福建省尤溪縣峰巖礦區水文地質特征分析

王補峰，王保峰，羅昆

(1.江蘇省有色金屬華東地質勘查局，江蘇 南京 210007；2.福建金東礦業股份有限公司，福建 三明 365101)

1 區域水文地質

1.1 地形氣象特征

本區為構造侵蝕低山～丘陵陡坡地形，區內最高點位于礦區中部獅形頂山峰處，標高656.4m，當地侵蝕基準面位于礦區西南部外側下湖溪與尤溪河入口處，標高90.0m。地貌形態主要為山地、溝谷等，區內山巒起伏，溝谷發育，切割較深，多呈“V”字型，地形陡峻，有利于大氣降水的自然排水。尤溪河在礦區西南部自南向北徑流，在礦區西北部轉向東流，經尤溪口匯入閩江，屬閩江流域，尤溪河與礦體的最近距離為600m。氣候處于中亞熱帶，年平均氣溫18.9℃，年平均降雨量1655.4mm，降雨多集中于五～六月，無霜期約300天。

1.2 含水巖組

根據區域內出露的地層、巖性組合，結合巖石含水介質的空隙性質及地下水的水力性質，將區域內含水層劃分為四個含水巖組。

（1）松散巖類孔隙含水巖組。零星分布在尤溪河兩側，巖性為第四系沖、洪積層，厚度一般3m～5m。含孔隙潛水，水位埋深淺，受季節影響變化較大地下水直接受大氣降水補給，與地表水相互補給，并隨季節性變化，富水性弱～中等。

（2）碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組。分布廣泛，地層為侏羅系上統南園組、長林組及侏羅系下統梨山組。巖性為泥質粉砂巖、砂巖、礫巖、凝灰巖等，為隔水層。

（3）變質巖夾碳酸鹽巖類溶蝕裂隙含水巖組。分布在區域的中部和西北部，地層為新元古界龍北溪組，巖性為綠泥石英片巖、綠簾透輝片巖、大理巖，巖溶作用不均勻，無溶蝕作用地段呈完整致密，起隔水作用。

（4）侵入巖類裂隙含水巖組。主要分布在區域的西北及中部，為燕山期花崗巖、花崗斑巖等巖體（脈），為隔水巖體。含風化裂隙水，富水性弱。

2 礦區水文地質條件

（1）水文地質單元。礦區水文地質單元北東邊以謝坑溪的地表溪溝為界，北邊以尤溪河的地表水嶺為界，西邊以礦權邊界的地表分水嶺為界，最高點位于礦區中部獅形頂山峰處，標高656.4m，山脊由此向四周延展，走向構成地表分水嶺；當地侵蝕基準面位于下湖溪與尤溪河的交匯處，標高90.0m，形成“中部高、四周低”的凸起，在區域內形成包括補給、逕流、排泄區在內的一個完整的水文地質單元，面積12.3km2。大氣降水是地下水的主要補給來源，地下水逕流途徑短，循環快，多具就地補給就地排泄之特點。

（2）構造含水特征。本區大地構造位置位于政和～大埔斷裂帶中段。地質構造較為復雜，其中北東向和北西向構造為區內主要構造線方向，控制著區內水文地質條件，因受后期巖漿巖的侵入，其構造帶的富水條件并非良好。一般在構造斷裂的交截、復合和交匯等部位，是地下水富集的主要場所。基巖裂隙水以各自的山嶺形成水文地質單元。大氣降水是區內地下水的主要補給來源，地下水徑流明顯受地形控制，由高處向低處運移，以下降泉或片狀緩慢滲透形式排泄于溪溝。地下水流向與地形坡向基本一致，地下水總體向尤溪河排泄。礦區位于區域水文地質單元中的補給徑流區。

（3）地下水的補給、徑流、排泄條件。礦區地下水主要賦存于新元古界龍北溪組的風化裂隙、溶蝕及構造裂隙帶中，其補給、徑流、排泄條件主要受地形因素控制，并受風化作用及斷裂構造等因素影響。大氣降水是礦區地下水的主要補給來源。區內雖風化裂隙、構造裂隙較發育，但由于地形陡峻、溝谷深切，風化帶厚度大，降雨大多形成地表徑流，僅部分通過風化裂隙、構造裂隙滲入補給地下水。由于區內雨量充沛，因而區內地下水的補給來源較豐富。風化帶裂隙水直接接受大氣降水滲透補給，構造裂隙含水帶主要接受上部風化裂隙水層的滲入補給。礦區地下水徑流主要受地形、裂隙及含水層埋藏深度等因素制約。淺部以垂直徑流為主，深部沿構造、溶蝕裂隙方向運動，具一定承壓性質。其徑流途徑短，速度快，其流向及水力坡度受地形坡度陡緩的制約，一般與地形坡向基本一致。在礦區的地形低洼處，地下水以片狀緩慢滲流的泉水形式排泄至地表溪溝，形成地表徑流。具就地補給，就地排泄的特征。

