廣東省貴子礦區水工環地質條件分析

摘要：貴子礦區為金多金屬礦區，礦體巖性為黑云母石英片巖、碎裂巖和變粒巖，礦區構造巖性為碎裂巖，含水層主要為沖積層砂礫和碎裂巖，主要補給來源為大氣降水和上游構造帶含水層，主要向貴子河和下游構造帶含水層排泄。礦體圍巖主要為黑云母石英片巖和變粒巖，巖體較完整-完整，巖質堅硬，巖石等級為Ⅱ級，品質較好。礦區內至今尚未發生地震，尚未發現自然崩塌、滑坡和泥石流的地質災害記錄，未發現地方病。

關鍵詞：貴子礦區；水工環；地質條件；地質環境

中圖分類號：TD167；P624 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）12-00-0412

Analysis of Hydrological， Engineering， and Environmental Geological Conditions in Guizi Mining Area， Guangdong Province

LI Jun1， TIAN Yun1， LIAO Jiahong2

（1. 293rd Brigade of Guangdong Nuclear Industry Geological Bureau， Guangzhou 510800， China;

2. China North Industries Norengeo Ltd.， Shijiazhuang 050000， China）

Abstract： The Guizi mining area is a gold polymetallic mining area， and the lithology of the ore body is biotite quartz schist， schist， and granulite， and the structural lithology of the mining area is fragmented rock， and the aquifer is mainly composed of alluvial gravel and fragmented rock， the main sources of supply are atmospheric precipitation and the aquifer in the upstream structural zone， mainly discharged to the Guizi River and the aquifer in the downstream structural zone. The surrounding rock of the ore body is mainly composed of biotite quartz schist and granulite， and the rock mass is relatively intact and hard， with a rock grade of Ⅱ and good quality. There have been no earthquakes in the mining area so far， and no geological disaster records of natural collapses， landslides， and mudslides have been found， and no endemic diseases have been identified.

Keywords： Guizi mining area; hydrology， engineering and environment; geological conditions; geological environment

貴子礦區位于廣東省信宜市，地處吳川-四會斷裂帶與廣寧-羅定斷裂帶所夾持形成的貴子弧形構造帶西南部，出露巖性主要為黑云母石英片巖和變粒巖。貴子礦區含水層主要為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和構造裂隙水。礦體圍巖主要為黑云母石英片巖和變粒巖，巖質堅硬，巖體完整。礦區內至今尚無發生地震，尚未發現自然崩塌、滑坡和泥石流等地質災害的記錄，未發現地方病。

1 區域地質

1.1 地層

礦區所在區域地層出露比較齊全，由老到新有震旦系、奧陶系、志留系、泥盆系、三疊系、白堊系和第四系。

1.1.1 震旦系云開群

震旦系云開群分布面積廣，為一套地槽型濱海-淺海相的砂頁巖夾碳酸鹽的類復理式建造和海底火山噴發的熔巖、凝灰巖、凝灰質巖的混合連續沉積，呈整合接觸。巖石經受區域變質、接觸變質和接觸交代作用，形成云母石英片巖、石英云母片巖、云母片巖、絹云母石英千枚巖和變質長石石英砂質粉砂巖等。巖石多具片理化，局部發生角巖化。

1.1.2 奧陶系

奧陶系的主要建造為淺海-濱海相砂泥質巖、粗碎屑巖，與下伏震旦系地層接觸不明。巖性以石英絹（白）云母千枚巖、石英云母微片巖、片巖、片理化（角巖化）長石石英砂質粉砂巖、灰綠色中厚層狀變質石英砂質粉砂巖為主；局部存在石英巖、石榴石巖、條帶狀透輝石長英質巖、薄-中厚層狀變質（片理化）石英砂質粉砂巖、十字石二云母片巖和黑云母變粒巖等。

1.1.3 志留系

礦床主要出露于志留系下統，呈東西向展布，整合于奧陶系之上，為一套濱海-海灣或潟湖相含炭質砂質巖建造，厚度為694 m。巖石以（條帶狀）石英絹云母千枚巖、絹（白）云母石英千枚巖和薄-中厚層狀（片理化）石英砂質粉砂巖為主，夾薄層狀變質石英砂質粉砂巖、條帶狀絹云母千枚巖，局部含炭質、鐵質，上層巖石具有顯著的條帶狀特征。

1.1.4 泥盆系

礦區主要出露中泥盆系桂頭組、棋子橋組，為一套濱海-淺海相碎屑巖、泥砂質巖及含鎂質碳酸鹽巖建造，厚度為605 m。礦床從貴子鎮南部沿貴子弧形構造往東，呈帶狀延伸至羅定盆地東南緣。貴子鎮至羅鏡鎮一線的巖層呈近東西向展布，往東至鎮安巖層轉而呈北東向展布。桂頭組主要由灰、灰白、深灰色石英絹（白）云母千枚巖、絹（白）云母石英微片巖、片狀絹（白）云母石英巖和變質砂巖組成。它與下伏震旦系、奧陶系、志留系地層均呈沉積角度不整合接觸關系。棋子橋組由薄-中厚層狀大理巖、白云質大理巖、結晶灰巖和灰巖組成。

