貴州省卡林型金礦地下水特征研究
——以安龍縣豹子洞金礦為例

陳 川, 熊開穎, 趙生龍, 張 燁

(貴州省地礦局 117地質大隊,貴州 貴陽 550018)

安龍縣豹子洞金礦位于安龍縣城北西,直距21 km,行政區屬安龍縣戈塘鎮、海子鄉所轄。礦區呈一不規則多邊形,東西寬約3.3 km,南北長約2.9 km,面積 6.489 km2。本文以貴州省安龍縣豹子洞金礦為研究對象,根據區域和礦區水文地質特征,結合礦區地形地貌特征,另外由于豹子洞金礦采礦標高位于地下水水位以上,金礦開采對地下水水位的影響范圍有限[1],其評價范圍以礦權范圍為準,面積為6.489 km2。在大地構造位置上,金礦山位于揚子陸塊與右江造山帶兩大構造單元的接合部位,跨越揚子陸塊和右江造山帶兩個大地構造單元(圖1)。

1 水文地質特征

1.1 地下水類型及含水巖組分類

礦區出露地層為中二疊統茅口組(P2m)、上二疊統龍潭組(P3l)及第四系(Q)。其中P2m為灰色厚層塊狀灰巖,屬碳酸鹽巖溶水;P3l上部為灰—深灰色厚層—塊狀強硅化灰巖,夾幾米—20 m泥灰巖、粉砂質粘土巖、炭質粘土巖及一層不穩定煤層。其中第一段(P3l1):含金層,直覆于茅口組(P2m)凹凸不平的古巖溶侵蝕面上,是一套厚度不大、巖石成因類型多樣且橫向變化明顯的地層單元,屬碎屑巖夾碳酸鹽巖溶蝕裂隙水[2]。第四系(Q)為殘坡積物,巖性為碎石、粘土,屬孔隙水。根據礦區出露地層巖性與含水介質特征,可劃分為三個地下水類型。

(1) 松散巖類孔隙水:為第四系(Q)含水巖組,富水性弱。

(2) 碎屑巖夾碳酸鹽巖溶蝕裂隙水:為龍潭組(P3l)含水巖組,富水性弱。

(3) 碳酸巖巖溶水:為茅口組(P2m)含水巖組,地下水埋藏較深,富水性弱—中等。

由于礦區位于分水嶺地帶,大氣降水為地下水的主要補給來源,大氣降水沿巖溶洼地、落水洞、溶蝕裂隙等垂直灌入補給地下水,并沿巖溶管道向南東徑流于免補河處,以巖溶泉的形式排出地表。

1.2 礦床充水因素

礦區主要為露天開采,從露天采礦場情況來看,由于礦體位于當地自然排泄面標高以上,礦體底板茅口組灰巖巖溶水埋藏很深,采場主要充水水源為大氣降水,因礦體底板溶溝、溶槽、落水洞等巖溶發育[3],對進入采場的大氣降水的排泄疏干起到了良好作用,礦坑涌水量較小,露天采礦場大氣降水對礦床充水影響較小,未發生礦山水文地質問題,礦區水文地質條件簡單。

1.3 礦山供水現狀

圖1 豹子洞金礦水文地質圖Fig.1 Hydrogeological map of Baozidong gold deposit

由于礦區位于分水嶺地帶,地表水及地下水貧乏,礦山就近取水極為困難。現礦山生產生活用水主要取自礦山西部約6 km距離的海子鄉巖溶溶洞水,礦山生產用水大多采用循環利用。

礦區位于分水嶺地帶,礦體位于當地侵蝕基準面之上,大氣降水為該區主要補給來源,地下水補給條件差,礦山露天開采自然排水條件較好,露天采礦場主要是通過底板巖溶滲漏來排泄大氣降水,采場涌水量較小,礦區水文地質條件簡單,不會發生大的水文地質問題[4]。

2 地下水評價

多年來,通過長期全面收集豹子洞金礦地下水相關資料,并通過對礦區不同含水地層地下水采樣分析,發現不同含水層地下水環境質量的區別,預測礦體開采(Ⅱ類區)對地下水環境的影響。

