廣東省廣寧鈮鉭礦區水文地質條件分析

張靜婷

摘要：礦床主要充水含水層為層狀巖類裂隙含水層，富水性弱，構造破碎帶發育，富水性弱，預測礦坑涌水量，分析礦床水文地質條件。

關鍵詞：含水層;涌水量;富水性

1.引言

礦區位于廣寧復背斜內畢隴復背斜的東段，區內斷裂、構造發育，利于偉晶巖型鈮鉭礦床形成。針對礦床充水的主要含水層進行試驗研究，確定礦床充水的主要含水層及其水文地質參數，預測礦坑涌水量，指出建礦供水水源方向和影響礦床開采的主要水文地質問題;對礦床水文地質條件的復雜性做出評價。

2.地形地貌

區內屬高丘陵地貌，總的地勢中部高，南北低，最高峰是位于區內東部的圍寨頂，海拔標高為+495.60m，山體標高一般+200m～+400m。地形切割多較深，坡度較陡，以“V”型谷為主，由于坡降大，地形上有利于大氣降水的自然排泄。植被甚為發育，林木茂密，區內分水嶺呈東西向展布，主要位于水文地質單元的徑流區，部分位于補給區。

3.礦床地質及構造

3.1礦床地質

區內位于廣寧復背斜內畢隴復背斜的東段，區內斷裂、構造發育，北西角有廣寧巖體侵入，有利于偉品巖型鈮鉭礦床形成。區內主要出露的地層為一套震旦系C組中、下部的沉積變質巖，原巖為一套由淺海相泥質巖和雜砂巖組成的類復理石碎屑巖建造，由于花崗巖的侵入，使巖石普遍受接觸變質而成角巖化。北東、南東部有海西一印支期廣寧巖體侵入，侵入巖有偉晶巖、黑云母二長花崗巖、灰綠玢巖、黑云花崗閃長巖和蝕變閃輝正煌巖。通坳北東角見一偉品狀二云母花崗巖巖株侵入，巖株寬約50m，長約2000m。

3.2構造

位于廣寧復背斜畢隴復式褶皺的中段，大致以南北向斷裂帶為界，位于斷裂帶西側（上盤）的次級褶皺軸面傾向南東，位于斷裂帶東側（下盤）的次級褶皺軸面傾向北西，樞紐走向10°—30°。與褶皺相伴產出的斷裂共有3組。走向北東，傾角平緩，形成于海西～印支期與褶皺軸向一致的緩傾斜斷裂、裂隙多為偉晶巖所占據?？氐V（容礦）構造則以海西～印支期縱向平緩型張剪性裂隙為主，除少數偉晶巖脈外，絕大多數偉晶巖脈走向北北東，區內南東部發育有一組近東西向偉晶巖脈，脈組多呈平行排列，以較平緩或中等傾角向西傾斜，與地層傾斜方向相切。后期，北北東、北西向斷裂多將偉品巖脈錯斷。從南到北縱貫全區的斷裂帶由礦床西側通過，含鈮鉭偉晶巖脈成組成帶密集產出于斷裂帶東側，除少數偉晶巖脈外，絕大多數偉晶巖脈走向北北東，平行排列，以較平緩或中等傾角向西傾斜，與地層傾斜方向相切。

4.礦床水文地質條件

4.1含水層

（1）沖洪積層孔隙含水層。分布于礦區北部山間溪溝下游平緩地帶的兩側，賦存于第四系沖洪積層的含礫亞粘土、亞砂土中，巖性為含礫亞粘土、礫砂和細砂層。水位埋深0.83m，標高208.47m，厚度7.91m。據抽水試驗結果：單位涌水量0.0929L/（s·m），富水性弱，滲透系數為1.9518m/d，水化學類型為HCO3-Ca型，pH值6.48，礦化度0.056g/L。該含水層主要為大氣降水補給，其底部無完整的相對隔水層，與下伏的風化裂隙水關系密切，其地下水徑流方向與地表徑流一致。

（2）裂隙潛水含水層。礦區內廣泛分布，分布于震旦系的沉積巖和侵入花崗巖脈的風化裂隙帶中。巖性主要為角巖化變質長石石英雜砂巖，角巖化變質石英雜砂巖，變質細粒石英砂巖，白云母鈉長石偉晶巖，含水層厚度受巖石風化裂隙發育程度控制，其含水層底界與風化帶底界基本一致。地下水位和含水層頂板埋深0.83m～79.70m，含水層底板埋深14.58m～85.OOm，含水層厚度0.26m～67.08m，平均17.09m。據抽水試驗結果：鉆孔單位涌水量0.0163L/（s -m），滲透系數0.2985m/d，富水性弱。水化學類型為S04 ·HC03-Na ·Ca型，pH值6.78，礦化度0.068g/L。

（3）裂隙承壓含水層。地下水賦存于微風化帶以下的變質石英粉砂巖、變質細粒石英砂巖、角巖化變質細粒石英砂巖和白云母鈉長石偉晶巖的構造裂隙中，層中富水性不均一，富水部位主要是構造裂隙發育的部位，局部為斷裂破碎帶，部分鉆孔揭露到該層時出現漏水，漏水點埋深21.OOm～83.20m，標高225.27m—336.05m，據抽水試驗結果：鉆孔單位涌水量0.0004L/（s.m）～0.0093L/（s.m），滲透系數0.0035-0.0048/d，富水性弱。水化學類型為HCO3·S04-Na ·Ca和HCO3-Ca型，pH值6.90—7.15，礦化度0.050～0.141g/L。該含水層呈脈狀裂隙承壓水的形式賦存，鉆孔揭露時會出現短時涌水，但水量會快速減小，揭露到該含水層鉆孔均出現漏水現象。

