巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦床充水因素分析

摘 要：通過區域、礦區水文地質勘查和水文地質鉆探等大量工作，研究認為，巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦床充水因素主要為大氣降水沿第四系孔隙、基巖裂隙和構造斷裂帶進入礦坑，這些充水因素對未來礦山開采不會產生太大影響。

關鍵詞：水文地質條件；含水層；隔水層；富水性；斷裂

內蒙古自治區科爾沁右翼前旗巴根黑格其爾礦區位于大興安嶺山脈中部主脊地帶，屬寒溫帶大陸性季風氣候，春秋季干旱多風，夏季炎熱，冬季寒冷。河谷寬一般10-50m，多呈U型，河谷坡降普遍較大。地表徑流發育，多為間歇性水流，分布于各溝谷中。地貌單元為中低山丘陵區，呈北西-南東向延伸。地形標高990-1280m，相對高差290m，屬低中山地形。礦體呈NE-SW向帶狀展布。礦體賦存標高為947-500m，全部位于當地最低侵蝕基準面標高990m以下。區內部分地區基巖裸露，易接受大氣降水的滲入補給，大氣降水是地下水的主要補給來源。該區是地下水的補給區，但由于礦區內植被不發育，地形坡降較大，一次降水的持續時間短，大部降水以地表徑流形式迅速排泄，少部分直接滲入地下補給基巖裂隙水[1]。

1 水文地質條件

依據地下水的賦存條件及含水層的富水性將區內含水層劃分為：

1.1 第四系松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水主要賦存于溝谷下部及部分地勢低洼的坡角處，主要為第四系沖洪積層或殘坡積地層組成，上部為l-1.5m灰黑色、灰黃色亞粘土、砂質粘土，下部為2.0-10m的砂礫石層。主要由大氣降水補給，水位埋深較淺，一般2-8m，含水層厚度2-6m左右，水井最大涌水量2.3148L/s，水質良好，水化學類型為HCO3-Ca型，PH值7.2，礦化度0.22g/L。第四系松散巖類孔隙水是礦床的間接充水因素之一。

1.2 基巖裂隙水

礦區內大面積分布侏羅系安山質凝灰巖，受風化作用的影響，上部巖石節理裂隙發育，透水性較好，有一定的儲水空間。根據本次工作施工的三個水文地質鉆孔抽水試驗資料，水位埋深6.0-11.30m，含水層厚度一般在51.80-97.90m左右，水位標高1035.34-1039.93m，富水性弱，單位涌水量0.0048-0.0112L/m.s，滲透系數0.0078-0.0108m/d。水化學類型為HCO3-Ca·Mg型，PH值7.5～7.7，礦化度0.31g/L。

1.3 構造裂隙水

工作區斷裂構造較發育，區域構造主要以近南北向斷裂為主，主要有F3、F4、F5，其次為北東向斷裂F2、近東西斷裂F7、F8，北西向斷裂F6、F9。近南北向斷裂為為壓扭性，斷裂帶內巖石破碎呈棱角狀，帶內可見后期沿裂隙充填的碳酸鹽細脈，總體膠結較好，局部膠結較差；由于該組斷裂多位于地勢較高的山脊部位，富水性普遍較差；近東西向斷裂和北西向斷裂均為張扭性斷裂，斷裂帶內為黃褐色-紅褐色棱角狀凝灰質角礫巖，膠結物為巖屑、鈣質、鐵、錳。帶內見有紅褐色、紫褐色鐵錳質脈分布，寬度僅幾厘米，總體膠結較好，局部膠結較差，富水性較差；北東向斷裂F2為區內的控礦斷裂，斷裂長度約1300m，走向35-55°，傾向北西，傾角40-75°，斷裂帶寬約1-80m，斷裂帶內為棱角狀的凝灰質角礫巖，松散膠結，巖石破碎，見有少量的閃鋅礦化、孔雀石化。根據斷裂帶內角礫特征分析，斷裂性質為張性，該斷裂具有多期活動特點。據探礦坑道觀察，在坑道頂板及壁處，有滴淋水現象，說明該斷裂帶賦存地下水，礦床開采時應重視，避免斷裂帶地下水透水事件的發生。

2 隔水層

2.1 第四系松散巖類隔水層

主要在較大的寬谷洼地和河谷平原中分布，由第四系上更新統——全新統粘性土層組成。主要分布在洼地中心地帶的中上部，為粘砂土或砂粘土，厚度一般2-10m，可視為弱含水層或隔水層。

