河南某鉬礦床水文地質條件分析

李 慧

（河南省地質礦產勘查開發(fā)局第四地質礦產調查院，河南 鄭州 450000）

研究區(qū)位于河南東秦嶺熊耳山附近，是東秦嶺礦集區(qū)重要的組成部分。區(qū)域構造較為復雜，因此研究該礦床的水文地質條件有助于礦山建設，為資源的合理、安全開發(fā)利用奠定基礎[1]。礦床的水文地質條件分析主要是分析礦區(qū)的含水巖組、徑排補條件以及礦床充水因素，進而劃分水文地質勘查類型，為礦山建設提供基礎依據。

1 區(qū)域水文地質概況

研究區(qū)位于東秦嶺熊耳山附近，區(qū)域授予長江流域與黃河流域分水嶺交界部位，但礦區(qū)總體上偏向于長江流域一側。礦區(qū)范圍形態(tài)不規(guī)則，呈南北寬、東西長的展布特征。礦區(qū)所在范圍內地形變化較大，溝谷較發(fā)育，地形切割較大。礦區(qū)四周以高山為主，中間形成了相對低的小型山間洼地，總體上呈北東高南西低的地形地貌特征。根據區(qū)域地形地貌劃分單元特征，認為研究區(qū)屬于侵蝕型低中山地貌單元[2]。

礦區(qū)內穿過一條地表水體，呈魚刺狀展布，因此，礦區(qū)內降水徑流、排泄條件相對良好。研究區(qū)屬于大陸山地型氣候區(qū)，具有四季分明、夏涼冬冷的氣候特征，年平均降雨量為809.3mm，降雨量集中在每年7月至9月。

2 礦區(qū)水文地質特征

礦區(qū)水文地質特征是計算礦坑涌水量預測的基礎，因此，研究礦區(qū)水文地質特征至關重要。根據礦區(qū)巖性特征，結合水文地質單元劃分原則，可將礦區(qū)內水文地質單元劃分為兩組，即含水層巖組和隔水層巖組。其中，含水層巖組根據不同巖性的富水特征將其分為第四系松散堆積物孔隙含水組、基巖風化裂隙含水組和深部構造破碎帶裂隙脈狀含水組。

2.1 第四系松散堆積物孔隙含水組

研究區(qū)地形地貌總體上呈北東高南西低的趨勢，且礦區(qū)四周為高山地形，而中間形成相對低洼的山間小型洼地。因此，第四系殘坡積物等松散堆積物的礦區(qū)中部區(qū)域較為發(fā)育，以礫石、碎石、巖塊、砂、粘土為主，在空間上展布于礦區(qū)中部以及溝谷低洼部位，因此，在礦區(qū)內厚度變化較大，一般隨地形變化而變化，總體上厚度在5～15m之間。礦區(qū)地形相對較高，為黃河流域和長江流域分水嶺的交界部位，因此，區(qū)內泉水一般為下降泉，且單位涌水量較小，一般小于0.06l/s·m。此外，第四系松散堆積物孔隙含水組受季節(jié)性控制明顯，即在降雨集中區(qū)內含水量較多，在枯水期含水性較差，也體現出了第四系松散堆積物孔隙含水組具有較強的透水性。

2.2 基巖風化裂隙含水組

研究區(qū)水域低中山地貌單元，總體上以基巖裸露為主，風化程度受地形地貌、巖性、構造、氣候、植被等控制，礦區(qū)風化程度較高，風化帶厚度一般介于5～20m之間，最厚可達40m，也是礦區(qū)范圍內近地表的基巖含水層。基巖風化裂隙含水組一般與第四系松散堆積物孔隙含水組相互溝通，屬于統(tǒng)一的地下水系統(tǒng)[3]。

因此，基巖風化裂隙含水組在空間上具有山體斜坡地帶含水量相對較小，而在山間小型洼地區(qū)域含水量較大的特征，單位涌水量可達于0.25l/s·m。基巖風化裂隙含水組與第四系松散堆積物孔隙含水組的富水特征變化規(guī)律基本一致，受季節(jié)性變化而變化，導致水位線動態(tài)變化可達1～4m，即在每年7月至9月降雨量集中時間段內等水位線高于枯水期的等水位線。

2.3 深部構造破碎帶裂隙脈狀含水組

深部構造破碎帶裂隙脈狀含水組與深部構造系統(tǒng)關系密切，受多期構造活動的影響明顯，形成了深部脈狀裂隙含水巖組，是研究區(qū)深部地下水的主要儲存部位。根據礦區(qū)構造展布特征以及深部構造組合規(guī)律，礦區(qū)內北西向壓扭性構造系統(tǒng)是研究區(qū)主要的控水構造。但根據不同巖石的富水特征可以得出，深部構造破碎帶裂隙脈狀含水組沒有相對統(tǒng)一的地下水位，與上部基巖風化裂隙含水組和第四系松散堆積物孔隙含水組不存在明顯的水力聯系。深部構造破碎帶裂隙脈狀含水組中不同的巖性具有不同的含水特征，如大理巖中的單位涌水量為0.07l/s·m，而矽卡巖中的單位涌水量可達0.08l/s·m，石英片巖中的單位涌水量可達0.2l/s·m。

