紫金山金銅礦區水文地質特征初析

劉瑞強

（廣東省核工業地質局二九二大隊，廣東 河源 517000）

紫金山金銅礦位于福建省上杭縣境內，是我國新探明的特大型有色金屬礦床基地之一，其上部金礦是氧化帶中次生富集的大規模低品位礦床，儲量為特大型，下部銅礦儲量為大型礦床。

1 區域水文地質特征

1.1 區域含（隔）水巖組的劃分及特征

根據區域出露的地層、巖性組合，結合巖石含水介質的空隙性質及地下水的水力性質，可劃分為四個含水巖組：①松散巖類孔隙含水巖組；②侵入巖類、火山巖類裂隙含水巖組；③變質巖類裂隙含水巖組；④碎屑巖類裂隙含水巖組。

1.2 區域構造富水性

根據區域地質資料，區內主要發育北東向斷裂、北西向斷裂、東西向斷裂及北北東向斷裂等四組裂斷裂構造。其中北東向斷裂和北西向斷裂是區域主要的導水構造，導水性弱～極弱，局部可達中等[1]。其余斷裂一般不導水，僅局部斷裂交匯部位具弱導水特征。

1.3 區域地下水補給、徑流、排泄條件

區內地勢陡峻，突兀于汀江，由侵蝕構造中低山及丘陵盆地組成。水系發育，主干河流汀江由北向南流經資金山礦區西南部[2]。區內次級溪溝在平面上呈樹枝狀展布。受地形控制，形成了中部高，四周低的相對獨立的地下水系統。自然條件下，本區地下水主要來源于大氣降水，低山丘陵區通過風化帶裂隙、基巖構造裂隙滲入地下并補給地下水，之后在地形條件控制下，向系統四周附近山麓坡腳地帶運動，以泉水和潛流的形式就近排進附近溝谷，匯集到溝河，最后排泄于汀江。另外一部分地下水繼續向深部運移，參與到區域性中、深層地下水的循環體系，并成為中、深層地下水系統的組成部分。本區淺層地下水，一般循環交替積極；中、深層地下水，則運動滯緩。本區域總體大氣降水匯水面積分布圖見（圖1）。

圖1 區域匯水分布圖

1.4 區域地下水動態變化特征

本區位于武夷山南段東列山地的南端，丘陵盆地和河谷盆地地貌，氣候屬亞熱帶季風氣候區，溫濕多雨。

地下水天然動態類型為徑流型，區內地形高差大，水位埋藏深，地下水以徑流、排泄為主。雨季接受大氣降雨補給后，各處水位抬升幅度不等，水力梯度增大，徑流排泄加強。

2 礦區水文地質條件分析

2.1 地下水類型及地下水位分布特征

根據地質調查結合前期水文地質資料綜合確定，礦區地下水根據巖石富水性和地下水含水介質等差異性，可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、斷裂構造水三大類。其中松散巖類孔隙水主要為人工堆積松散巖類孔隙水為主；基巖裂隙水可分為風化裂隙潛水、基巖裂隙承壓水兩個亞類。

（1）松散巖類孔隙水：礦區范圍內僅在為金銅礦采礦活動的大型堆場、排碴場，富水性弱至中等、局部無防滲措施地段，接受大氣降雨補給后，與下伏基巖有一定水力聯系，可越流補給下伏基巖裂隙水。

（2）基巖裂隙水：①風化裂隙潛水含水帶，賦存于破碎～較破碎中風化巖帶中，在礦區廣泛分布。含水帶厚度與破碎～較破碎風化巖帶發育深度有關，破碎風化巖體帶發育深度大，含水帶厚度也大，反之則小。一般下部與隔水帶相接，個別地段受導水斷層影響，可與深部承壓水發生水力聯系。含水帶裂隙發育～較為發育，富水性空間分布極不均勻，在極弱～弱～中等之間變化。風化裂隙潛水含水帶空間分布形態不盡規則，中上部受風化作用制約以近水平的厚層狀為主，主要呈垂直向徑流為主。②基巖裂隙承壓水帶下部賦存有基巖裂隙承壓水，主要分布在露采場東部及東北部一帶。在以往地質勘探時期鉆進過程中主要表現為水位急劇上升。承壓水含水帶巖芯破碎，巖石裂隙發育，以微張為主。裂面黃鐵礦充填物失去金屬光澤，顏色變暗。巖石中小孔洞發育，孔洞內多見重結晶的石英小顆粒，巖石空隙之間普遍連通性較差。基巖裂隙承壓水含水帶富水性以弱～極弱為主，局部可達中等。

（3）斷裂構造水：礦區內北東向斷裂及北西向斷裂局部有一定的導水能力，導水性弱—極弱，局部可達中等。根據前期水文地質資料顯示，該采區某個斜坡道施工時，就揭露到北西向斷裂構造淋（涌）水情況，淋（涌）水點基本都具有揭露時大，一定時間后涌水變小、變穩定的特點，說明這些斷裂構造補給條件較差，涌水往往不大。

2.2 斷裂構造及富水性

礦區內斷裂構造較發育。露天開采終了境界范圍及周邊主要發育有北東向、北西向，以及東西向斷裂。其中，與地下開采有關，即深部開拓巖石移動界線范圍及周邊的斷裂構造主要有北東向的以及北西向的斷裂。

