四川會東大梁子鉛鋅礦床水文地質特征及開采條件研究

李 澤

（四川省煤炭設計研究院，四川 成都 610000）

四川會東大梁子鉛鋅礦床中的出露地層主要為前寒武紀基底沙姆瓦系上沉積巖系夾火山巖系、沙姆瓦系以及上沉積巖系，占四川省鉛鋅礦總面積的85.6%左右[1]。總體呈北東向展布，巖層產狀受外圍花崗巖侵位影響明顯，巖層片理走向平行于花崗巖侵入接觸面，隨接觸面變化而變化，片理一般向沉積巖內傾斜，傾角一般為60°～70°。本文通過對四川會東大梁子鉛鋅礦床的水文地質特征展開研究，并對開采條件進行淺析，結合礦床地質條件、礦化特征、找礦標志，以便指導四川會東大梁子鉛鋅礦床日后地質找礦和評價工作的順利開展。類比區域上牛孔構造破碎蝕變巖型鉛鋅礦床和老集寨沉積-熱液改造型鉛鋅礦多金屬礦床，主攻構造破碎蝕變巖型鉛鋅礦床，兼顧層間剝離構造充填交代型銅（鉛鋅）礦。

1 四川會東大梁子鉛鋅礦床的水文地質特征研究

根據國土資源部關于印發《礦業權交易規則》的通知（國土資規[2017]7號）有關規定，為了切實際的做好地方礦床水文地質的保障工作，加大四川會東大梁子鉛鋅礦床的水文地質工作力度，應定期開展四川會東大梁子鉛鋅礦床的水文地質特征的勘查，以下將綜合地質勘查調研數據，從3個方面，開展四川會東大梁子鉛鋅礦床的水文地質特征詳細研究。

1.1 新生界地層含水特征

結合四川會東大梁子鉛鋅礦床組合巖層的表現形態，將四川會東大梁子鉛鋅礦床含水層地質特征由上至下分為：石灰巖層溶裂含水層——溶裂縫隙含水層—西組巖礫含水層——K8巖層含水層——K9巖層含水層——上組石盒子含水層——風化巖帶含水層——新生界含水層[2]。其中，新生界含水層的第一含水層地下水整體處于未開發狀態，埋藏淺，易于開采；第二含水層地下水埋藏較深，富水性較強，是四川會東大梁子鉛鋅礦床理想的供水層位，其它含水層也是四川會東大梁子鉛鋅礦床防治水主要研究對象。

通常情況下含水層頂底界面埋深230m～560m，厚0m～80m，由灰白色夾紫紅中、細、巨粒砂巖混雜組成，受層間徑流補給及下伏基巖裂隙巖溶水補給的孔隙承壓水。該區域涌水的主要原因是，成礦帶地區夏季的雨水天氣導致的洪水攜帶大量的砂、礫及砂質土較多，受到地殼變遷作用的影響，逐漸涌入地下，以此形成的松散水文地質混合物。

1.2 礦床地質斷層導水能力

由于四川會東大梁子鉛鋅礦床斷裂帶的形成方式不同，但大部分礦區地質斷裂的表現形式基本一致，由于斷裂帶通常橫穿多個地質層，因此地質填充規模差異性較大，造成四川會東大梁子鉛鋅礦床水文地質地層的導水性不同。斷裂帶內裂隙發育，形成微弱的含水帶，鉆孔單位涌水量0.007L/s·m，滲透系數0.005m/d，導水性弱。由于破碎帶的寬度通常不超過80cm，故該斷裂帶導水性較差，大部分斷層均屬于局部較弱導水斷層。例如：位于鄉萊山的F2號逆向斷層，主要分布于四川會東大梁子鉛鋅礦床東部，該礦區含水層發育位置有大規模的侵入巖存在，且占總體面積的約1/3。整體呈現出“Z型”的特征[3]。

受到水文地質成礦帶的控制，呈現出近西南向侵入，具備幔源型的特點，且延伸長度超過1.5公里，是四川會東大梁子鉛鋅礦床東部的邊界性斷層，整體巖層張性較差，以此推斷為該斷裂帶綜合性導水能力較差。

1.3 地下水排泄與供應條件

該地區地層的夾凝灰質砂巖作為其主要構成，為地下水供應提供了較好的偏流形式。同時，地下水持續供應主要受到大氣環境的直接供給與水氣垂直滲透，由于四川會東大梁子鉛鋅礦床地質綜合條件較復雜，因此風化帶的地下水通常采用側面供給方式，個別斷裂帶的裂縫加大，不同應力狀態下地質滲透水為其可持續發展提供充足的循環環境。同時由于四川會東大梁子鉛鋅礦床水文地質中地下水的整體流向與地坡的變化趨勢基本一致，以此地下水在不斷運動中通常以排泄的方式，將多余水量流到溝谷中，受到地球化學特征的影響，大氣降水是影響地下水排泄與供應的主要因素，結合區域年平均降水量及連續降水時間，可精準的計算水量的供應條件。

