哈密市黃山東段銅鎳礦礦床充水因素淺析

程潔萍

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七O四隊(duì)哈密 839000）

1 礦區(qū)自然地理

1.1 水文

礦山區(qū)域水文地質(zhì)條件簡單，區(qū)內(nèi)無常年河流和其它地表水，大氣降水少，礦區(qū)坑道內(nèi)裂隙水不發(fā)育，僅有局部滲水，水量很小，地下水補(bǔ)給條件困難。地下水為地表水、雪水滲透巖石裂隙形成的少量裂隙水。

1.2 氣象

礦區(qū)屬典型的大陸性氣候，干旱多風(fēng)少雨。年平均氣溫7℃，晝夜溫差大，每年10 月初至次年4 月初為冰凍期。年降水量33.9 毫米，年蒸發(fā)量達(dá)3222.3 毫米。降水多集中在6～7 月份，月平均6.25毫米。每年4～6 月份多風(fēng)，風(fēng)向西北。風(fēng)力一般為5～6級，最大風(fēng)力可達(dá)8級。

1.3 地形地貌

礦區(qū)位于東天山地區(qū)，屬低山區(qū)，地表基巖出露。平均海拔1000～1030 米，最大1058 米，相對高差為30米,最大90米。礦區(qū)地勢北高南低，地形切割較小，屬淺切割區(qū)。區(qū)內(nèi)山脊走向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，為北東東向[1]。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層以中石炭統(tǒng)干洞組(C2g)為主，其次為第四系全新統(tǒng)(Qhpal)。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造以東西向斷裂為主，其次為北東東、北西西向斷裂；后期構(gòu)造為北西向、北北西向斷裂。近東西向斷裂(F18)橫貫全區(qū)，是本區(qū)的主要構(gòu)造。與F18同期的構(gòu)造有F19、F20、F21等。后期構(gòu)造有F7、F16、F17等，后期構(gòu)造將前期構(gòu)造錯(cuò)斷，具有平推斷層的性質(zhì)，但錯(cuò)距不大。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)侵入巖十分發(fā)育，主要分布于F18斷裂南北緣。侵入巖大多數(shù)由超基性、基性和中性雜巖組成，主要為超基性巖、輝長巖、輝長蘇長巖、角閃輝長巖、輝長閃長巖、閃長巖等。另外，還發(fā)育有石英脈、花崗細(xì)晶巖脈、閃長巖脈、偉晶狀閃長巖脈等。

超基性巖又分為輝石巖亞相、蝕變橄欖巖相、角閃橄欖巖亞相，礦體主要產(chǎn)于基性巖一超基性巖中。

在黃山東銅鎳礦區(qū)，脈巖較為發(fā)育，地層中的脈巖由酸性一基性皆有，尤其以石英脈、閃長巖脈、細(xì)晶巖脈最為普遍[1]。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)

3.1 礦區(qū)含水層類型及特征

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)出露的地層巖性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、地貌單元、地下水分布及埋藏特征將本區(qū)的含水層劃分為：構(gòu)造裂隙含水層、基巖裂隙透水不含水層和松散巖類孔隙透水不含水層。具體情況如下：

（1）構(gòu)造裂隙含水層

構(gòu)造裂隙含水層主要為礦區(qū)范圍內(nèi)發(fā)育的7 條斷裂構(gòu)造，包括近東西走向的F18主構(gòu)造，以及F19、F20、F21、F7、F16、F17等構(gòu)造。斷裂破碎帶寬度一般為1～3米，裂隙多為閉合狀，局部有少許微張裂隙，張性裂隙可少量接受大氣降水。通過礦山坑道勘探和開采情況，坑道內(nèi)裂隙水不發(fā)育，僅局部滲水，水量很小，井下生產(chǎn)用水多數(shù)從外地拉運(yùn)，說明該含水層富水性弱，為弱含水層。

（2）基巖裂隙水

塊狀基巖裂隙水主要賦存于不同時(shí)期侵入的角閃輝長巖、橄欖輝長巖、輝長閃長巖、閃長巖、輝長蘇長巖、淺色輝長巖等，塊狀構(gòu)造，粗粒輝長結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)。輝長閃長巖、角閃輝長巖為礦體含礦巖性及圍巖。近地表巖石由于受物理風(fēng)化的作用，巖石破碎，地表以下0～5 米節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石呈碎塊狀，為強(qiáng)風(fēng)化裂隙發(fā)育帶，為透水層。

