石橋石榴子石礦床水文地質工程地質特征

張江海，龔 斌，吳立崗

（1.江蘇省有色金屬華東地質勘查局，江蘇 南京 210000；2.江蘇省地質勘查技術院，江蘇 南京 210000）

關健詞：水文地質；工程地質；環境地質特征；開采條件分類；地表水；地下水

石橋石榴子石礦是連云港金玉泉礦業有限公司以有償轉讓的方式取得的探礦權，普查結果已探明石榴子石礦品位較高，共求得332+333+334石榴子石礦石資源量306.72×104t（折合石榴子石礦物資源量113.17×104t）。其中 332 礦石資源量 102.15×104t，平均品位35.74%；333礦石資源量155.60×104t，平均品位36.92%；334 礦石資源量為48.97×104t，平均品位39.25%。伴生332+333+3334金紅石礦物資源量1.08×104t。

為了下一步的詳查及開采工作做準備，有必要對礦床的水文地質、工程地質、環境地質情況做一個研究。

1 水文地質

1.1 地形地貌

礦區地形為風化剝蝕堆積波狀起伏的平原區，壟崗和洼地相間排列，壟崗呈北東向長條狀分布，地面較平坦。總的地勢是西北高南東低，有利于自然排水。第四系廣泛覆蓋，厚0.7～5.0m不等，在溝渠、采坑中見到基巖，有利于自然排水。

1.2 地表水

礦區內無較大的地表水體，僅在礦區北部有數個采石坑以及西側的取土塘有常年積水，水位隨季節性變化，雨季和農田灌溉時水位較高，其它時段水位較低。塘內水源主要來源于大氣降水和地下水的補給。

1.3 氣候、降水量

本區屬華北暖溫帶季風氣候區，四季分明，年平均降水量為976.4mm，年平均蒸發量為1458.0mm，蒸發量大于降水量；降水多集中在7～9月份，約占全年降水量的70%，最大日降水量為264.4mm(1976 年6 月29日)。由于受臺風影響，常出現特大暴雨。

1.4 含水層特征

礦區內的含水層主要為第四系孔隙含水層和基巖裂隙含水層，其特征如下：

（1）第四系孔隙水含水層。礦區內第四系廣泛分布，巖性主要為亞粘土，夾有鐵錳質結核。本層含水層厚度不均，隨地形地勢變化，壟崗緩坡上緣較薄，一般在0.5～2.0m，壟崗緩坡下緣較厚，一般為2.0～5.0m，局部地段較厚，深達7.0m以上。該含水層透水和富水性較弱。

（2）基巖裂隙水含水層。基巖主要由早元古代東海群阿湖組的片麻巖、片巖、角閃巖以及榴輝巖等組成，因長期受風化作用影響，巖石的淺部物理化學性質發生了變化，原巖的結構構造遭受了不同程度的破壞，形成了較為發育的風化裂隙帶；風化帶以下則巖石新鮮、堅硬、一般風化裂隙不發育，故可將本區基巖裂隙水含水層劃分為上下兩個含水段：

①風化帶含水段：該段巖石結構構造破壞，巖石酥松破碎，特別是片麻巖類巖石，風化呈砂狀，孔隙裂隙、節理裂隙較發育，節理裂隙面呈褐紅色或褐色，局部夾有鈣質薄層。本含水段的厚度不均，約10.0～22.0m，區內呈面狀廣泛分布，其富水性受巖性與地形影響較大，榴輝巖和片麻巖類富水性較強，其它巖性富水性較弱。

②新鮮基巖含水段：本含水段巖石堅硬致密顏色新鮮，地下水主要受構造裂隙控制。一般節理裂隙不發育，富水性差。但局部地段受構造影響，節理裂隙發育，富水性較強。

1.5 地下水特征

（1）地下水的補、徑、排條件。礦區內第四系覆蓋層分布廣泛，厚度薄厚不均，大氣降水可以直接或間接補給地下水，地下水水位隨季節性變化，雨季水位較高，旱季水位較低，說明地下水主要補給來源是大氣降水，同時還有地下水的徑流補給。地下水的排泄主要通過蒸發。

（2）地下水的化學特征。礦區內對地表水和地下水取樣進行水化學分析，根據資料分析第四系孔隙水，礦化度m＝0.3g/L，水化學類型為Cl·SO4-Ca·Na 型，基巖裂隙水礦化度m＝0.3g/L，水化學類型為Cl·SO4-Ca·Na型，地表水礦化度m＝0.1g/L，水化學類型為Cl·SO4·HCO3-Ca·Na型，全部為淡水，根據地下水質標準，礦區內地表水和地下水水質均較好。根據調查礦區內居民的生活用水部分取自基巖裂隙水。

