楊玲 權開兄 師延霞 楊小雅
摘要:礦區地處柴達木盆地南緣,水文地質條件簡單。工作區主要礦體均分布于基巖山區,處于流域相對侵蝕基準面以上,地表水和河谷區第四系松散巖類孔隙水不能構成區內礦坑的充水水源。通過選用富水系數法比擬,計算出礦坑涌水量。并在現狀水文地質條件下,選取礦區供水水源目標地。
關鍵詞:礦區;水文地質;涌水量
1.礦區自然地理及經濟
礦區地處柴達木盆地南緣,區內地形復雜,山勢陡峭險要植被稀少。區內無居民聚集點,無工業生產可言,五龍溝礦區自1993年進行巖金堆浸試驗以來,礦業開發在該區悄然興起,現已建成有日處理量150噸的金礦選冶廠,區內企事業單位及私營業主從事礦業開發活動日漸頻繁。
2.地下水形成的自然條件
本區屬典型的高原大陸性氣候,具有干旱少雨、晝夜溫差大、冰凍期長等特點。根據對盆地南緣不同高程氣象站點的降雨量觀測資料分析(圖1),降水量隨地勢的增高呈線性增大,即海拔高度每增加100m降水量平均遞增約14mm,工作區平均海拔約4000m,據此估算工作區年降雨量約210mm,為地下水的形成提供了水源條件。
區內河流主要有五龍溝和石灰溝,均為內陸水系,河水出山口后滲入地下,經地下徑流泄入南霍魯遜湖。河流調蓄能力弱,局部暴雨和高溫期冰雪融水使地表迅速匯流,形成短暫的尖瘦型洪峰。
3礦區水文地質
礦區地下水類型及含水巖組的劃分:
根據本次水文地質調查資料,按地下水含水介質、賦存條件、水力特征,將工作區地下水劃分為河谷區第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種地下水類型。
a河谷區第四系松散巖類孔隙水
呈帶狀分布在區內五龍溝、石灰溝及較大支溝河谷谷地。含水層巖性為第四系沖洪積松散堆積的砂礫碎石。因系山區河谷,含水層分布寬度、厚度、透水性、富水性在不同溝谷和同一溝谷不同地段存在較大差異。
該類水主要接受河水、降雨、冰雪融水的入滲補給及基巖裂隙水的隱蔽補給。沿河谷徑流,出山口后補給山前傾斜平原區地下水。由于河谷第四系松散巖類孔隙水分布于溝谷底部,而區內礦體主要分布于基巖山區,因此該類水不構成區內礦床的充水水源。
b基巖裂隙水
含水層巖性為不同期次的侵入巖和元古界的變質巖,均接受降雨和冰雪融水的補給。礦區處于柴達木盆地邊緣,受盆地干旱氣候的影響明顯,降水較少,故地下水的補給條件較差。按賦存地下水的巖石性質和結構特征的不同,分為塊狀基巖裂隙水和層狀基巖裂隙水。
(1)塊狀基巖裂隙水
廣泛分布于區內石灰溝東側各支溝上游及下游西南側和斷臂溝—水閘東溝一帶,地下水主要賦存于巖體構造裂隙中,呈分布不均勻的網狀構造裂隙水,局部為斷裂帶脈狀水。但總體上區內斷裂以逆斷層為主,不利于地下水富集。
塊狀基巖裂隙水控水結構面以走向250°-310°,傾角55°-70°的斷裂破碎帶、蝕變破碎帶及走向NE,傾角55°-80°的張節理為主。由于本區風化裂隙不發育,構造裂隙發育不均一,故其富水性不均一,表現在泉水流量變化較大及勘探平硐主要沿斷裂破碎帶及裂隙密集帶涌水或滴水等方面。本區裂隙泉多屬下降泉。該類水礦化度大都大于1g/L,以微咸水為主,少數半咸水,水質一般較差。
由于塊狀基巖裂隙水的富水段主要為斷層破碎帶和蝕變接觸破碎帶,也是區內金成礦的重要區帶,調查區圈定的礦體均分布于此。其中X號含礦帶,沿石灰溝花崗閃長巖體與青白口系變火山巖組和丘吉東溝組接觸帶延伸;Y號含礦帶處于五龍溝二長花崗巖體中; Z號帶處于五龍溝二長花崗巖體、斜長花崗巖體與丘吉東溝組和火山巖組接觸帶上[1]。因此塊狀巖類裂隙水是區內礦床的直接充水水源。
(2)層狀基巖裂隙水
