甘肅肅北雙尖山地區某金床水文地質條件分析

邊成輝

（甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730020）

研究區位于天山—興蒙造山系中西段，屬于額濟納—北山弧盆系之明水巖漿弧的重要組成部分，區內構造—巖漿活動頻繁，成礦地質背景條件優越，具有較大的找礦潛力[1]。雙金山地區某金礦床資源量豐富，具有較大的開發潛力。基于此，本文以該礦床為研究對象，分析其水文地質條件，為進一步制定開采計劃提供參考依據。

1 礦區水文地質條件

1.1 礦區基本概況

金礦區海拔1850m ～2050m，屬中低山區，地形切割比較強烈，比高一般為50m ～150m。以礦區北部山口最低點高程1850m 為當地最低侵蝕基準面，肅北雙尖山地區某金礦區所查明的礦體標高在1400m ～1940m 之間，部分礦體低于該基準面上，地形不利于自然排水。大部地段基巖裸露，局部有厚度較小的坡殘積覆蓋，個別溝谷地段見有少量沖洪積物。礦體主要分布在華力西期鉀長花崗巖中。礦區處于低山丘陵區，氣候干燥，植被稀少，地下水類型為火山巖裂隙潛水，大氣降水是地下水的唯一補給源。含水層巖性為石炭系安山凝灰巖、流紋巖、輝綠玢巖以及華力西期鉀長花崗巖等火山碎屑巖，地下水位隨地形起伏變化較大，多在50m ～110m，富水性一般，且極不均勻。

1.2 含水層劃分及巖層的含水性

礦區第四系砂礫、碎石土主要分布在山前及山間戈壁平原中，分布面積小，厚度薄，一般2m ～15m，下覆為石炭系基巖。從礦區地形地貌特征及鉆孔編錄資料分析，砂碎石透水但不含水，不存在第四系孔隙潛水賦存的條件，礦區主要含水層為火山碎屑巖裂隙潛水，其特征如下。

1.2.1 火山碎屑巖裂隙潛水含水層

火山碎屑巖裂隙潛水含水層在礦區范圍內分布最廣泛，含水層主要為石炭系安山凝灰巖、流紋巖、輝綠玢巖和鉀長花崗巖，金礦體主要產于斷裂破碎帶中的蝕變火山巖、蝕變鉀長花崗巖或石英脈。地下水主要賦存于巖石風化裂隙、構造裂隙空隙中，具有分布不均勻，富水性差的特點。一般在斷裂破碎帶及其兩側的影響帶和構造復合部位富水性較好，反之較差。大氣降水是唯一補給源。地下水排泄主要以地下潛流排出區外，少量地面蒸發、植物蒸騰。地下水埋深為75m ～110m，坑道總涌水量5m3/h ～50m3/h，但為靜儲量，易于排水疏干。

通過對礦區4 個斜井水文地質調查資料可以得出，自井口大部分為干燥區，局部潮濕區，有個別滴水點，極少數涌水點。坑道巖石含水性分段見表1。從表1 統計可以得出礦區巖石含水性規律，坑道內主要以干燥區為主，分別占84%～89%；潮濕區所占比例9%～14%，滴水區所占比例1%～2%；涌水點水量不大，一般20m3/d。

表1 坑道巖石含水性分段統計結果表

1.2.2 斷裂構造破碎帶的含水特征

北西向壓扭性逆斷層，主要展布于礦區西南部，以F1 斷裂為代表，向兩側延至礦區外，礦區出露長約1.5km；走向310°～130°，斷距0.5m ～5m，最寬10m 左右；斷層面傾向南西，傾角60°～75°，沿斷裂破碎帶均見金礦化。北東向壓扭性逆斷層，是礦區主要的導礦容礦構造，分布在礦區中部，由四條相互平行斷層組成，以F2、F3、F4、斷裂為代表，尤其是F4 斷裂十分發育，在Au2 礦體產出部位，F4 斷裂形成分叉交織現象的次生次級派生斷裂；斷裂呈65°～70°走向展布，沿走向長約1km ～2km，斷層面傾向北西，傾角65°～75°，斷距1m ～5m，最大10m；沿斷裂破碎帶巖石破碎，地下水活動痕跡明顯，屬于是即含水且導水的斷層，但多為靜儲量，易于排水疏干。構造破碎帶局部地段巷道因受斷裂脈狀水影響而涌水量較大，需采取有效的防透水措施，以確保安全生產。