3 礦區水文地質特征分析

3.1 礦床充水因素

（1）大氣降水。大氣降水通過風化帶裂隙及構造裂隙滲入地下，補給風化裂隙水，大氣降水是地下水的主要補給來源，也是礦床充水來源主要因素。

（2）地下水。風化裂隙含水層由于風化裂隙較發育，巖石較破碎，大氣降水較易滲入該帶上部貯藏和運動，因風化層厚度大，多呈土狀～塊狀，滲透系數較小，富水性弱，所以，該含水層的水對礦坑間接充水。構造、溶蝕裂隙含水層在地表或近地表處，接受大氣降水和風化裂隙水的補給，并通過風化裂隙含水層與構造、溶蝕裂隙水含水層直接連通，并補給構造、溶蝕裂隙含水層，僅局部地段見滴水現象，該含水層的水對礦坑直接充水。

（3）地表水。礦區內地表水體主要有五條溪溝，由礦區中部向四周徑流，據調查，溪溝下部的運輸巷道中巖石完整，致密堅硬，裂隙不發育，干燥無水，未見滴水現象，兩者幾乎沒有水力聯系，在目前狀態下，溪溝水對礦坑充水無影響。

（4）老窿水。礦區范圍內較多的開采坑道，已開采多年，形成不同標高的開采中段，以往大多數坑道能自然排水，自2013年以來礦山大多老舊硐口已用水泥封堵，部分涌水量大的坑道由于排水不暢形成積水，個別斜坡道利用采空區作為集水水倉，用機械抽水排出洞外，但是礦山采掘過程中仍要嚴格執行先探后采，警惕構造裂隙導通附近老窿水引發突水事故。

3.2 坑涌水量預測

（1）計算方法。根據礦體分布特征及礦山開采方式、礦區水文地質條件和工作程度，選擇比擬法預測礦體開采最低標高時的礦坑涌水量。

（2）計算公式及參數來源

比擬法：

計算公式：

式中Q-礦坑預測涌水量（m3/d）。QPD-現有坑道涌水量（m3/d）。S-設計礦坑開采水位降深(m)；取礦區平均水位降至設計礦坑標高的深度。SPD-現有坑道的水位降深；取礦區平均水位降至現有坑道標高的深度。F-設計礦坑分布面積(m2)；FPD-現有坑道分布面積(m2)。

（3）計算結果。詳見表1。

（4）計算結果評價。礦坑涌水量計算中，比擬法是根據現有坑道揭露水文地質資料、礦產資源分布特征及水動態長期觀測資料，其計算參數可靠。其礦坑涌水量計算結果可作為今后礦山開采設計依據。

3.3 礦區水資源綜合利用評價

區內地表水及地下水資源較貧乏，礦區北西部邊界的尤溪河河水流量大，水質一般，可作為礦山工業用水供水水源地；礦區內下湖溪、峰巖溪溪水污染源少，水質一般，流量隨季節性變化較大，枯期量分別為21.41L/s、96.35 L/s，溪溝上游溪水可作為生活用水供水水源；礦坑水原水質較好，因開采影響，水質受污染，水量較小，作為工業用水供水水源地無意義。各供水水源特征見表2。

表1 礦坑涌水量預算表

表2 供水水源特征

3.4 開采后水文地質條件的變化

經多年來不同標高生產坑道采掘，地下水沿裂隙從上而下入滲到現最低標高的生產坑道中。礦山開采標高均高于侵蝕基準面，礦坑水能自然排出，局部斜坡道地段利用機械抽水排出硐外，驗證了礦區含水層富水性弱，斷裂帶導水性差；地下水受地層巖性、地質構造及大氣降水制約，開采后的礦區水文地質條件變化不大。

4 水文地質勘查類型

礦體均分布在當地侵蝕基準面以上，地形有利于自然排泄，礦床附近無大地表水體，礦床主要含水層的富水性弱且不均勻，構造斷裂帶導水性差，地下水補給條件差，因此，峰巖礦區水文地質條件屬簡單類型。