致破碎帶的透水性較差，阻礙了基巖風(fēng)化裂隙水和第四系松散堆積物孔隙水沿著構(gòu)造破碎帶補(bǔ)給深部構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀水。此外，礦區(qū)屬于大陸山地型氣候區(qū)，蒸發(fā)作用和植物的蒸騰作用較為強(qiáng)烈，減少了深部構(gòu)造裂隙水補(bǔ)給來(lái)源的減少。

綜合前文可知，礦區(qū)地下水樹種賦存在基巖風(fēng)化裂隙和第四系松散堆積物孔隙中，在空間上展布于礦區(qū)溝谷低洼部位，并以下降泉的形式流出地表，而深部以構(gòu)造裂隙孔隙脈狀水為主，并從北向南運(yùn)移，至輝長(zhǎng)巖相對(duì)隔水巖組附近受阻后，進(jìn)而轉(zhuǎn)向向南西運(yùn)移流出礦區(qū)。因此，總體來(lái)說(shuō)，礦區(qū)的地下水資源有效，且由于補(bǔ)給來(lái)源限制，導(dǎo)致礦區(qū)范圍內(nèi)地下水儲(chǔ)量較小，并且該區(qū)域斷裂破碎帶以壓性和壓扭性為主，導(dǎo)致破碎帶的導(dǎo)水性和賦水性較差。根據(jù)礦坑掘進(jìn)資料顯示，坑道內(nèi)尚未出現(xiàn)突水等時(shí)間，涌水量極小，因此礦區(qū)地下水對(duì)資源的開采影響不大。

3.3 礦床充水因素

前文已述及，礦區(qū)內(nèi)第四系松散堆積物中的孔隙水和基巖風(fēng)化帶裂隙水具有較為統(tǒng)一的水力聯(lián)系，形成了礦區(qū)內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的地下水水面，而形成的上層滯水或潛水水面與深部構(gòu)造裂隙脈狀水之間沒(méi)有統(tǒng)一的水力聯(lián)系。因此，礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件具有以下幾個(gè)特征：①研究區(qū)具有相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，即礦區(qū)具有較為獨(dú)立的補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)；②大氣降水形成的地表徑流是礦床的主要充水因素，補(bǔ)給區(qū)與徑流區(qū)基本一致；③地表水體運(yùn)移方向與地下水運(yùn)移方向基本一致，均為從北向南運(yùn)移，受地形地貌和構(gòu)造系統(tǒng)的控制明顯；④上層滯水或潛水（第四系松散堆積物孔隙水和基巖風(fēng)化帶裂隙水形成的統(tǒng)一水力聯(lián)系系統(tǒng)）的富水性變化較大，隨季節(jié)變化也較大?？傮w上，礦床直接充水因素為深部構(gòu)造裂隙脈狀水，但礦體均位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，對(duì)礦體的開采影響不大。大氣降水為礦床遠(yuǎn)程充水因素，但由于與深部沒(méi)有形成統(tǒng)一的水力聯(lián)系，對(duì)礦體的開采影響也不大。因此，綜合認(rèn)為礦區(qū)水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文可知，研究區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦區(qū)各含水巖組的富水性較差，對(duì)礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用影響不大。礦區(qū)具有相對(duì)獨(dú)立的水力聯(lián)系系統(tǒng)，即補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)相對(duì)獨(dú)立，導(dǎo)致礦區(qū)范圍內(nèi)的地下水補(bǔ)給來(lái)源有限，因此大氣降水是礦區(qū)唯一的地下水補(bǔ)給來(lái)源。此外，礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦體均位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，因此，地下水對(duì)礦體的開發(fā)影響不大。綜合認(rèn)為，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，其勘探類型屬于第二類第一型。