分布于水閘東溝—紅旗溝—三窩水溝一線及水閘東溝南側地區,呈北西—南東走向的條帶狀,主要接受降雨、冰雪融水補給,含水層富水性主要受裂隙發育程度的控制,區內斷層構造不發育,巖體強風化帶深度一般5-15m,因此區內水量貧乏,根據野外泉點調查資料,單泉流量一般小于0.01L/s。根據對礦區不同區段不同高程的勘探平硐的涌水情況調查,層狀巖類基巖裂隙水鮮有涌水現象,僅局部可見滴水。該類水水化學類型主要為Cl SO4-Na Ca型水,礦化度一般大于1g/L,多為微咸水或咸水。
調查區W號含礦帶斜穿青白口系變火山巖組;Z號含礦帶水閘東溝段切入長城系小廟組中。在這兩個區段內,層狀基巖裂隙水為礦床的直接充水水源。
4礦坑充水因素及充水方式
根據前述可知,工作區主要礦體均分布于基巖山區,處于流域相對侵蝕基準面以上,因此地表水和河谷區第四系松散巖類孔隙水不能構成區內礦坑的充水水源。區內X號含礦帶、Y號含礦帶、Z號帶均分布于塊狀基巖裂隙水含水層中,塊狀基巖裂隙水為其直接充水水源。W號含礦帶(淡水溝金礦區)、Z號含礦帶水閘東溝段展布于層狀基巖裂隙含水層中,層狀基巖裂隙水為礦床的直接充水水源。基巖裂隙水主要接受大氣降水的補給,因此大氣降水為礦坑的間接充水水源。由于礦層產于基巖裂隙含水層中,礦層與含水層之間無相對隔水層。礦坑充水方式為直接進水[2]。
5礦坑涌水量預測
5.1礦坑涌水量預測方法的選擇
由于本次工作沒有安排專門的水文地質孔,地質勘探孔全部為坑道鉆,且鉆孔口徑小(59mm),無法進行鉆孔抽水試驗工作,因此給礦坑涌水量預測造成了不便。因無相關參數,因而選用富水系數法比擬計算[3]。涌水量計算將平硐設計在各開采中段水平位置,平硐長度與礦帶相同。
6.礦區供水水源
現狀條件下礦區勘探生產及生活用水均采用石灰溝地表水。區內石灰溝流域,河谷松散巖類孔隙潛水分布面積小,含水層厚度薄,水量貧乏;基巖裂隙水在礦區內分布不均勻,水量貧乏,單泉流量多小于0.5Ll/s,且水質不佳。因此地下水無論是水量、水質都不具備作為供水水源的條件。
石灰溝平均流量0.166m3/s,水量可滿足礦區用水量。根據水質分析資料,河水礦化度1.02g/L,略高于《生活飲用水水質標準》要求,其它指標均符合《生活飲用水水質標準》要求,可作為礦區生活及生產供水水源。但考慮到河流冬季封凍,汛期含砂量高等原因,作為長期性供水水源時應考慮修建完善的取水設施和具備必要的凈化處理措施。
根據本次調查,結合區域水文地質資料分析,工作區西南側五龍溝河谷區距離礦區2-3km,河谷寬度500-800m,河流沖洪積堆積砂礫石層厚度大,賦存有豐富的松散巖類孔隙潛水,含水層厚度大于30m,地下水位埋深小于5m,單井涌水量可達1000-5000m3/d,屬水量豐富的地段,地下水水質較好,為淡水。具備建立供水水源的條件,今后若需要可將該地段作為供水水源目標地,開展相應的供水水文地質勘察工作,論證其作為選礦廠供水水源的可行性。
7.結論
礦區位處于柴達木盆地南緣中高山區,水文地質條件簡單。礦坑涌水量和大氣降水量成正比關系,礦坑涌水量會隨季節性變化,總體趨勢上礦坑涌水量會隨開采時間的增長而逐漸減小。石灰溝河水可作為礦區生產用水和生活用水水源,但應修建完備的取水設施和具備必要的凈化設備。工作區西側五龍溝河谷區賦存有豐富的松散巖類孔隙潛水,屬水量豐富的地段,水質為淡水。可將該地段作為選礦廠供水水源目標地,開展相應的供水水文地質勘察工作,論證其作為礦區供水水源的可行性。
參考文獻
[1]任文愷,吳少鋒等.青海省五龍溝金礦地質特征及成因分析. 2012,16(28):28-31.
[2]王仲復、李發成等. 青海省都蘭縣五龍溝地區紅旗溝—深水潭巖金礦區水文地質工程地質環境地質調查報告.2006年(內部出版).
[3]徐龍,葛曉光.水文地質比擬法的系統處理模型[J].煤炭學報.1995,20(4):356-350.