相山鈾礦田西部主要含礦構造水文地質特征

黃少欽，周良卿

（江西省核工業地質局二六一大隊，江西 鷹潭 335001）

相山鈾礦田西部經過半個多世紀勘查，已發現多個大、中、小鈾礦床。從最初礦床普查到礦山開采生產實踐中對各開采礦床水文地質特征有了進一步的認識，特別是對其中原先認為水文地質條件復雜或中等復雜的礦床，通過了解礦床開采過程中所見礦體及構造裂隙表現出來的特征，水文地質特征與前認識不盡一致，有必要進行梳理、總結，為本區今后礦床勘查中水文地質條件評價提供一些可借鑒的資料。

1 地質概況

相山鈾礦田西部位于江西省樂安縣湖溪鄉，屬贛中亞熱帶潮濕多雨氣候區，地貌為火山巖組成的中等切割的剝蝕構造中低山區，地形東高西低、南高北低。地表水發育，小芙蓉河、書堂河、石洞河（溪）均自南向北匯入寶塘河。

礦田西部地層由基底和蓋層組成。基底為震旦系千枚巖、云母石英片巖；蓋層主要為早白堊統打鼓頂組（K1d2）流紋英安巖、鵝湖嶺組（K1e2）碎斑熔巖組成［1］。

區內蓋層構造以繼承式華夏系斷裂為主，火山塌陷構造、褶皺構造次之。蓋層中的北東向斷裂有蕪頭—小陂、鄒家山—石洞壓扭性斷裂破碎帶等，北西向斷裂有石城—書堂張扭性斷裂帶、河元背—石洞張扭性斷裂破碎帶、鄒家山—石洞下張扭性破碎帶 （統稱主斷裂）等。現已查明，區內斷裂經受過多期的活動，為一繼承性構造斷裂。其中鄒家山—石洞斷裂和河元背—石洞斷裂破碎帶是相山西部主要導礦、控礦構造，局部亦含礦（圖 1、2）［2］。

2 相山西部主要礦床含礦構造地質特征

相山西部地區鈾礦（化）賦存于蓋層的碎斑熔巖和流紋英安巖之中，礦體主要分布在次級斷裂和旁側裂隙構造中。這些主斷裂帶旁側的含礦裂隙系統，往往由于主斷裂帶的多次活動，而經受多次的改造和復合，形成較為復雜的裂隙群帶。

圖1 相山礦田地質略圖Fig.1 Geological skech of Xiangshan ore field

李家嶺鈾礦床主要受居隆庵菱形斷塊內近南北向的F13斷裂控制，龍巴嶺鈾礦床則主要與斷塊內近南北向的F1和北東向的F14等斷裂關系密切［3］。

圖2 居隆庵菱形斷塊地質略圖Fig.2 Geological sketch of rhombic fault block in Julong’an

F13斷裂長約800 m，呈北西-北北東方向側列展布，總體為南北向。該斷裂是李家嶺礦床最主要的控礦構造，且其本身也含礦［4］。含礦構造呈近南北向至北北東向與之成一定角度斜交，并部分重疊平行排列，組成小型張裂隙系統，這些張裂隙系統一般趨向于張開，表現為雁行式特征，經礦液充填形成礦脈。它們的每一條礦脈都較短，但總的組合則形成一個相當長的線性帶 （13號礦帶）。F13斷裂為一張扭性構造，構造面不平整，沿破碎帶見角礫巖，角礫呈棱角狀、次棱角狀。斷裂具多期次繼承性活動，并以構造破碎帶產出為特點，多為密集裂隙破碎帶或網狀裂隙帶，寬度一般為2 m左右。其與火山巖組間界面交匯部位，裂隙尤為發育，為礦液的聚集和礦體形成提供了良好的構造空間。

F1斷裂由數條北北西向的張扭性斷裂及其派生的裂隙構造組成，寬度數米或十幾米，平面上呈舒緩波狀，走向350°～360°，傾向東，傾角80°左右。沿破碎帶可見構造角礫，角礫呈棱角狀、次棱角狀，局部以硅質脈或硅化破碎帶產出，斷裂面粗糙。蝕變有赤鐵礦化、螢石化、綠泥石化、水云母化等。

