江西省葛源鉭鈮礦區(qū)含水層特征及充水因素分析

何登華，方志敏

（江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330001）

礦區(qū)位于橫峰和弋陽兩縣交界的磨盤山地南部,行政區(qū)劃屬上饒市橫峰縣葛源鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)位于橫峰縣正北方向，距橫峰縣城45公里。礦區(qū)在區(qū)域水文地質(zhì)單元上屬于江南丘陵水文地質(zhì)區(qū)信江流域丘陵山地裂隙水巖溶水亞區(qū)，地貌類型屬中低山地馬鞍型剝蝕地貌，地形崎嶇，切割劇烈，山崖陡峻，平均坡度在25°以上，山谷縱橫，深淺交錯。山間溪流發(fā)育該礦床目前已完成前期勘探工作，下一步將進(jìn)入礦山建設(shè)和開采階段。礦體隱伏于變質(zhì)巖下部的燕山期鈉長石化花崗巖體中。

1 礦區(qū)含（隔）水層特征

礦區(qū)所屬水文地質(zhì)單元匯水面積約12平方公里，總體地勢北西高，南東低，最大高差800余米，礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高174m，礦體大部分位于侵蝕基準(zhǔn)面以下。綜合分析礦區(qū)地層巖性、成因類型、組合關(guān)系、地下水賦存狀態(tài)及水力特征，地下水主要有孔隙水、基巖裂隙水、構(gòu)造含水帶，基巖裂隙水按儲水空間的形態(tài)特征和組合關(guān)系進(jìn)一步分為網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水，地層巖性是控制地下水富集的主要因素，不同地層的形成或發(fā)展過程不同，造成賦存空間不同，同一類型的地下水又因含水巖性的不同，其富水性、透水性差異也較大。主要含水層有第四系孔隙含水層、變質(zhì)巖基巖裂隙含水層、構(gòu)造含水帶，參見圖1。

1.1 第四系孔隙含水層

第四系孔隙含水層，位于礦區(qū)山間溝谷及低洼地帶，厚0m～10m，大部分1m～2m，發(fā)育于山谷坡腳的低洼地帶，為殘積、坡積和沖積物組成，其成分由亞粘土、亞砂土夾碎石及砂、礫石組成，在礦區(qū)分布在表層且厚度極不穩(wěn)定，泉流量0.005L/S～0.58L/S，富水性弱，泉水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，水溫受氣溫控制明顯，泉流量季節(jié)性變化大，枯水季節(jié)大多斷流，為弱含水層。

1.2 基巖裂隙含水層

基巖裂隙含水層分布在礦區(qū)大部分區(qū)域出露，由一系列震旦系千枚巖、粉砂質(zhì)板巖及寒武系荷塘組硅質(zhì)板巖夾碳質(zhì)板巖等淺變質(zhì)巖組成，風(fēng)化層裂隙含水性強(qiáng)于未風(fēng)化基巖裂隙，礦體直接頂板為震旦系硅化千枚巖和粉砂質(zhì)板巖，風(fēng)化層厚10m～20m，其特征是節(jié)理裂隙較發(fā)育，并有退色現(xiàn)象。主要發(fā)育層面裂隙、順層裂隙、橫裂隙、斜裂隙，走向北東東、北西西為主，風(fēng)化層滲透系數(shù)K=2.7m/d。構(gòu)造裂隙主要有層面裂隙和順層裂隙，發(fā)育程度總體呈不發(fā)育，具有強(qiáng)烈的非均勻性和各向異性，且裂隙大多被后期硅質(zhì)充填膠結(jié)，有的被含礦熔液充填形成有價(jià)值的鎢錫礦體，故在自然狀態(tài)下裂隙以閉合狀態(tài)為主，K=0.06%，基巖裂隙含水層整體富水性弱。如圖1所示。

圖1 區(qū)域水文地質(zhì)略圖

圖2 A-B水文地質(zhì)剖面圖

1.3 構(gòu)造含水帶

受構(gòu)造影響，在局部地段形成一定規(guī)律的構(gòu)造含水帶，目前勘查資料反映礦區(qū)北東向的F2、F3及近東西向的F1構(gòu)造為礦區(qū)主要充水構(gòu)造[1]。

F1：在地表可見出露，產(chǎn)狀305°～330°∠55°～82°，延長500m以上，寬0.5～1.2m。屬壓扭性構(gòu)造，帶內(nèi)見多組平行張口裂隙，裂隙寬0.3～3cm，傾向延深至花崗巖礦體內(nèi)部部。勘探坑道350m中段遇該破碎帶曾發(fā)生突水現(xiàn)象，300m中段該破碎帶豐水季節(jié)涌水量0.4～0.68L/S。