2.1 調查區地下水水位現狀

根據地下水水位動態監測資料分析,地下水豐水期高峰值、枯水期降低值與降雨季節大體一致[5],但有很短滯后關系,此種現象與地下水補給區距離和運移速度等因素有關,說明地下水動態與大氣降水關系是極其密切的,是受其控制和制約的。豐水期與枯水期相比,水位變幅較大,其中龍潭組地下水位變幅為9.52 m,茅口灰巖水位動態變幅為11.17～12.64 m。

2.2 地下水環境質量現狀

依據《環境影響評價技術導則——地下水環境》(HJ 610—2011)要求,本次分別在2011年11月(枯水期)、2014 年8月(豐水期)對龍潭組基巖裂隙水和茅口組巖溶水進行水質監測工作,監測結果見表1、表2。

由上表可知:水樣中每個點總大腸菌群氨氮超標,主要是生活垃圾、人畜糞便的無序排放以及農業施肥引起的,pH、硫酸鹽、錳離子超標可能是受上游尾礦庫滲濾液污水的影響,評價區地下水水質現狀總體良好,局部受到尾礦庫的污染[6]。

3 礦體開采(Ⅱ類區)對地下水環境的影響預測

豹子洞金礦區位于分水嶺地帶,大氣降水為地下水的主要補給來源,其徑流方向自北及北西而南最后在免補河一帶排泄,免補河為當地侵蝕基準面(標高為1 286.1 m),采場自然排泄面標高為1 369 m(位于礦區南側巖溶洼地中)。整合后的豹子洞金礦由原豹子洞金礦、楊家大坡金礦、胡大坪金礦、慶豐金礦整合而成,整合后礦區范圍面積6.488 5 km2。本次共核實圈定10個礦體,其中1號礦體分布標高1 435～1 475 m,2號礦體分布標高1 440～1 465 m,3號礦體分布標高1 460～1 480 m,4號礦體分布標高1 465～1 485 m,5號礦體分布標高1 405～1 470 m,6號礦體分布標高1 405～1 425 m,7號礦體分布標高1 540～1 575 m,8號礦體分布標高1 540～1 560 m,9號礦體分布標高1 540～1 570 m,10號礦體分布標高1 520～1 550 m,均分布于礦區自然排泄面1 369 m標高之上,除9號礦體為隱伏原生礦體外,其余9個礦體均為殘坡積型露天礦體。礦床開采方式為露天開采,共核實圈定露天采空區18處。

表1 枯水期地下水檢測結果表(mg/L)

表2 豐水期地下水檢測結果表(mg/L)

礦區位于分水嶺地帶,礦體位于當地侵蝕基準面之上,大氣降水為該區主要補給來源,地下水補給條件差,礦山露天開采自然排水條件較好,露天采礦場主要通過底板巖溶滲漏來排泄大氣降水,采場涌水量較小,礦區水文地質條件簡單,不會發生大的水文地質問題,即礦體開采不會對周圍地下水水位造成較大影響[7]。

4 結語

貴州省安龍縣豹子洞金礦在開采過程中對地下水環境的影響主要有兩方面:一是地下水水量減少。隨著金礦開采范圍的不斷擴展,礦坑長期疏干排水,地下水降落漏斗范圍也將不斷擴大,從而導致地下水位大幅下降,破壞地下水均衡系統的動態平衡,造成天然流場改變;二是水環境污染方面。為進一步防止尾渣堆放場可能對地下水水質造成影響,對已經污染的泉水應采取防滲墻等措施,加強對周邊居民水井水質的監測;加強污水處理及尾渣堆放場的管理與監控,杜絕污水滲漏進入地下水,杜絕生活垃圾及鍋爐灰渣等工業垃圾排入尾渣堆放場。

[1] 區永和,陳愛光,王恒純.水文地質學概論[M].武漢:中國地質大學出版社,1990:46-60.

[2] 曹劍鋒,遲寶明,王文科,等.專門水文地質學[M].第三版.北京:科學出版社,2006.

[3] 蔣輝.環境水文地質學[M].北京:中國環境科學出版社,1993:139-159.

[4] 蔡貽英,郭震遠.環境水文地質手冊[M].北京:中國環境出版社,1987.

[5] 曹衛峰,白濤.貴陽市巖溶地下水開采的環境效應[J].貴州地質,1989(4):295-302.

[6] 綦婭,褚學偉.貴陽市地下水資源評價[J].環境科學與管理,2011,36(10):173-182.

[7] 王為民,忻鼎耀.對地下水評價方法的探討[J].中國環境監測,1998(2):73-82.