王亞明

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

播卡金礦位于云南省昆明市東川區(qū)播卡村西約2 km馬家溝,目前已探明儲(chǔ)量超過150 t，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量達(dá)400 t，被國土資源部稱為“世界級(jí)金礦”，并為全世界矚目。 播卡金礦的開發(fā)對(duì)云南，甚至對(duì)國家黃金工業(yè)的發(fā)展都具有里程碑式的意義。金礦位置西臨金沙江，東毗小江，屬二江之間狹窄的分水嶺，構(gòu)造復(fù)雜。本區(qū)地質(zhì)研究程度較高，但水文地質(zhì)工作研究程度較低，因此摸清區(qū)域水文地質(zhì)條件，為礦山用水提供基礎(chǔ)資料，成了礦山開發(fā)面臨的主要問題。本工程通過水文地質(zhì)測(cè)繪，基本查明了區(qū)域地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄規(guī)律，區(qū)域各含水層組的空間分布、富水性、水力聯(lián)系等，宏觀上掌握了礦區(qū)水文地質(zhì)邊界條件，查明了礦山供水方向。

1 播卡金礦基本概況

云南省昆明市東川區(qū)馬家溝礦段屬于云南播卡金礦擬建礦段,礦段位于昆明市東川區(qū)播卡村西約2 km馬家溝，行政區(qū)劃屬云南省昆明市東川區(qū)拖布卡鎮(zhèn)。馬家溝礦段平均品位達(dá)2～3 g/t，金屬量達(dá)150 t左右，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量達(dá)400 t，預(yù)計(jì)整個(gè)礦山可持續(xù)開采15 a。按照礦山開發(fā)初步設(shè)計(jì)，礦山需水量8×104m3/d，供水成為礦山開發(fā)面臨的主要問題。

1.1 自然概況

礦區(qū)位于金沙江、小江南北走向地表分水嶺地帶，地形南寬北窄、南高北低。東、西兩側(cè)被小江、金沙江深切，呈兩個(gè)條塊狀面坡，山嶺深谷多數(shù)呈近東西向并垂直于兩江，呈梳狀排列。區(qū)內(nèi)地形切割劇烈，山高谷深，坡陡流急。山脊海拔高度一般1 800～2 200 m，河谷海拔高度700～800 m，地形高差達(dá)1 000 m以上，坡度一般為30°～50°。

地區(qū)屬亞熱帶氣候，年平均降雨量690 mm；海撥1 400 m以上的半山區(qū)屬暖溫帶氣候，年平均降雨量840 mm。

區(qū)內(nèi)地表水體主要為金沙江水系和小江水系。

1.2 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)內(nèi)主要地層主要為下元古代昆陽群，均為變質(zhì)巖。巖性主要為下昆陽亞群(Pt2Kn1)，中昆陽亞群(Pt2Kn2)和上昆陽亞群(Pt2Kn3)。該區(qū)前第四系地層一般分布于分水嶺及山坡地帶，其上都有第四系殘破積覆蓋，第四系沖洪積地層分布于金沙江和小江兩岸，以及規(guī)模不大的山間盆地中。本區(qū)地處康滇地軸(古陸)中段東緣、小江南北向深大活動(dòng)性斷裂北段西側(cè)。受小江大斷裂影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以斷層為主、褶皺次之。

2 水文地質(zhì)測(cè)繪目的任務(wù)和工作內(nèi)容

2.1 目的任務(wù)

本次工作水文地質(zhì)測(cè)繪目的是查明礦區(qū)水文地質(zhì)條件及礦床充水因素，對(duì)礦床水資源綜合利用進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出礦山供水水源方向，為礦區(qū)供水水文地質(zhì)勘察報(bào)告提供基礎(chǔ)性資料。具體目的任務(wù)包括下列內(nèi)容：

(1)查明第四系分布范圍、發(fā)育厚度及其含水性和透水性，查明基巖裂隙的發(fā)育程度、發(fā)育深度、充填程度、充水情況，透水性、富水性及其空間變化規(guī)律。

(2)查明區(qū)內(nèi)斷裂的分布，各斷裂的性質(zhì)、規(guī)模以及構(gòu)造裂隙的展布方向、組合關(guān)系，閉合狀態(tài)、張開情況、延伸距離、水力性質(zhì)(斷層的導(dǎo)水性或阻水性)、充水程度及裂隙含水層組對(duì)礦床充水的影響。