1.1.5 三疊系

礦區出露的三疊系主要為小云霧山群，以明顯角度不整合于震旦系之上，為內陸山間盆地相或濱岸湖沼相沉積。三疊系小面積出露，巖石以礫巖、砂礫巖、砂巖和泥質頁巖為主，厚度為260～960 m。

1.1.6 白堊系

白堊系為羅定盆地蓋層，出露于盆地中部，面積較廣，整體呈北東向展布。白堊系由羅定組和三丫江組組成，地層產狀穩定、平緩（一般5°～10°），從外圍向中部微傾，邊緣與其他地層或巖石接觸的部位傾角變陡，最大傾角可達50°。羅定組巖層節理發育，由下往上，由粗變細，發育相應的層理及其沖刷面。三丫江組的巖性為塊狀火山質礫巖、含礫砂巖、凝灰質砂巖、鈣質粉砂巖和泥巖等。

1.1.7 第四系

第四系分布于河流及河流、山間的盆地中，主要出現在洪坡積層和河流沖積層。

1.2 構造

第四系礦區東南側為吳川-四會大斷裂帶，北西側為廣寧-羅定大斷裂，北東側為貴子弧形構造帶。受三大構造的影響，礦區及周邊地區構造發育，以東西向褶皺、斷裂構造為主，其次為北東向、北西向和南北向的斷裂構造，如圖1所示。

貴子弧形構造分布于粵西羅定盆地之南、云開大山以北，地層展布、斷裂走向受其影響，山脈和水系大體由東向西連續延伸，呈向南凸出的馬蹄形，環抱羅定盆地的西南緣。外弧長達90 km，寬為10～15 km，牽動面積約為1 000 km2。該構造是由若干平行彎曲的弧形斷裂、褶皺和斷陷盆地組成，主要有徑尾-清水塘斷裂、倒流-蝦山塘斷裂、貴子-羅鏡斷裂和黃皮根斷裂等。單條長度為5～50 km，傾向多變，呈舒緩波狀輾轉彎曲，傾角一般為50°～80°，在弧頂轉彎處被放射狀剪性斷裂錯動。沿斷裂走向發育有破碎帶、構造角礫巖、糜棱巖和超糜棱巖，往往形成擠壓透鏡體。后期有各類脈巖貫入，最寬達25 m，延長大于3 km，又遭擠壓破碎，形成新的糜棱巖，顯示斷裂活動的多期性。構造北段被廣寧-羅定大斷裂所切，西段與東段分別被東西向朱砂斷裂和吳川-四會深斷裂復合。

廣寧-羅定大斷裂帶見于德慶縣、羅定市一帶，西南段進入岑溪市，廣東省境內延長約為160 km，由一系列北東走向的壓剪性斷裂組成。主干斷裂見于羅定盆地北側，主要有祿步斷裂、六都-榃濱斷裂、大灣斷裂和涌坑斷裂；東南側有尖崗頂斷裂，單條長在20 km以上，有的超過100 km，一般傾向北西，傾角較陡。斷裂所經地段，構造角礫巖、糜棱巖帶頗為發育，前者多見于古生界，影響寬度為30～40 m，局部為150～200 m，形成片理化、硅化破碎帶，常有石英脈和花崗巖脈貫入，兩旁巖層具牽引褶皺；后者多發育于混合巖中，寬度一般大于100 m，局部達200～300 m。經地質調查，鴨兜山倒轉背斜位于云蓋山-貴龍頂一帶，地處震旦系云開群。軸向由北西逐漸轉為近東西。南西翼地層倒轉，北東正常翼分布多個礦點[1]。

2 礦區水工環地質條件分析

2.1 礦區水文地質條件

礦區出露地層巖性主要由震旦系石英云母片巖、奧陶系片巖、志留系千枚巖、泥盆系變質砂巖、三疊系砂礫巖、白堊系砂巖和第四系沖積層組成，除第四系沖積層外，其余地層巖性均為隔水層，滲透性和儲水性差。第四系沖積層中，砂礫層是良好的儲水、導水通道。礦區構造帶裂隙發育，為地下水主要的儲水、導水通道。構造帶中，地下水一般以泉的形式或者通過構造裂隙往第四系沖積層排泄。礦區水文地質條件分析涉及兩個層面，即含水層特征和補徑排特征。

