贛中地區虎圩金礦床水文地質條件分析

付文樹，章敬若，周顯榮

（江西省地質礦產勘查開發局九一二大隊，江西 鷹潭 335001）

1 礦區概況

虎圩金礦位于江西省中部東鄉中生代火山盆地南西邊緣，是江西省典型的與火山巖有關的中低溫熱液石英脈型金礦床。礦區出露地層簡單，主要為侏羅系上統周家源組、白堊系上統南雄組和第四系；礦區構造以斷裂為主，主要有NEE、NW向兩組斷裂，為礦區主要控巖、控礦、貯礦構造；礦區中酸性次火山巖發育，巖性為石英閃長玢巖，為礦區主要賦礦圍巖。

2 水文地質概況

礦區屬低山丘陵地貌，植被發育，當地侵蝕基準面標高為+56.4m，礦體賦存標高主要從地表至-50m標高，并延伸至-104m。區內地表最大水體為礦區東部的一小型水庫，庫容595萬立方米，洪水水位標高+69.19m，旱季水位標高+61.57m，水庫壩頂標高約+70m，對礦區開采活動甚為密切。

礦區內雨季出露泉點多，四季不枯的泉點見有五處，旱季流量0.018L/s～0.15L/s。水位一般埋深1.26m～14.96m。泉流量0.016L/s，沿裂隙流出。

礦區圍巖主要為石英閃長玢巖，次為第四系殘坡積層。巖石中礦物斑晶大小及含量的變化，引起巖石抗風化能力存在差異，致巖石堅硬、半堅硬及土狀的區別。礦區地表巖石風化層厚度5m～80m，地表巖石裂隙發育，局部地段極發育，裂隙互相交織，呈網絡狀。

3 水文地質條件分析

礦體大多埋藏于侵蝕基準面以下的石英閃長玢巖中，周圍無強富水層，多為侏羅系凝灰質泥巖，粉砂巖以及白堊系紅色粉砂質泥巖、粉砂巖，灰白色礫巖，含水微弱，為相對隔水層。近地表水體主要為一小型水庫，地表水與地下水關系密切，但由于水庫底部有一層透水性較差的亞粘土、亞砂土，因此對礦坑充水影響較小。

3.1 地層的富水性

3.1.1 第四系松散堆積物的富水性

主要分布在溝谷及緩坡地段，為褐黃色、褐紅色亞粘土，亞砂土及網紋狀紅土，含中粗粒石英砂粒和巖石碎塊。厚度1m～18m，為孔隙潛水，其富水性受季節性控制，透水性較差，屬弱含水層。

3.1.2 巖體的富水性

石英閃長玢巖為礦區次火山巖體，其東側地形平緩，西側相對較陡，東南端地表基巖風化成土狀，垂直風化深度大于80m，沿礦體風化更為劇烈，風化成土狀，深度達200余米（到-100m標高以下）。北西端風化較弱，垂直風化深度5m～10m。礦區內+22m標高的坑道裂隙發育，傾向130°～140°裂隙最為發育，其次為傾向40°～50°裂隙，裂隙多屬壓扭性。坑道中見有隱伏斷裂和壓性面，但富水性弱。

巖體中旱季水位埋深0.23m～12.80m，年變幅4.0m～4.5m。泉水流量0.014L/s～0.61L/s，據ZK703孔抽水試驗：涌水量0.135L/s，單位涌水量0.00852L/s，滲透系數0.0064米/日，屬弱中富水性。

3.1.3 礦體的富水性

礦體賦存于石英閃長玢巖之中，地表出露標高+100m～+70m，略低于當地分水嶺（+113.60m）。礦體中晶洞發育，石英晶簇沿裂隙面發育而半充填，連通性好。鉆孔鉆進到此層位后大部分有漏水現象或不返水，水位下降。其中CM2203坑道見礦突水，CM2201水量明顯減少，CM2205見礦突水，CM2203水量又明顯減少；南部沿脈坑道見礦突水，CM2205出水量則顯著減少，說明礦體含水層的連通性好，貯存一定的靜水量，當坑道掘進到不同的部位后，同時水量有所增大，過1～2天后水量銳減正常。

礦石中的硫化物氧化淋濾后，使石英閃長玢巖中長石高嶺土化，成土狀、砂狀，氧化深度達到-100m標高以下。孔隙度變大，形成以礦體為軸心富水帶。中部含水層厚度較大，約20m～30m，向西北端尖滅，水位埋深21.81m～24.87m，標高68.50m～65.44m和埋深0.10m～1.10m標高62.46m～61.45m，22m標高總涌水量4.985L/s～7.98L/s。