（4）構造斷裂（層）帶含水性。據鉆孔揭露：構造斷裂（層）帶厚度一般0.97m～34.54m，一般小于lOm，且發育不規則，帶中巖石破碎，裂隙和碳酸鹽巖脈、石英細脈發育，見有泥質充填，脈寬0.2cm～l.Ocm，未見晶洞、溶洞，地下水活動跡象不明顯。礦區規模較大的斷層分別為近南北向和北西向斷層，貫穿整個礦區。該區域斷裂構造發育，力學性質以壓剪為主，部分為張剪性斷層。Fl斷層和F21斷層性質相近，兩條斷層在畢隴水庫附近相交，鉆孔揭露的Fl斷層單位涌水量0.0057U（s·m），滲透系數為0.0587m/d，富水性弱。F21深部裂隙發育，泥質、石英脈、碳酸鹽脈充填，裂面多新鮮，未見有地下水活動跡象。整體來看為富水性為弱的裂隙含水帶，但對于位于其中或附近的礦體開采活動可能有一定影響。其地下水徑流方向受構造斷裂控制。

4.2隔水層

局部山坡上分布的第四系坡殘積層以及強風化巖石，巖性以粉質粘土或礫質粉質粘土為主，且大部分位于地下水水位之上，可視為透水不含水層。分布于風化帶以下的基巖新鮮完整，除了構造破碎帶附近，巖石裂隙不發育，偶見充填或閉合裂隙，同可視為相對隔水層。

4.3地表水及地下水動態

地表水動態變化與季節和降雨量有密切關系，流量與降雨量呈正相關關系，雨后地表水流量會驟然增加，但地表水一般排泄較快。民窿水動態變化受降雨影響較明顯，泉水流量隨季節變化，雨季時期流量達到最大，隨后呈逐漸下降的趨勢，泉水隨著雨水的減少，出露位置亦較雨季下降了約Im，說明區內裂隙水受雨水補給。

4.4礦坑涌水量預測

裂隙含水層呈層狀分布，可視為無限補給邊界，開采時地下水從四周以平面流的形式對礦坑充水。脈狀裂隙承壓水主要受潛水和大氣降水補給，頂底圍巖為隔水層。礦床直接充水含水層為裂隙潛水含水層，根據礦床充水特征及開采特點，疏干排水時，地下水從采坑兩側及兩端形成對礦坑充水。裂隙水涌水量1175m3/d;礦坑大氣降水滲入量正常l05m3/d，最大2167m3/d;河水滲入量正常1102m3/d，最大17 09m3/d?？傆克款A測正常礦坑涌水量為2382m3/d;最大礦坑涌水量為5051m3/d。由于礦體大部分位于當地侵蝕基準面之上，礦坑涌水可自然排泄，部分礦體位于當地侵蝕基準面之下，礦坑涌水需人工排水。

4.5供水水源和水質評價

（1）溪溝水和水庫水

礦區溪溝水最終多匯人礦區外北部的水庫，水庫庫容量達180×l04m3.水位最高147.29m，最低132.19m，平均140.60m，據水庫入水口長觀數據：雨季流量3.05×l04m3/d，旱季流量為0.88×l04m3/d。水化學類型為HCO3- Ca型，pH值7.99，礦化度0.044g/L，屬低礦化淡水，雨季時水質較渾濁，對人體有害元素未超過國家飲用水標準，水質總體較好和水量較大，可作為未來礦山開采是的工業用水水源，如作生活用水需進行水質處理。

（2）礦坑水

礦坑水正常疏干排水量為2382m3/d，據鉆孔與民窿水質分析結果：水化學類型以HC03-Ca型為主，個別為SO4·HCO3-Ca·Na或HCO3·S04-Ca·Na型，pH值6.48—7.27，礦化度0.046g/L～0.141g/L，屬低礦化淡水，但部分水樣鐵達5.50mg/L，錳達0.16m/L—0.21m/L，pH值6.48，超過國家飲用水標準，其他對人體有害的元素未超過國家飲用水標準?？勺鳛槲磥淼V山開采時的工業用水水源，如作生活用水需進行水質處理。

5.結語

礦體位于當地侵蝕基準面以上，地形有利于自然排水，礦床主要充水含水層為層狀巖類裂隙含水層，富水性弱，構造破碎帶發育，主要地表水體位于礦區外圍。綜合礦區礦床水文地質條件簡單。礦區水文地質勘探類型為第二類第一型。

參考文獻：

[1]廣東省廣寧縣村心礦區鈮鉭礦詳查報告.

[2]陳虎，陳阡然，周芳春，等.湖南省仁里鈮鉭礦床地質特征及找礦標志[J].國土資源導刊，2018，15（4）：76-81.

[3]金學嘉.江西省橫峰縣松樹崗鈮鉭礦床地質特征及成因研究[J].建筑工程技術與設計，2018，（23）：5730-5731.

[4]張福神，鐘斌，徐進.江西省九嶺地區蝕變巖脈型鈮鉭礦床地質特征——以東溪鈮鉭礦為例[J].中國金屬通報，2018，（7）：297-298.