按賦水條件、水理性質和水力特征，含水層分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和構造裂隙水。松散巖類孔隙水的含水層主要為第四系沖洪積層，主要分布在中部貴子河附近，主要巖性為細砂和粉質黏土，靠近河流區域有卵石層。基巖裂隙水主要賦存于強、中風化片巖和變粒巖的風化裂隙，微風化片巖和變粒巖構造裂隙，風化裂隙基本位于沖洪積層下方，連通性一般，和沖洪積細砂和卵石層中孔隙水連通。構造裂隙分布廣泛，基本填充完全，連通性差，主要和構造帶中裂隙相連。構造帶裂隙水主要賦存于礦區構造帶中，構造帶主要和構造裂隙、沖洪積層相連通，構造裂隙極其發育，填充較差，連通性好。沖洪積層中的砂礫層和構造帶是良好的儲水、導水通道，二者相互連通。風化裂隙和構造裂隙寬度窄，最大約為2 mm，風化裂隙發育，連通性一般，上覆沖洪積層，儲水、導水能力一般，構造裂隙連通性差，填充完全，儲水、導水能力差。松散巖類孔隙水和風化裂隙水屬于潛水，依據潛水水井中水質分析數據，潛水pH值為6.78，水質類型為HCO3-·Ca2+型水；依據構造帶下降泉水質分析數據，構造帶水pH值為6.17，水質類型為HCO3-+Cl-·Mg2++Ca2+型水。水質分析結果如表1所示。

根據水質分析結果，水中CO2、HCO3-的含量較高，礦區含水層的補給主要來源于大氣降水和上游構造帶裂隙水，大氣降水滲透進入沖洪積層和構造帶裂隙中，構造帶上游地下水通過構造帶裂隙補給到構造帶中。風化裂隙水、松散孔隙水徑流路徑短，水力坡度小，徑流暢通。微風化巖構造裂隙不發育，連通性差，充填完全，徑流路徑長，徑流較不暢通。構造帶裂隙發育，徑流路徑長，徑流暢通，和松散孔隙水和基巖裂隙水都有連通。礦區構造帶含水層一般以泉水或者地下徑流的方式向貴子河、下游含水層排泄。松散孔隙水和風化裂隙水一般以地下徑流的方式向貴子河排泄[2]。根據礦區貴子河上下游流量的監測，貴子礦區地下水排泄量約為802.36 m3/s，地下水徑流模數約為98.36 m3/（s·km2）[3]。

2.2 礦區工程地質條件

礦體圍巖采用兩種方法進行對比評價，即巖體質量系數法和巖體質量指標法。巖體質量系數法采用式（1）進行巖體質量評價，其中，巖石堅硬系數采用式（2）進行計算，巖體質量指標法采用式（3）進行巖體質量評價[4-5]。根據勘查數據，礦區圍巖基本為片巖和變粒巖，巖石質量指標值R基本在85%以上，屬于較完整-完整巖體，巖體完整性系數I采用巖石質量指標值代替，取小值0.85；巖心構造裂隙填充鈣質和硅質礦物，充填完全，膠結良好，結構面摩擦系數μ取參考值0.4；巖石飽和單軸抗壓強度f采用室內巖體試驗數據，飽和抗壓強度為87.7～115.0 MPa，巖體堅硬，折減修正后，f取94.40 MPa。巖石試驗結果顯示，12次巖石飽和抗壓強度分別為110.0、96.0、109.0、89.9、94.6、90.9、115.0、104.0、113.0、88.8、97.0、87.7 MPa。經計算，巖體質量系數Z為3.21，巖體質量指標M為2.67，Z∈（2.5，4.5），巖石質量等級為好，巖體質量指標M∈（1.0，3.0），巖石分類等級為Ⅱ級，性能較好。

Z=I×μ×S（1）

S=f /10（2）

M=f×R/30（3）

式中：Z為巖體質量系數；I為巖體完整性系數；μ為結構面摩擦系數；S為巖石堅硬系數；f為巖石飽和單軸抗壓強度；M為巖體質量指標；R為巖石質量指標值。

2.3 礦區環境地質條件

礦區內至今尚無發生地震災害的記錄，尚未發現自然崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的記錄。對礦區開展水文地質調查時，未發現明顯的自然崩塌和滑坡等地質災害現象，僅房屋后人工邊坡發生微型崩塌。根據收集的資料，結合實地調查，未發現地方病。

3 結論

礦區地下水以裂隙含水層充水為主，礦層與主要含水層之間有隔水層，地下水通過構造破碎帶、導水裂隙和礦體連通。地形地貌有利于雨水的排泄，礦區礦層、地層巖性較為單一，片巖風化的粉質黏土厚度較薄，巖體的結構以片結構為主，片狀結構呈層狀分布，巖石強度很高，穩定性很好。礦區地質環境質量好，附近無工廠等重大污染源，地表水、地下水水質良好，礦石和廢石不易分解出有害成分。

參考文獻

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作者簡介：李俊（1985—），男，湖南邵陽人，碩士，工程師。研究方向：水工環地質。