3 主要含礦構造水文地質特征

相山西部地區地下水主要類型有第四系孔隙水、風化裂隙水和構造裂隙水3種類型，與礦體（化）關系密切的為構造裂隙水。構造裂隙水是西部礦床主要充水因素之一，斷裂構造是地下水賦存的主要場所和活動通道。含礦構造水文地質特征亦以構造裂隙水為研究對象。

區內構造裂隙水在空間上呈帶狀分布，稱之為構造裂隙含水帶。與礦體關系密切的構造裂隙含水帶主要有：北東向的鄒家山—石洞構造裂隙含水帶，北西向河元背—石洞構造裂隙含水帶，居隆庵的近南北向F7構造裂隙含水帶和近南北向為主的F21構造裂隙含水帶（圖3）。根據地形地貌、地質及水文地質特征，北東向的鄒家山—石洞構造裂隙含水帶，北西向河元背—石洞構造裂隙含水帶各自為一個獨立的完整水文地質單元，居隆庵的近南北向F7構造裂隙含水帶和近南北向為主的F21構造裂隙含水帶兩者合為一個完整水文地質單元。含礦構造裂隙含水帶水文地質特征主要表現在富水性和滲透性兩方面。

3.1 鄒家山—石洞斷裂構造含水帶特征

鄒家山—石洞斷裂構造，長約10 km，寬幾 m至 200 m，走向 30°～40°，傾向西北，傾角80°。在石洞—書堂段的構造形跡，以單斷裂的形式出現。在鄒家山礦床 （包括礦床2、3、4號礦帶）范圍內主要由F1、F6、F7及F10等多條大致平行，側列的斷裂組成，是該區深切基底的斷裂構造。在該斷裂上下盤還存在次一級的含礦裂隙構造。這些斷裂和裂隙構造一般含有地下水，它們之間有一定的水力聯系，在空間上呈似網絡狀，并組成鄒家山—石洞構造裂隙含水帶 （圖4）。該含水帶北段 （即排泄區）鄒家山礦床 （4號帶）范圍內，在鄒家山小溪和小芙蓉河兩側有構造裂隙水涌出孔口，水頭高出孔口2～10 m，水溫在23～29℃。

由于鄒家山—石洞壓扭性斷裂構造具有多期多次活動歷史，規模較大，受其控制的含水帶發育較深，地下水循環深度也大，給溫熱水的發育形成創造了條件，形成了一片溫熱水涌水區［5］。該含水帶南段，在石洞礦床范圍內的低洼處，構造裂隙水也涌出地表，但水頭不高，一般為2～5 m，水溫19～20℃。組成該含水帶的各次級斷裂構造裂隙含水帶的水文地質特征見表1。

圖3 相山鈾礦田西部綜合水文地質圖Fig.3 Comprehensive hydrogeological map in the west of Xiangshan uranium ore field

從表中可知：含水帶的富水性、滲透性北段要好于南段，上盤要好于下盤。

鄒家山礦床據礦山開采證實，在礦山疏排水影響范圍內，從已開拓的多個中段所揭露的構造裂隙含水帶情況看，剛開始出水點涌水量稍大，多呈滴水狀 （少數呈線狀），隨時間的延續，水量逐漸減小，以滲水形式出現，到旱季甚至出現無水現象。在含水帶北段，F1構造裂隙含水帶是鄒石構造裂隙含水帶的主要組成部分，上盤裂隙十分發育，巖石破碎，富水性、滲透性較強，形成賦存地下水的有利場所；下盤受破壞程度低，巖石裂隙不發育，結構致密，富水性微弱，為相對隔水層［6］。該段所處亦是礦床地下水的排泄區，地表有小芙蓉河流經，構造裂隙水與河水有聯系，形成一個水文地質條件相對復雜區段。由于居隆庵礦床的開采，可以觀測到實際開采過程中的礦坑涌水量，把這一數據跟預測的礦坑涌水量對比，可以得知實際的礦坑涌水量遠小于預測的涌水量（表 2、 3）［2］。

圖4 鄒家山礦床 （4號帶）19線水文地質剖面示意圖Fig.4 Schematic hydrogeology section of Line 19 in Zoujiashan deposit （Belt 4）

