漳平市尾侖山礦區(qū)礦坑充水因素分析

張雍照

(福建省121地質(zhì)大隊(duì)，福建 龍巖 364000)

漳平市尾侖山礦區(qū)位于福建省漳平市城區(qū)以南，直線距離33 km，隸屬于福建省漳平市官田鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)距308省道約8 km，距華安火車站約14 km。礦區(qū)南北長(zhǎng)約1.35 km，東西寬約1.01 km，面積1.37 km2。礦坑充水因素主要包括大氣降水、地表水體、含礦地層及上覆地層的富水性、斷裂帶的富水性及充導(dǎo)水性，本文就以上幾種因素對(duì)礦坑充水進(jìn)行分析探討。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)概況

礦區(qū)屬構(gòu)造侵蝕、溶蝕低中山地貌類型，出露地層主要有中二疊世童子巖組、早三疊世溪口組、晚侏羅世侵入巖、花崗斑巖(見圖1)。山嶺走向總體呈U字型向，地勢(shì)呈北低、西南東三個(gè)方位高的趨勢(shì)，地形較陡峻，山坡坡度20°～40°，最高處位于礦區(qū)南部，標(biāo)高1 215.7 m，最低處位于SK1水庫(kù)東側(cè)，標(biāo)高690 m，相對(duì)高差525.7 m。整體上礦區(qū)溝谷較發(fā)育，切割強(qiáng)烈，溝谷發(fā)育常呈“V”型或“U”型谷。

圖1 礦區(qū)水文地質(zhì)圖

區(qū)內(nèi)氣候溫暖濕潤(rùn)，多年平均降雨量為1 519.0 mm，大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給源。礦區(qū)地形北低，西、南、東高，地下水位與地形形態(tài)基本一致，地下水受控于地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域自然地理等條件的制約，含水層含水性微弱，均屬于弱富水性量級(jí)。

2 螢石礦賦存特征

螢石礦賦存于晚侏羅世正長(zhǎng)花崗巖與溪口組藍(lán)田灰?guī)r段接觸帶中。區(qū)內(nèi)主礦體為Ⅱ號(hào)礦體，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受晚侏羅世正長(zhǎng)花崗巖與溪口組藍(lán)田灰?guī)r段接觸面控制。礦體主要分布在20-26勘探線之間，真厚度0.73～18.19 m，形態(tài)較簡(jiǎn)單，主要呈透鏡狀，總體表現(xiàn)為由近地表-深部厚度逐漸變厚再變薄尖滅為特征。礦體走向10°～100°，傾向100°～190°，傾角20°～45°，最大長(zhǎng)度380 m，最大延深230 m，賦存標(biāo)高在+623～+733 m之間，埋深0～150 m。礦體與圍巖接觸面清楚，容礦巖石主要為矽卡巖；礦體頂板一般為大理巖、矽卡巖，通常較為致密完整，在近地表多為巖溶充填物掩蓋；底板為黑云母花崗巖、矽卡巖，巖石致密堅(jiān)硬。

3 礦坑充水因素分析

3.1 大氣降水對(duì)礦坑充水的影響

大氣降水主要沿風(fēng)化裂隙或地面塌陷裂隙滲入地下，補(bǔ)給區(qū)內(nèi)各含水層，地下水動(dòng)態(tài)變化嚴(yán)格受大氣降水的控制，具有雨季集中補(bǔ)給長(zhǎng)年排泄的特點(diǎn)。其滲入量受地形及其植被條件制約，由于地形相對(duì)高差較大，不利于大氣降水補(bǔ)給，反有利于排泄。

3.2 地表水體對(duì)礦床充水的影響

本區(qū)地表水體較發(fā)育，主要為SK1水庫(kù)及S8溪溝，其他多為季節(jié)性溪流(見圖1)，現(xiàn)分述如下：

3.2.1 SK1水庫(kù)

位于礦區(qū)西北部外圍，分布于早白堊世正長(zhǎng)花崗巖與晚侏羅正長(zhǎng)花崗巖地層上，壩體為漿砌石壩體，壩長(zhǎng)38 m，壩高約15 m，水面面積約3 300 m2，水庫(kù)容積約10 893 m3，動(dòng)態(tài)變化大。距Ⅱ號(hào)螢石礦體水平距離約100 m，正常情況下水庫(kù)對(duì)礦床開采無(wú)影響。

3.2.2 S8溪溝

沿礦區(qū)西部邊界外圍由南向北徑流，流量63～998 L/s。據(jù)調(diào)查礦區(qū)內(nèi)S8溪溝歷史最高洪水位約+690 m，礦體位于溪溝東側(cè)，今后主井、風(fēng)井井口標(biāo)高及工業(yè)廣場(chǎng)、建筑物及設(shè)施應(yīng)位于礦區(qū)最高洪水位線以上，做到不受溝谷洪水威脅。

3.2.3 季節(jié)性溪流

流量受大氣降水影響，變化較大，季節(jié)性有水。對(duì)礦床充水影響一般較小，但暴雨季節(jié)應(yīng)注意引流。

3.3 主要含水巖層對(duì)礦坑充水的影響

影響礦坑充水的主要巖層有第四系及巖溶洼地弱孔隙含水層、早三疊世溪口組藍(lán)田灰?guī)r段弱巖溶裂隙含水層和晚侏羅世正長(zhǎng)花崗巖隔水層(礦層與地層的相對(duì)位置關(guān)系見圖2)。