2 四川會東大梁子鉛鋅礦床的開采條件研究

在完成四川會東大梁子鉛鋅礦床的水文地質特征研究的基礎上，開展四川會東大梁子鉛鋅礦床的開采條件研究。本文將四川會東大梁子鉛鋅礦床的開采條件研究分為三部分進行，分別為：水文地質條件、工程地質層序劃分以及環境地質條件。針對上述三方面研究具體內容，如下文所述。

2.1 水文地質條件

通常情況下，四川會東大梁子鉛鋅礦床地層的夾凝灰質砂巖作為其主要構成[4]。由火山爆發而拋入空中的火山物質經長距離的搬運，散落于盆地當中，再經過壓結和水化學膠結固結形成巖石，為地下水供應提供了較好的偏流形式。為查明四川會東大梁子鉛鋅礦不同含水層的水化學性質及其相互間的關聯，此次研究分別在地表溝系、坑道、鉆孔中采集不同類型的地下水樣。據分析測試結果，該礦區地下水的水文基本情況為：水溫通常在17℃，PH值范圍7～8之間，呈弱堿性，礦區內裂隙水硬度0.4mmol/l～0.5mmol/l，屬極軟水，地下水的礦化度總體較低，同時水化學類型簡單，以HCO3·（SO4）-Ca·Mg型為主，其次為HCO3·（SO4）-Na·Ca·Mg型水。

2.2 工程地質層序劃分情況

四川會東大梁子鉛鋅礦床根據地層層序由上到下為：上石炭統馬坪組（C3m）紫色、灰色泥質條帶角礫狀灰巖夾紫色泥巖；中石炭統威寧組（C2w）灰色中厚層狀灰巖夾鮞狀灰巖；下石炭統擺在佐組（C1b）灰白色、肉紅色、米黃色中粗晶白云巖夾淺灰色灰巖；下石炭統太塘組（C1d）灰色隱晶灰巖，底部為一層2m左右的褐黑色及紫色泥巖；上泥盆統宰格組第三段（D3Z3）灰色隱晶灰巖及肉紅色中晶白云巖。鉛鋅礦體主要賦存在石炭統擺佐組中上部，礦體走向為N12°～25°E，傾向SE，傾角54°～65°。礦床不斷向深處開采，區域工程地質條件有向復雜類型轉化的可能，建議在勘查過程中加強對水文、工程、環境地質異常情況的記錄，方便準確預測礦井涌水量，有效指導礦山開采工作。

2.3 環境地質條件

四川會東大梁子鉛鋅礦床在開采過程中受到地質條件與大氣降水的影響，會出現水量的突增，為地質劃分提供依據的同時，為四川會東大梁子鉛鋅礦床開采帶來了一定的難度。通過實地調查研究得出，四川會東大梁子鉛鋅礦床內部地段蝕變情況較為劇烈，主要表現為礦石綠化、金屬組合化等趨勢，蝕變能力越強，說明四川會東大梁子鉛鋅礦床涌水活躍程度越高。因此，在開采時必須重點將涌水對四川會東大梁子鉛鋅礦床的環境地質條件影響進行分析；除了礦坑涌水外，地下水污染及開采過程中引發的地質災害也是對環境地質造成影響的一些因素。地下水的污染來源主要是選礦和開采過程中產生“廢水、廢氣、廢物”，另外，開采出的礦石含有有害元素及放射性，如果超出規定范圍，釋放出的有害物質會對地質環境造成污染；隨著四川會東大梁子鉛鋅礦頻繁進行采礦活動，礦山疏干排水和開采面積不斷擴大，極容易引發礦區井下地下水位下降。地面下沉引起的滑坡、塌陷、崩塌等地質災害，以上環境地質問題會造成礦山開采隱患，所以，必須關注開采中引起的環境地質問題，做好監測和預防工作。

3 結語

由于四川會東大梁子鉛鋅礦床地質勘查工作程度的不斷加大，對該地區水文地質特征及開采條件的研究也逐漸增加。本文通過對四川會東大梁子鉛鋅礦床水文地質條件進行詳細調查研究，查明了該區主要含水層，重點從水文地質條件、工程地質層序劃分以及環境地質條件等三個方面總結，以此來指導四川會東大梁子鉛鋅礦床開采工作。