2 工程地質

根據地質時代、地層、巖性、工程地質特征、存在的主要工程地質層位問題及原始編錄資料，通過綜合研究分析劃為：松散軟弱巖類（Ⅰ）、半堅硬巖類（Ⅱ）、堅硬巖類（Ⅲ）三大工程地質巖組。其特征如下：

2.1 松散軟弱巖類工程地質巖組（Ⅰ）

（1）第四系松軟層。礦區內廣泛分布，壟崗上部由殘坡積的亞粘土組成，壟崗下部的洼地由坡洪積的亞粘土組成，局部含有碎石、鐵錳質結核，硬塑，遇水松軟，失水后干裂，山地工程易發生“坍塌”現象。本層厚度不穩定，一般為0.5～2.0m。

（2）強風化基巖軟弱層。礦區內廣泛分布，其上覆地層為第四系殘坡積亞粘土，其巖性主要為東海群阿湖組的片麻巖、片巖和基性榴輝巖等。由于風化作用，原巖的結構構造受到破壞，節理裂隙較發育，巖體破碎，結構疏松，淺井易“崩塌”。厚度分布不均，一般約3.0～6.0m厚。

2.2 半堅硬巖類工程地質巖組（Ⅱ）

礦區內本巖組主要為弱風化基巖帶，主要巖性為片麻巖、榴輝巖等。由于受風化作用，巖石的結構構造部分破壞，巖石顏色暗淡，節理裂隙較發育，巖體較破碎。本巖組厚度不均，局部地段有缺失。

2.3 堅硬巖類工程地質巖組（Ⅲ）

本巖組在礦區內廣泛分布，主要為未風化的片麻巖、榴輝巖等。巖石新鮮，結構構造較清晰，節理裂隙不發育，巖體較完整，巖質較硬，性脆。

3 環境地質

3.1 區域穩定性

根據歷史資料，本區未曾發生過破壞性地震。1668 年 7 月 25 日，山東郯城、莒城 8.5 級地震曾波及本區，此后，未發生過4級以上地震。另據《中國地震動參數區劃圖》及《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001），礦區抗震設防烈度為7度，基本地震加速度為0.10g，屬于第一組，為較穩定地區。

礦區位于風化剝蝕堆積波狀起伏的平原區，地勢較平坦，礦區內沒有特殊類巖土存在，基巖埋深較淺，巖石風化層厚度不均，礦區的工程地質條件較好。

3.2 地下水

據收集資料分析，本礦區的第四系孔隙水和基巖裂隙水的水化學類型都為Cl·SO4-Ca·Na 型，水質較好。礦床開采時，地下水排水疏干，導致地下水位下降，對礦區附近的居民取水會有一定的影響。

3.3 地質環境

礦體主要位于壟崗上，距居民區較遠，噪音對居民生活無干擾，礦體無有害雜質，對水源無污染；廢棄采坑可復墾、養殖、供水等。所以，開采不會對環境造成危害。

礦體埋藏深度較淺，且適于露天臺階開采，不易發生滑坡等地質災害，但是隨著開采深度的增加仍需加以防范。

3.4 巖礦石放射性

對鉆孔巖芯進行了巖礦石的放射性檢測，根據檢測結果，為0.07～0.1μSv/h，均屬于正常值。因此可以基本確定，礦區各類巖石的放射性對人身體無害。

4 礦床開采技術條件綜述

4.1 礦床水文地質條件

礦床充水的主要含水層為基巖裂隙含水層中的風化帶含水段，礦區地表水體很小，對礦床充水影響不大。礦區內未發現明顯的構造碎裂現象，地形有利于自然排水。因此，礦床水文地質條件屬簡單類型。

4.2 礦床工程地質條件

礦區內第四系厚度小，其下伏基巖風化帶發育較淺，巖質較硬，巖體較完整，地質構造簡單，未發現明顯構造破碎現象。故礦床工程地質條件屬簡單類型。

4.3 礦區環境地質條件

礦區離城區較遠，水、氣污染程度低，無地質性熱害、氣害、放射性害；礦區內地下水和地表水水質較好。第四系松散層較薄，礦山露天開采后，圍巖碎石可以作為建筑材料綜合利用，對周圍環境不會有大的環境影響。因此，按《礦區水文地質工程地質勘探規范》GB12719-91 環境地質類型劃分，屬于環境質量簡單型。

綜上所述，本礦區屬于開采技術條件簡單的礦床。