（1）北東向斷裂：分布于礦區菜場中部，深部礦體東南側，屬區域性斷裂區域金山腳下-中寮斷裂的一部分，斷裂總體走向約近52°，傾向北西，傾角一般60°～75°，具多次活動特點，表現為先壓后張扭性的性質。沿斷裂有構造角礫巖分布，角礫形狀不規則，大小不一，棱角明顯，分布無定向性。斷裂中主要為張裂角礫巖、斷層泥及碎裂巖，該斷裂沿走向方向常被其它弱導水或不導水斷裂錯斷，在西南方向又經過了含水性極弱的碎屑巖地層，因此，盡管該斷裂局部富水性中等，但整體上仍為一弱導水斷裂。

（2）北北東向斷裂：分布于礦區西北部，為區域斷裂在礦區的延伸，斷裂帶主要由石英斑巖及構造角礫巖組成，裂隙帶大部分為石英斑巖充填，接觸面緊密，地表斷裂破碎帶寬度數厘米至十多米不等，未見泉水出露，為不導水斷裂。

（3）北西向斷裂：分布于露天采礦境界西南邊界以內，深部銅礦體西南側。裂隙帶巖石破碎，淺部受風化作用影響，充填物松散，以半充填為主，其透水性較好，深部為巖脈充填，膠結緊密。該構造在采區外圍地表裂隙帶兩側偶見泉水出露，最大泉水流量0.114L/s，一般在0.02L/s～0.04L/s，但在礦區內主要受地采排水影響，在采區未見泉水出露；總體上該構造裂隙帶為局部不導水，是該采場導水構造，導水性一般。

（4）東西向斷裂：分布于深部銅礦床東南側，斷裂發育規模不大。一般不導水，局部與北東向斷裂交匯部位具弱導水特征，與紫金山深部銅礦床水力關系不密切。

2.3 礦床深部地下水系統及含水介質特征

礦床深部地下水類型主要為火山巖類裂隙水，該含水層及含水介質主要為成巖后地質構造運動而產生的裂隙及斷層構造。

一般情況下，礦區火山巖裂隙率比較低，裂隙在巖層中所能占有的空間很有限，且在巖層中分布也很不均勻，裂隙通道在空間上展布具有明顯的方向性，因此，深部銅礦床地下水系統并沒有形成具有統一水力聯系，水量分布均勻的含水層，僅在部分巖層中的局部范圍內連通形成若干帶狀或者脈狀含水系統。巖層中各個連通的裂隙往往形成獨立的含水系統，各有自己的補給范圍、排泄點和動態特征，各個系統與系統之間水力聯系微弱，表現出高度的非均質的特點（不均勻性、各向異性）。

另外，深部銅礦床地下水系統含水介質還有弱導水斷裂構造，這些斷裂構造發育于火山巖中，斷裂構造上下盤并沒有統一的含水體，僅連通各個分支裂隙系統，斷裂構造導水水源有限。但是當斷裂構造溝通地表水體時，斷裂構造有可能起到集水廊道和導水通道的作用，坑道揭露到斷裂構造帶的某一個部位時，水位下降迅速波及導水暢通的整個斷裂構造帶，形成延展相當長的水位低槽，斷裂構造帶將向集水廊道一樣，匯集廣大范圍內圍巖裂隙中的水，并可能溝通地表水體。

由于過去礦山地下開采以及近期露地聯合開采，礦山疏干排水使地下水位大幅下降，原含水層（帶）富水性、空間分布位置等水文地質條件已發生了很大改變。坑道即是疏干排水通道，地采巷道也是未來邊坡巖體地下水的主要排泄區之一。依據已知地下水位連線初步判斷采場疏干降落漏斗形態呈收斂狀，其漏斗中心最低標高為+100m。位于鉆孔水位～+100標高排泄區的水位連線以下的裂隙潛水含水巖體稱之為裂隙潛水帶；位于鉆孔水位～+300m標高排泄區水位連線以下的含水巖體稱之為季節性裂隙潛水帶；位于此水位之上的不含水巖體稱之為飽氣帶，實際上這三個帶的空間位置與形態是隨著采場空間改變而變化的。

3 結論

根據區域出露的地層、巖性組合，結合巖石含水介質的空隙性質及地下水的水力性質，本區可劃分為四個含水巖組：①松散巖類孔隙含水巖組；②侵入巖類、火山巖類裂隙含水巖組；③變質巖類裂隙含水巖組；④碎屑巖類裂隙含水巖組。

礦區地下水根據巖石富水性和地下水含水介質等差異性，可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、斷裂構造水三大類。根據初步分析表明，不同巖組的巖石透水率差異性較大，礦區巖石透水性與基巖裂隙、構造發育以及風化程度呈對應關系，巖體越破碎相對應的巖石透水性較大，反之越小。由于爆破影響范圍有限，微張裂隙僅限于邊坡表層；總體上該邊坡巖體裂隙主要閉合裂隙為主，透水性較小，裂隙相互貫穿性較差，并且深部巖石裂隙不發育或裂隙中有泥鐵質充填，并且可看出深層地下水運動緩慢，水力聯系不暢。