F2：為近東西向含水破碎帶，走向近東西向，產(chǎn)狀185°～190°∠65°～78°，延長250m左右，寬0.5～2.0m，傾向延深至花崗巖體頂部。破碎帶由一系列平行的裂隙組成。

裂隙寬0.2～0.5cm，裂隙面見大量的鐵質(zhì)氧化物及高嶺土，勘查階段300m中段施工至破碎帶時(shí)遇強(qiáng)突水，最大涌水量約15L/S，正常涌水量1.43L/S。

F3：為北東向的含水破碎帶，產(chǎn)狀158°～165°∠70°～75°，延長1km以上，寬0.5～0.8m，帶內(nèi)網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，鉆孔揭露時(shí)流量為1.2～3.72L/S，但由于構(gòu)造傾向礦體外側(cè)，離礦體有50m左右的距離，對礦床直接充水的可能性不大[2,3]。

1.4 花崗巖（礦體）隔水層

如圖2所示，花崗巖體在礦區(qū)未出露，為隱伏巖體，是礦區(qū)的隔水層,參見圖1-2。據(jù)勘查鉆孔資料顯示，巖心極完整，巖石裂隙率0～0.029%，平均裂隙率0.002%，偶見裂隙發(fā)育主要與構(gòu)造有關(guān)，為原生裂隙，裂隙附近巖石相對較松軟，但絕大部分裂隙不具含水特征，整體裂隙極不發(fā)育，且具有強(qiáng)烈的非均勻性、各向異性和隨機(jī)性，整體發(fā)育程度明顯弱于上部變質(zhì)巖，故花崗巖(礦體)可視為較好的相對隔水層。

2 礦床充水因素分析

2.1 采空區(qū)及老窿積水

礦區(qū)上部變質(zhì)巖中曾開采過鎢錫礦，礦體位于410m標(biāo)高以下，440m中段以上開采巷道無積水情況，但300m、350m中段勘探巷道積水約5000m3，積水可通過構(gòu)造聯(lián)通或直接對礦床充水。

2.2 地表水

礦區(qū)地表有溪流，礦坑影響半徑范圍有水庫存在，基巖裂隙含水層有構(gòu)造破碎帶延深至礦體內(nèi)部，可以通過自身含水和導(dǎo)入地表水和大氣降水對礦床直接充水。

2.3 構(gòu)造帶水

構(gòu)造含水帶自身具有靜儲量，同時(shí)具有較好的導(dǎo)水性，可對下部礦體直接充水。

2.4 大氣降水

礦區(qū)未來可能采取崩落法開采，采坑形成后，大氣降水將會對礦坑進(jìn)行入滲充水。

2.5 封閉不良鉆孔水

礦區(qū)經(jīng)歷多次勘查工作，歷經(jīng)40多年，施工鉆探近3萬米，封閉不良鉆孔及水文觀測孔對礦井充水有一定影響。

綜上所述，礦床的主要充水因素有大氣降水、地表水、構(gòu)造水、老窿積水及封閉不良鉆孔水。

3 結(jié)語

（1）礦體大部分位于侵蝕面以下，基巖裂隙含水層及第四系含水層富水性弱，部分構(gòu)造破碎帶富水性中等，導(dǎo)水性較強(qiáng)，構(gòu)造含水帶未來對礦坑充水影響較大，開采到構(gòu)造帶附近時(shí)，應(yīng)注意防范強(qiáng)突水事故發(fā)生。

（2）礦體范圍內(nèi)勘探坑道積水量較大，應(yīng)開車過程中應(yīng)注意對溝通上部老窿和采空區(qū)構(gòu)造破碎帶的監(jiān)測，同時(shí)注意監(jiān)測上部采空區(qū)及老窿的的積水情況并適時(shí)排水，礦山開采初期應(yīng)先對老窿水和采空區(qū)積水進(jìn)行人工抽排再進(jìn)行開采活動。

（3）采坑形成時(shí)應(yīng)在地表采坑周邊修建截排水系統(tǒng)，防治地表水流直接灌入礦坑。

（4）礦區(qū)存在封閉不良地質(zhì)鉆孔和未封閉水文地質(zhì)觀測孔，在開采到鉆孔附近時(shí)，應(yīng)注意觀察和防范。