表1 鄒家山—石洞構造裂隙含水帶主要參數特征Table 1 Main parameter feature of fissure aquosity zone in Zoujiashan-Shidong structure

究其原因，相山西部大部分礦床主要礦體位于當地侵蝕基準面以下，本區的書塘河與地下水水力聯系較差，對礦床充水不構成威脅；地質構造較復雜，但無強導水構造，地下水補給條件好，水壓高，而影響礦床充水的主要含水帶——構造（次級構造）裂隙含水帶富水性弱，鉆孔單位涌水量小于0.05 L/s·m，估算礦坑涌水量一般小于500 m3/h。龍巴嶺礦床淺部礦體位于當地侵蝕基準面以上，地形有利于自然排水。本區水文地質條件屬中等類型。因礦床局部工程地質條件較差和有溫熱水存在，礦床開采技術條件等級劃分為II-3型。

3.2 河源背—石洞構造含水帶特征

河源背—石洞破碎帶長約10 km，工程揭露寬度 3～28 m，走向 300°～350°，傾向南西，傾角70°～75°。斷裂中巖石破碎，結構面不平，構造角礫巖發育，角礫大小不等，排列無序。該斷裂在石洞礦床范圍內由多條次級斷裂組成，往北至河源背礦床已經變為單條斷裂帶，并與正常巖石之間無明顯的斷層面存在、成漸變接觸的正斷層［7］。受該破碎帶控制的構造裂隙含水帶，在石洞礦床范圍內的F2構造裂隙含水帶之上有石洞河流過，據多個鉆孔抽水試驗資料表明，河水與構造裂隙水在一定部位存在水力聯系，但聯系較小。該含水帶在走向和垂向上富水性、滲透性差異很大（表4）。

表2 垂直井筒換算系數法礦坑涌水量預測結果Table 2 Forecast results of mine water inflow by conversion coefficient method of vertical wellbore

表3 居隆庵21號帶40-56線詳查大井法礦坑涌水量預測結果Table 3 Forecast results of water inflow from Dajingfa mine in Line 40-56 of Belt 21 in Julong'an

表4 河源背—石洞構造裂隙含水帶主要參數特征Table 4 Main parameter characteristic table of Heyuanbei-Shidong structural fissure aquosity zone

由表4可見，含水帶在水平方向上富水性和滲透性南段比北段要好。經河源背礦床1號豎井＋50 m標高（20線處的）平巷揭露此帶北段時并無滴水現象，只見兩處面積很小的潮濕區。在垂直方向上由淺入深，富水性和滲透性都趨于減弱。根據湖港礦床和河源背礦床20世紀80年代中期地下開采排水資料，開拓總面積48 500 m2，礦坑涌水量平均為12 m3/h，也證明了含水帶北端富水性很弱［8］。

4 結論

相山鈾礦田西部地下水主要類型有第四系孔隙水、風化裂隙水和構造裂隙水3種類型。其中，構造裂隙水與礦體（化）關系密切，是西部礦床主要充水因素之一。斷裂構造是地下水賦存的主要場所和活動通道。

1）鄒家山礦床根據開采證實，鄒家山—石洞斷裂構造含水帶的富水性、滲透性北段要好于南段，上盤要好于下盤。地質構造較復雜，但無強導水構造，地下水補給條件好，水壓高，而影響礦床充水的主要含水帶——構造（次級構造）裂隙含水帶富水性弱，實際開采過程中的礦坑涌水量遠小于預測的涌水量。本區水文地質條件屬中等類型。因礦床局部工程地質條件較差和有溫熱水存在，礦床開采技術條件等級劃分為II-3型。

2）據多個鉆孔抽水試驗資料表明，河元背—石洞地區河水與構造裂隙水在一定部位存在水力聯系，但聯系較小。該含水帶在走向和垂向上富水性、滲透性差異很大：在水平方向上富水性和滲透性南段比北段要好；在垂直方向上由淺入深，富水性和滲透性都趨于減弱。

總之，本區礦床水文地質條件屬簡單-中等類型。各處礦床水文地質條件雖有差異，礦坑涌水量不大，但在礦床開采過程中仍應加強監測，及時判斷可能出現的涌水量變化情況，保證生產安全。