3.2 地下水的補給與排泄條件

由于礦區巖石裂隙中，部分充填有金屬硫化物，含礦硅化石英脈又風化淋濾作用強烈，使礦體頂、底板巖石風化成土狀、松散砂狀。

礦區東南部風化較深，對降水吸收與排泄都有一定的影響。雨季殘坡積層呈飽和水狀態，以泉的形式向低洼、陡坎處排泄，水庫周邊均見大小不等的小股水流涓涓滲出，雨過3～5天多數泉點斷流或顯著減少，而部份降水通過風化裂隙補給礦體含水層。地下水總排泄流向北西端，19～23線石英閃長玢巖和凝灰質泥巖、凝灰質粉砂巖斷層接觸帶以上升泉的形式排泄（泉水流量0.18L/s），或低洼處滲流排泄。19線的淺鉆打穿礦體含水層也有水涌出地表，最小流量0.1升/秒，同時坑道斜井抽水淺鉆水量干枯，斜井停止抽水時淺鉆又有水涌出，說明這一帶是礦區地下水的主要排泄地段，也說明降水是地下水的主要補給來源。

3.3 礦坑充水因素分析

3.3.1 大氣降水對礦坑充水的影響

該區歷年年均降水量1709.6mm，年最大降水量2435.4mm，最小降水量1052.3mm。降雨多集中在4～7月份，占年降水60%以上。歷年年平均蒸發量1469.6mm，最大蒸發量1709.96mm，最小蒸發量1282.4mm。大氣降水補給了地表與地下水，其中4～7月份降水集中，地表、地下水位相對較高而較穩定，尤其是連續降雨，對地下水位與坑道排水量有明顯的反映，8月以后降水量減少，地表、地下水位逐日下降，坑道排水量也隨之逐漸減少，掘進坑道斷面達到最大而不變，但涌水量亦逐日減少，由此可見，大氣降水是礦坑充水的主要因素。

3.3.2 水庫對礦坑充水的影響

水庫庫容為595萬噸，最高洪水位標高69.19m，旱季水位標高61.57m，灌溉6000余畝良田，6月以后水位逐日降低，8～10月庫水位基本上降至死水位。庫岸與庫底坡積層厚8m～13m，若包括下部劇烈風化的基巖，厚度達19m～20m，起到一定的阻水作用。

在自然狀態下，地下水補給庫水，兩者相關系數0.979（ZK305）0.983（ZK303）0.931（ZK302）。只有在坑道長期排水，降落影響半徑伸至水庫庫床基巖后，形成一定水頭差的情況下，庫水才通過殘坡積層，以越流形式補給基巖裂隙水。

3.3.3 斷裂構造對礦坑充水的影響

礦區+22米標高坑道中，有隱伏的與硅化石英脈產狀近于一致或配套的垂直小斷裂多條，寬一般0.1m～0.4m，最寬0.8m～1.0m，碎裂角礫結構，糜棱結構多具綠泥石化，高嶺土化。揭露出水點的狀態僅是線流，強滴水、滴水、飽和潮濕，并有逐漸減少的趨勢，如斜井見的斷層，沿斷層走向至下部匯集成水流（流量0.235L/s），后期消失，說明斷裂小而稀疏，雖膠結不好，但富水性弱，對礦坑充水無甚影響。

3.4 礦坑涌水量預測

礦坑涌水量預測采用+22m標高坑道排水實測涌水量，用比擬法預測+22m標高全系統及0m標高坑道、-100m標高坑道涌水量預測計算。

根據靠近礦體的三個長期觀測孔實測水位降低值，平均為26.157m，見表1。

表1 長觀孔水位降低統計表

利用正比法計算0m標高坑道從+22m標高起算水位下降值為13.033m，-100m標高坑道從0m標高起算水位下降值為59.24m，各水平坑道涌水量預測計算見表2。

表2 礦坑涌水量預測計算表

4 結論與建議

礦區中含礦硅化石英脈是張扭性斷裂帶中的充填物，晶洞發育，巖石風化強烈，連通性好，是以礦體走向為軸心的條形富水帶。大氣降水是今后礦坑充水的主要因素。庫水通過較厚的第四系殘坡積層和石英閃長玢巖裂隙含水層以越流形式定水頭補給礦坑。

礦區已開采三十多年，近地表礦體多已開采完畢，存在較多的采空區，而礦區外圍為一水庫。因此，在以后的開采過程中，礦山應進一步加強對水文地質、工程地質基礎資料的收集，研究巖層水文、工程地質條件對礦井的影響，實時對采空區蓄水、礦坑頂板塌拱、圍巖流動崩塌等監測，防止采空區、采礦系統崩塌，礦井透水等地質災害的發生。