從巖礦心和坑道內(nèi)巖石的完整程度可以看出，該區(qū)的巖石比較完整，巖石結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，巖石裂隙不發(fā)育，沒有遇到較大的破碎帶，尤其是礦體上下盤圍巖比較穩(wěn)定，僅局部見有小的破碎帶，但都遠(yuǎn)離礦體，裂隙不發(fā)育，對開采影響較小。總體來說塊狀基巖裂隙含水性弱，為透水層。

（3）松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水主要位于礦區(qū)北西側(cè)低洼地區(qū)內(nèi)，為沖-洪積物，主要為砂礫石、含礫亞砂土組成，結(jié)構(gòu)松散，透水性強(qiáng)。地下水類型為第四系空隙潛水，多受大氣降水補(bǔ)給，但多以蒸發(fā)和徑流的方式進(jìn)行了排泄。該層透水性強(qiáng)，含水性極弱，為透水層[2]。

3.2 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

礦區(qū)地下水補(bǔ)給來源較為單一，以大氣降水補(bǔ)給為主。由于礦區(qū)所在地屬于干旱山區(qū)，氣候干燥，蒸發(fā)量極大，地下水徑流表現(xiàn)非常微弱。根據(jù)地貌形態(tài)特征，大氣降水大部分沿山坡以地表徑流形式排泄，少部分呈裂隙水埋藏于地表淺部，多蒸發(fā)、揮發(fā)于大氣之中。

3.3 礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)

礦區(qū)在前期選擇代表性地質(zhì)鉆孔進(jìn)行了水文地質(zhì)長期觀測工作，觀測點(diǎn)位于礦區(qū)西部。

前期各孔水位高程如下表所示。

表1 前期長觀孔水位標(biāo)高一覽表

由表1看出，地下水連通性差，徑流緩慢，徑流方向與地形坡度一致，地下水動(dòng)態(tài)較為穩(wěn)定，水交替作用微弱，水質(zhì)差。5～9月份降水較多時(shí)，地下水位緩慢上升，氣溫較高，降雨量少時(shí)，水文趨于下降，為補(bǔ)給-氣候型動(dòng)態(tài)[3]。

3.4 礦床充水因素分析

綜上，礦區(qū)屬于大陸性荒漠干旱氣候，降水量少，地下水檐溝受控于大氣降水，補(bǔ)給量小，大部分降水以蒸發(fā)形式排泄，只有很少一部分滲入形成基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水，這部分成為礦床充水的主要來源。因此，確定礦床為裂隙充水礦床。

礦體位于相對侵蝕基準(zhǔn)面以下，出露巖性主要為輝長閃長巖、角閃輝長巖等侵入巖類，地表物理風(fēng)化較強(qiáng)，深部風(fēng)化裂隙不發(fā)育，構(gòu)造裂隙較為發(fā)育。礦床主要充水因素為大氣降水和圍巖地下水。

（1）大氣降水：區(qū)內(nèi)常年降水量極少，無常年性地表水體，一般降水多集中在6～7月份，月平均降水量6.25 毫米，年降水量33.9 毫米，年蒸發(fā)量達(dá)3222.3毫米,蒸發(fā)量是降水量的95 倍，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量。礦區(qū)地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水的滲入，補(bǔ)給量極少，一般對礦床開采不會(huì)產(chǎn)生太大影響。

（2）圍巖地下水：礦床巖石及圍巖富水性弱，礦床開發(fā)時(shí)，礦床涌水量較小，對開采影響較小，但開采過程中應(yīng)做好防水、排水應(yīng)急措施，以防有突發(fā)性用水的可能。礦區(qū)水文地質(zhì)勘探類型是以裂隙水為主，頂板間接充水，水文地質(zhì)條件簡單的裂隙沖水礦床。裂隙富水性差，補(bǔ)給源不足。根據(jù)簡易水文觀測，地下水連通性差，徑流緩慢，徑流方向與地形坡度一致，地下水動(dòng)態(tài)較為穩(wěn)定，水交替作用微弱，因此判斷圍巖富水性弱。