1.3 礦床地下水特征

礦區風化帶深度多在60m ～110m，但沿斷裂構造帶可延伸到150m。風化帶內節理、裂隙發育，透水性好，礦床地下水主要賦存于風化帶下部及構造破碎影響帶內，向下巖石裂隙減少，含水性減弱[2]。據斜井水文地質編錄及簡易水文觀測資料分析，埋深150m 以下巖石較完整，裂隙少見。穿脈內大部地段弱含水，構造影響帶內巖層破碎處見有滴水現象，極少見有線狀流水層段，各地段巖石富水性極不均勻。

礦床地下水特征包括：①礦床地下水埋深及動態變化，礦床地下水埋深隨地形變化而變化，一般水位埋深在地表下75m ～110m 不等，地下水流向大體總體由南向北，地下水動態變化，每年1 月～4 月為低水位期，8 月～10 月份為高水位期；②地下水的補給、徑流、排泄條件，大氣降水是礦區地下水唯一補給來源，地下水高峰期滯后大氣降水一個月左右，礦區地下水總體埋深較深，地下水主要是以地下潛流的形式，沿裂隙在靜水壓力作用下，由高水位地段向低水位地段運動遷移排出礦區為主，少量以蒸發消耗；③地下水化學特征，礦區地下含水層主要為火山碎屑巖裂隙潛水及基巖裂隙潛水，地下水補給來源單一，接受大氣降水入滲補給，地下水補給、徑流條件較差；水化學成分較簡單，據平硐內滲水水取樣分析結果，以水化學類型為SO42-—C1-—Na＋—Ca2＋型水為主，水質一般，礦化度較低，一般在1g/L 左右，PH 值7.5 ～8.5，SO42-含量達0.3g/L，水質略微發咸、發苦，不能直接飲用，必須經凈化處理后方可飲用。

2 礦床充水因素分析及礦坑涌水量預測

2.1 礦床充水因素

一期開拓水平礦床直接充水水源為石炭系安山凝灰巖、輝綠玢巖、鉀長花崗巖中賦存的火山碎屑巖裂隙潛水，巖層透（含）水性一般，水量較小，補給源單一。礦區構造斷裂雖較發育，多屬壓扭性斷層，石英脈充填普遍，斷裂帶及影響帶內透水性較圍巖稍好，仍屬弱含水層，以靜儲量為主，礦床開采時容易疏干，對礦床開采威脅不大。

2.2 礦坑涌水量預測

礦坑充水主要來源為石炭系安山凝灰巖、輝綠玢巖以及鉀長花崗巖中的火山碎屑巖裂隙潛水及其斷裂帶裂隙水，主要工業礦體分布在當地侵蝕基準面以上，在沒有明確開采方案的情況下，依據礦體規模、埋藏條件、形態及產狀要素特征，除地表露采外，深部采用豎井開采比較適宜[3]。

根據礦區豎井、斜井資料，結合現場調查測量認為，礦區坑道內涌水量較小，掘進過程中水量稍大，隨后漸漸減少并趨于穩定，具有雨后水量增大的特點。因此，依據已有坑道的施工參數，采用水倉水泵法預測未來開采平巷的涌水量，具有較高的可靠性。

式中：Q-礦坑每小時總涌水量（m3/h）；Q0-水泵的實際出水量（m3/h）；t1-從停泵到恢復原水位時間；t2-水泵排水由原水位排到一定深度所需時間。

根據礦山斜井水倉水泵抽水數據計算礦坑涌水量，結果見表2。由表2 可知，隨著時間的推移，地下水靜儲量不斷消耗，礦坑涌水量將會逐漸減少，可以直接采用上述涌水量做為一期開拓水平的正常和最大涌水量。該礦充水方式簡單，補給條件單一，各含水層間水力聯系不太密切，含水層富水性一般，涌水量小，未來開采礦坑涌水易于疏干，對礦山安全威脅小。

表2 雙尖山地區某金礦床水倉水泵法計算礦坑涌水量統計表

3 結語

綜上所述，根據礦床主要充水含水層的容水空間特征，本礦床為裂隙潛水含水層為主，頂、底板充水為主的礦床。礦床控制儲量標高在當地最低侵蝕基準面以下，地形不利于自然排水，礦床主要充水含水層及構造破碎帶含水層富水性弱，礦床充水方式為頂、底板直接充水，充水量小，補給邊界遠離首采地段坑道系統，礦坑涌水量較小，該礦床屬水文地質條件簡單的裂隙充水礦床。