(3)為研究礦床地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,應(yīng)深入綜合分析地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件以及地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

(4)對(duì)礦區(qū)水資源綜合利用進(jìn)行評(píng)價(jià)，區(qū)域上查明礦山供水水源方向。

2.2 測(cè)繪內(nèi)容

2.2.1 地貌調(diào)查

地貌調(diào)查的重點(diǎn)應(yīng)從宏觀到微觀，即從地貌成因類型到地貌形態(tài)以至形態(tài)要素的詳細(xì)觀察和描述，以期找到相對(duì)有利于儲(chǔ)水的微地貌形態(tài)。

2.2.2 地層調(diào)查

地層調(diào)查是研究地質(zhì)構(gòu)造和巖相變化的基礎(chǔ)，調(diào)查地層時(shí)代、層序及接觸關(guān)系、地層巖性、產(chǎn)狀及分布范圍、各個(gè)地層的透水性、富水性及它們之間的水力聯(lián)系。重點(diǎn)調(diào)查小江西岸豆腐溝與小江河漫灘交界處第四系沖洪積物的發(fā)育厚度，并對(duì)其含、透水性作深入的調(diào)查研究。

2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地下水的形成、富集、排泄有一定的影響，在一定條件下很多構(gòu)造本身就控制著含水層的分布規(guī)律，起著匯水、導(dǎo)水或阻水的不同作用。區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造輪廓控制著區(qū)域水文地質(zhì)條件的發(fā)生和發(fā)展，因此應(yīng)對(duì)區(qū)內(nèi)各種構(gòu)造型式的形態(tài)、規(guī)模和力學(xué)性質(zhì)，分布規(guī)律，地貌景觀進(jìn)行調(diào)查，并分析它們之間的關(guān)系。

2.2.4 自然地質(zhì)現(xiàn)象的調(diào)查

通過對(duì)自然地質(zhì)現(xiàn)象的觀測(cè)和描述，能幫助了解區(qū)域地貌的發(fā)展過程與強(qiáng)度以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的趨向。本次重點(diǎn)針對(duì)區(qū)域內(nèi)斷層及褶皺和節(jié)理裂隙進(jìn)行深入調(diào)查研究。

2.2.5 第四紀(jì)堆積物的調(diào)查

第四紀(jì)堆積物的調(diào)查，山區(qū)主要是研究基巖上覆第四紀(jì)堆積物的巖性、大氣降水的入滲條件；兩江主要是研究沿江第四紀(jì)堆積物作為傍河取水的水源地的可能性。

2.2.6 水文地質(zhì)點(diǎn)的調(diào)查

水文地質(zhì)點(diǎn)是野外直接認(rèn)識(shí)地下水的窗口，本區(qū)內(nèi)天然地下水露頭只有泉點(diǎn)。

2.2.7 地表水調(diào)查

區(qū)內(nèi)地表水主要是金沙江水系和小江水系，收集調(diào)查金沙江和小江歷年來的水位、流量、水質(zhì)、水溫和含砂量等水文資料。調(diào)查金沙江和小江的動(dòng)態(tài)變化以及與地下水的補(bǔ)排關(guān)系。

3 技術(shù)方法

3.1 測(cè)繪比例尺的選擇

根據(jù)任務(wù)書要求以及本區(qū)山高坡陡的地形特點(diǎn)，本次測(cè)繪工作應(yīng)一次達(dá)到較高精度。本區(qū)水文地質(zhì)條件相對(duì)簡單，因此我們選定1:10 000比例尺，采用同比例地形圖作為底圖進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪。成果可作為礦山水文地質(zhì)勘察報(bào)告的基礎(chǔ)資料。

3.2 資料的收集研究

本次收集了測(cè)繪區(qū)1：1萬地形圖、東川區(qū)水利志、東川區(qū)2005年年鑒，東川區(qū)20 a氣象資料，以及一些探礦地質(zhì)資料，未收集到水文地質(zhì)資料。通過對(duì)收集現(xiàn)有資料的分析研究，初步確定了測(cè)繪方法應(yīng)點(diǎn)面結(jié)合、重點(diǎn)突出，著重研究礦區(qū)地下水露頭，以及兩江沿岸沖洪積扇。