圖2 20號(hào)勘探線剖面圖

3.3.1 第四系及巖溶洼地弱孔隙含水層

第四系主要分布于礦區(qū)北西部東西向溝谷兩側(cè)，主要為沖洪積、殘坡積層；巖溶洼地被巖溶充填物覆蓋，分布于礦區(qū)北部及中部大理巖地層的上部，巖性上部主要為灰色含礫砂質(zhì)粘土，含較多礫石，下部主要為鈣質(zhì)粘土、大理巖碎塊和粉砂巖碎塊。該層主要接受大氣降水補(bǔ)給，沿坡向徑流，遇有地形切割，就近于溝谷低洼處排泄。泉水出露標(biāo)高751～754 m，旱季流量為0.48 L/s，雨季流量為2.88 L/s，富水性以弱為主。當(dāng)大面積回采后，形成冒落裂隙帶時(shí)，將溝通該含水層對(duì)礦坑充水，該含水層屬頂板間接充水含水層，對(duì)礦井充水有間接影響。

3.3.2 早三疊世溪口組藍(lán)田灰?guī)r段弱巖溶裂隙含水層

該地層主要分布于礦區(qū)北西部，受晚侏羅世侵入巖影響，發(fā)育強(qiáng)烈的大理巖化、矽卡巖化，主要巖性為灰色-灰白色中細(xì)粒大理巖、淺灰綠色(螢石礦化)透輝石矽卡巖夾變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)泥巖。鉆孔揭露厚度0～93.69 m，含水層厚度0～89.14 m。地層內(nèi)局部因溶蝕作用形成溶洞，多以粘土質(zhì)細(xì)砂，粉砂巖、花崗巖碎塊及大理巖碎塊充填。該層地下水主要由大氣降水及地表徑流補(bǔ)給。鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.002 1 L/s·m，滲透系數(shù)0.006 9 m/d，該層為礦坑直接充水的弱巖溶裂隙含水層，對(duì)礦坑充水有直接影響。

3.3.3 晚侏羅世正長(zhǎng)花崗巖隔水層

主要出露于礦區(qū)北西部，巖性為似斑狀中粒(含黑云母)花崗巖。淺部柱狀節(jié)理發(fā)育，質(zhì)硬，地表露頭風(fēng)化裂隙較發(fā)育，含弱裂隙潛水，隨深度增加，風(fēng)化裂隙減少，巖石致密，含水性減弱呈相對(duì)隔水層，地表未見泉水出露，該地層對(duì)礦井充水影響甚微。

3.4 構(gòu)造的水文地質(zhì)特征及對(duì)礦床充水的影響

礦區(qū)內(nèi)地層總體為一向東傾斜的單斜構(gòu)造，主要的斷裂構(gòu)造有近南北向斷層F1，北西西向斷層F2。

3.4.1 F1斷層

F1斷層為區(qū)域大斷裂，呈南北向貫穿礦區(qū)西部外圍，斷裂帶一般寬10～40 m，主要為花崗斑巖侵入充填，傾向東，傾角70°～85°，平均約80°，為張性斷裂，其切割破壞礦體向礦區(qū)西部外圍延伸。地表未見泉水出露，在礦體上下游對(duì)溪溝流量進(jìn)行測(cè)定，流量基本無(wú)變化，推測(cè)該斷層富水性、導(dǎo)水性弱，為弱導(dǎo)水?dāng)鄬樱瑢?duì)礦床充水影響小。

3.4.2 F2斷層

F2斷層呈北西西向斜貫礦區(qū)中部，其北西端為F1斷層切斷，斷層上盤為早三疊世溪口組，下盤為中二疊世童子巖組，斷裂帶寬5～40 m，主要為構(gòu)造角礫巖，局部為花崗斑巖侵入充填。其走向約290°，傾向20°，傾角55°～70°，走向延伸長(zhǎng)大于2 km，礦區(qū)內(nèi)延伸1.3 km，為一張性斷裂，該斷層破壞了地層的完整性。地表無(wú)泉水出露，推測(cè)其富水性、導(dǎo)水性弱，為弱導(dǎo)水?dāng)鄬印?duì)礦床充水影響小。

根據(jù)斷層帶巖性及斷層性質(zhì)及其上下盤接觸巖性、地面調(diào)查分析，一般具張性的正斷層，其破碎帶均較寬，以角礫巖為主，富水和導(dǎo)水性較強(qiáng)，反之逆斷層則破碎帶狹窄，以糜棱巖、斷層泥為主，并不同程度被泥質(zhì)擠柔充填，一般導(dǎo)水性差，具阻水性質(zhì)。另外斷層上下盤接觸地層的富水性也直接影響其導(dǎo)水性。礦區(qū)斷層兩盤巖性都處在泥巖分布的弱含水層中或被花崗斑巖充填，據(jù)此分析斷層帶的富水性和導(dǎo)水性相對(duì)較弱，但斷層兩側(cè)巖石破碎、裂隙發(fā)育，當(dāng)巷道直接穿越時(shí)，有可能引起局部淋水，應(yīng)予以重視。

4 結(jié)語(yǔ)

該區(qū)地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水；直接充水含水層為弱巖溶裂隙含水層，間接充水含水層為第四系及巖溶洼地弱孔隙含水層；直接、間接充水含水層內(nèi)斷層的富水性和導(dǎo)水性均弱；地表季節(jié)性溪流對(duì)未來(lái)礦山開采充水有一定的影響，雨季應(yīng)注意引排。總體上，礦區(qū)水文地質(zhì)類型為以弱巖溶裂隙含水層充水為主的簡(jiǎn)單類型，但今后礦山開采應(yīng)加強(qiáng)注意各充水因素對(duì)礦山的影響，防止產(chǎn)生水害。