2.4 隔水巖組

礦區(qū)內隔水巖組相對簡單，以巖漿巖為主，按巖性可分為輝長巖隔水巖組和花崗巖隔水巖組。前者主要位于礦區(qū)南西側，呈北西西向展布，空間展布形態(tài)受區(qū)域性斷裂構造破碎帶控制明顯，輝長巖隔水巖組中的輝長巖巖石呈致密塊狀，裂隙不發(fā)育，單位涌水量極小，可以忽略不計；后者是礦區(qū)主要的成礦母巖，呈零星的巖株、巖脈展布于礦區(qū)，巖石普遍致密堅硬，呈塊狀構造，巖石裂隙不發(fā)育，單位涌水量可忽略不計。因此，礦區(qū)內輝長巖和花崗巖的巖石致密性較高，裂隙不發(fā)育，為相對隔水層單元。

3 礦區(qū)水文地質條件

3.1 地下水的分布特征

研究區(qū)地下水的分布具有鮮明的成帶分布特征，基巖風化裂隙水和第四系松散堆積物孔隙水沿著主要的地形變化呈條帶狀、樹枝狀展布，而深部構造破碎帶裂隙脈狀水則主要沿深部構造呈帶狀、網格狀展布。綜上所述，礦區(qū)內地下水的展布形態(tài)與地表地形和深部構造關系密切。

3.2 地下水的補給特征

礦區(qū)位于長江水系和黃河水系分水嶺的交界部位，在地形地貌上屬于相對高的部位，因此，地下徑流補給來源不明顯，主要受大氣降水補給。因此，礦區(qū)地下水的涌水量隨季節(jié)變化較為明顯，隨著大氣降水的集中，礦區(qū)地下水量相對增加。大氣降水形成地表徑流，沿著第四系松散堆積物以及基巖風化帶下滲補給區(qū)域地下水，因此，受限于區(qū)域季節(jié)性變化影響，大氣降水補給地下水的水量十分有限，因此，深部構造破碎帶裂隙脈狀水深地表大氣降水的遠程補給較小。礦區(qū)內構造較為發(fā)育，但以壓性、壓扭性構造為主，導致破碎帶的透水性較差，阻礙了基巖風化裂隙水和第四系松散堆積物孔隙水沿著構造破碎帶補給深部構造破碎帶裂隙脈狀水。此外，礦區(qū)屬于大陸山地型氣候區(qū)，蒸發(fā)作用和植物的蒸騰作用較為強烈，減少了深部構造裂隙水補給來源的減少。

綜合前文可知，礦區(qū)地下水樹種賦存在基巖風化裂隙和第四系松散堆積物孔隙中，在空間上展布于礦區(qū)溝谷低洼部位，并以下降泉的形式流出地表，而深部以構造裂隙孔隙脈狀水為主，并從北向南運移，至輝長巖相對隔水巖組附近受阻后，進而轉向向南西運移流出礦區(qū)。因此，總體來說，礦區(qū)的地下水資源有效，且由于補給來源限制，導致礦區(qū)范圍內地下水儲量較小，并且該區(qū)域斷裂破碎帶以壓性和壓扭性為主，導致破碎帶的導水性和賦水性較差。根據礦坑掘進資料顯示，坑道內尚未出現突水等時間，涌水量極小，因此礦區(qū)地下水對資源的開采影響不大。

3.3 礦床充水因素

前文已述及，礦區(qū)內第四系松散堆積物中的孔隙水和基巖風化帶裂隙水具有較為統(tǒng)一的水力聯系，形成了礦區(qū)內相對穩(wěn)定的地下水水面，而形成的上層滯水或潛水水面與深部構造裂隙脈狀水之間沒有統(tǒng)一的水力聯系。因此，礦區(qū)內水文地質條件具有以下幾個特征：①研究區(qū)具有相對獨立的水文地質單元，即礦區(qū)具有較為獨立的補給區(qū)和徑流區(qū)；②大氣降水形成的地表徑流是礦床的主要充水因素，補給區(qū)與徑流區(qū)基本一致；③地表水體運移方向與地下水運移方向基本一致，均為從北向南運移，受地形地貌和構造系統(tǒng)的控制明顯；④上層滯水或潛水（第四系松散堆積物孔隙水和基巖風化帶裂隙水形成的統(tǒng)一水力聯系系統(tǒng)）的富水性變化較大，隨季節(jié)變化也較大。總體上，礦床直接充水因素為深部構造裂隙脈狀水，但礦體均位于當地侵蝕基準面之上，對礦體的開采影響不大。大氣降水為礦床遠程充水因素，但由于與深部沒有形成統(tǒng)一的水力聯系，對礦體的開采影響也不大。因此，綜合認為礦區(qū)水文地質條件較簡單。

4 結語

根據上文可知，研究區(qū)水文地質條件簡單，礦區(qū)各含水巖組的富水性較差，對礦產資源的開發(fā)利用影響不大。礦區(qū)具有相對獨立的水力聯系系統(tǒng)，即補給區(qū)和徑流區(qū)相對獨立，導致礦區(qū)范圍內的地下水補給來源有限，因此大氣降水是礦區(qū)唯一的地下水補給來源。此外，礦區(qū)內已發(fā)現礦體均位于當地侵蝕基準面之上，因此，地下水對礦體的開發(fā)影響不大。綜合認為，礦區(qū)水文地質條件簡單，其勘探類型屬于第二類第一型。