3.3 測(cè)繪路線、測(cè)繪點(diǎn)布置

觀測(cè)路線的布置以查明研究區(qū)主要水文地質(zhì)問題，路線長度、觀測(cè)點(diǎn)數(shù)要滿足測(cè)繪比例尺要求。

3.3.1 測(cè)繪路線布置

測(cè)繪路線布置原則：應(yīng)依據(jù)區(qū)域的自然地質(zhì)條件的特征，按照路線最短，觀測(cè)路線內(nèi)容最豐富為原則，沿地質(zhì)與水文地質(zhì)條件變化最大的方向布置，根據(jù)本區(qū)水文地質(zhì)特征，觀測(cè)線布置原則如下：

(1)測(cè)繪路線應(yīng)垂直巖層走向和主要構(gòu)造線方向，并穿越補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)。

(2)測(cè)繪路線應(yīng)由山麓伸向河谷，并沿沖、洪積扇的軸部穿越其各個(gè)帶。

(3)測(cè)繪路路線重點(diǎn)放在小江西岸各沖洪積扇以及金沙江東岸階地。

進(jìn)行測(cè)繪時(shí)除進(jìn)行測(cè)繪點(diǎn)、測(cè)繪路線的紀(jì)錄描述外，還必須做好線路觀測(cè)。

3.3.2 測(cè)繪點(diǎn)布置

觀測(cè)點(diǎn)的布置原則：在地質(zhì)、地貌和水文地質(zhì)條件變化最大，并具有一定代表性的重點(diǎn)地段；含水巖組的分界線，斷層線，節(jié)理裂隙發(fā)育處，侵入巖與圍巖接觸帶，褶皺軸線、巖性或巖相變化帶等；地貌形態(tài)類型(如兩江階地、河漫灘、山地溝谷等)的控制部位和分界線；物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育處；地表水與地下水有水力聯(lián)系的地段；泉及地表水體等。

4 地下水賦存及分布總體規(guī)律

礦區(qū)地下水賦存條件較差，且分布不均一，基巖構(gòu)造裂隙含水層和第四系松散巖類孔隙含水層為區(qū)內(nèi)主要含水層。根據(jù)鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測(cè)，基巖風(fēng)化帶以上基本為弱透水不含水?；鶐r構(gòu)造裂隙水僅在局部形成小循環(huán)，以泉的形式排泄，其流量小，且不能構(gòu)成統(tǒng)一的地下含水層。小江河漫灘砂礫卵石、碎石層，厚度大于30m，透水性富水性極強(qiáng)，孔隙潛水水位埋深1.2m左右，與河水互為補(bǔ)給，是區(qū)內(nèi)較好的第四系孔隙水含水層。其余第四系地層所含孔隙水甚微。由于基巖構(gòu)造裂隙含水層和第四系松散巖類孔隙含水層分散分布于局部地段,相互間不存在水力聯(lián)系,因此不能形成統(tǒng)一的地下水體。

5 綜合評(píng)價(jià)

5.1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦床位于馬家溝東坡，礦山開采采用淺部露天、深部坑下開采方案。

根據(jù)礦山設(shè)計(jì)，深部礦床采用坑下開采。由于礦區(qū)不存在大范圍的統(tǒng)一地下水體，僅在局部地段賦存構(gòu)造裂隙水，礦坑充水主要來自這些構(gòu)造裂隙水下滲，深部沒有地下水補(bǔ)給源。因此露天采礦場(chǎng)地下水流入量采用泉水動(dòng)態(tài)分析法預(yù)測(cè)，泉水為就地排泄的全排型，再往深部開采，礦坑涌水量不再增大。預(yù)測(cè)露天采礦場(chǎng)涌水量枯水期73.26 m3/d，平水期4 710.34 m3/d，暴雨期104 428.78 m3/d，深部坑道系統(tǒng)涌水量枯水期73.26 m3/d，平水期3 810.98 m3/d。

由于露采場(chǎng)形態(tài)象一只朝西開口的簸箕，露天開采礦坑涌水量小且不穩(wěn)定，可利用地形條件，開挖排水溝直接排水。深部礦床采用坑下開采方式，礦床位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，礦區(qū)地形坡度大，可于礦床下游斜坡上開挖水平巷道直接開采、自然排水。總之，礦山排水不成問題。