2.2 塊狀基巖隔水層

區內各期侵入巖體、變質巖和火山巖，在地表以下一定深度內，遭受構造運動的破壞和分化作用的影響較弱，直至巖石新鮮完整，裂隙不發育，呈致密塊狀，可視為隔水層。

3 地下水動態變化規律

根據科爾沁右翼前旗氣象站資料與本區地下水位、泉流量及水流水溫變化情況分析，地下水位、泉流量、水溫較明顯的受氣象因素影響和制約。3月下旬至5月，積雪融化，地下水位升高，5月下旬-6月為旱季，地下水位下降，7-9月雨季時，地下水位又逐漸上升，10月至翌年3月，降水量減少，地下水位降低，泉流量也隨著地下水位的升降而增大和減小。地下水位、泉流量的變化要遲于降水量的變化，而水溫則明顯受氣溫制約，其變化稍晚，地下水位年變幅在0.2-1.3m之間。

總體看，近年來由于降水量逐年減少，地下水位逐年下降，泉流量逐年減小。基巖裂隙水主要受大氣降水和上游地下水的側向補給，而后徑流補給下游地下水。由于礦區所處位置地勢較高，處于地下水的補給區，故其水量貧乏。

4 地下水補給、徑流、排泄條件

礦區位于地表水的分水嶺地帶，為地下水的補給區，大氣降水是區內地下水的主要補充來源。

區內基巖裸露，巖石裂隙發育，可直接接受大氣降水的滲入補給，但由于所處地勢較高、地形坡降大，徑流條件好，不利于大氣降水的滲入、匯集。基巖裂隙水沿風化裂隙帶由地勢較高的丘陵地區向山前坡積裙裾徑流，然后向河谷平原地勢低洼地帶排泄。

5 礦床充水因素

5.1 礦區首采地段礦體，大部分位于當地侵蝕基準面以上，巖石直接裸露地表，風化裂隙較為發育，透水性好，大氣降水入滲為礦床充水的自然因素。

5.2 第四系孔隙潛水，主要分布在地勢低洼的山坡地帶及季節性溝谷中，由沖積砂礫層、砂層組成，含水層厚度一般小于5.0 m，且地形坡降較大，富水性較差，當開采潛水含水層附近及以下礦體時，潛水將沿基巖裂隙和其它導水通道滲入礦坑，造成礦床充水，是礦床充水的間接因素。

5.3 基巖裂隙潛水，含水層遍布整個礦區，主要在近地表發育不同程度的風化裂隙及構造裂隙，賦存基巖裂隙潛水，但因所處地勢普遍較高，降水時可接受降水的入滲補給，過后很快便順坡徑流向溝谷排泄，因此，基巖裂隙潛水富水性較弱。當礦體與裂隙含水層直接接觸，裂隙水沿風化裂隙和構造斷裂帶直接進入礦坑，造成礦床充水，是礦床充水的直接因素。

5.4 構造裂隙水，礦區內的主要存水的斷裂為F2斷裂，也是礦體賦存的構造斷裂帶，賦存構造裂隙水，當開采礦體位于斷裂構造帶或附近時，構造裂隙水會沿構造裂隙和斷裂帶直接進入礦坑，造成礦床充水，是礦床充水的直接因素。

6 結束語

礦床間接充水因素為第四系孔隙潛水；直接因素為基巖裂隙潛水、F2斷層構造裂隙水。根據長期觀測礦坑涌水量為685m3/d。

基于上述，研究認為：礦床以基巖裂隙和構造裂隙充水為主，水文地質條件屬于中等類型。這些充水因素對未來礦山開采不會產生太大影響。

參考文獻

[1]武漢東，王鳳武，等.巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦地質詳查報告[R].遼寧省有色地質局一0六隊檔案室，2013.

第一作者簡介：王鳳武（1966-），男，工程師，1990年畢業于焦作礦業學院，長期從事水工環工作。資料來源：遼寧省有色地質局一0六隊檔案室。2013年《遼寧省開原市曹家堡子金礦地質詳查報告》。主持水文地質工作，并執筆第六章礦床開采技術條件。2013年《巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦地質詳查報告》。主持水文地質工作，并執筆第六章礦床開采技術條件。