通過綜合分析研究得知，由于礦坑涌水量小且不穩(wěn)定，難以綜合利用，因此供水問題是制約礦山開發(fā)主要因素。

5.2 供水方向

播卡金礦設(shè)計(jì)礦山用水量為8×104m3/d，根據(jù)上述對(duì)水文地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)，建議直接取用金沙江地表水和傍河(小江)取水兩個(gè)方案。若采取金沙江地表水方案，適宜地段可選擇在奚家坪至樹桔村段，該段水流較平穩(wěn)，無險(xiǎn)灘，距礦區(qū)的水平直線距離約為3.5 km，高差約1 200 m，東岸有較平坦的臺(tái)地，有簡易公路通布格公路，交通較便利。但取用金沙江水有如下諸多不利因素：

(1)該地段工程地質(zhì)條件復(fù)雜，礦區(qū)位于上游，開發(fā)礦山必然改變?cè)瓉淼刭|(zhì)環(huán)境，極易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)水利設(shè)施建設(shè)的安全存在隱患。

(2)金沙江水位瀑漲瀑落，取水構(gòu)筑物建設(shè)難度較大，同時(shí)，江水含砂量大，按設(shè)計(jì)礦山用水量為8×104m3/d計(jì)，每天可產(chǎn)生108t泥沙，大量泥沙排放是個(gè)重要的現(xiàn)實(shí)問題。

(3)金沙江屬于川、滇兩省的界河，而且地處長江上游自然保護(hù)區(qū)，取用金沙江水，必然對(duì)下游的生態(tài)環(huán)境造成一定影響。

綜上所述，金沙江地表水方案經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上存在較大的難度。

若采取傍河(小江)取水方案，應(yīng)選擇小江西岸豆腐溝沖洪積扇與小江河漫灘一帶，河漫灘寬度150 m左右，第四系礫卵石層透水性、富水性極強(qiáng)，地下水與河水水力聯(lián)系密切，地下水位埋深淺(1.0 m左右)，含水層具有一定厚度(最厚超過30 m)，具有一定的水位降深空間，具備傍河水源地條件。小江枯水期最小流量52.7×104m3/d(6.1 m3/s)，充沛的河水可為傍河取水提供充分的補(bǔ)給來源。

經(jīng)對(duì)比論證，傍河取水水量具有保證程度高、便于管理、取水建筑物造價(jià)低及生產(chǎn)運(yùn)營費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際礦山建設(shè)中應(yīng)優(yōu)先考慮小江傍河取水。

6 結(jié)語

水文地質(zhì)測(cè)繪是水文地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)手段之一，具備直觀、控制面積大、先行和簡便的四大特點(diǎn)。水文地質(zhì)測(cè)繪對(duì)宏觀認(rèn)識(shí)水文地質(zhì)條件，指導(dǎo)勘探工作方向有舉足輕重的作用。對(duì)于水文地質(zhì)資料匱乏的地區(qū)，水文地質(zhì)測(cè)繪尤為重要。

本文結(jié)合我院在云南東川播卡金礦水文地質(zhì)勘察礦山供水項(xiàng)目，對(duì)水文地質(zhì)測(cè)繪在礦山找水中的運(yùn)用方法、工作程序作了詳細(xì)的介紹，希望這一傳統(tǒng)工作手段在水文地質(zhì)勘察中得到更加廣泛、科學(xué)的應(yīng)用。

[1]劉益康.商業(yè)性礦產(chǎn)勘查.北京：中國大地出版社.2007.

[2]區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘查規(guī)范(GB/T 14158-1993).

[3]供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范(GB50027-2001).

[4] 礦山水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范(GB12719-91).

[5]劉正峰.水文地質(zhì)手冊(cè).北京：銀聲音像出版社.2005.

[6]薛禹群等.地下水動(dòng)力學(xué).北京：地質(zhì)出版社.1997.

[7]王開章，董潔，韓鵬，等.現(xiàn)代水資源分析與評(píng)價(jià).北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006.

[8]王大純.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ).北京.地質(zhì)出版社.2005.