（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 都龍 663701）

1 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件

本次布置在曼家寨露天采場(chǎng)底部910m剝采平臺(tái)，曼家寨露天采場(chǎng)由北向南梯降剝采，標(biāo)高依次由1300m降至910m，形成一東西兩側(cè)高，由北向南降低的“V”字型槽谷。

試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)主要出露含礦地層新寨巖組（Pt3x），巖層產(chǎn)狀為一單斜構(gòu)造，走向近南北，傾向西，傾角45°～55°。巖性以石英云母片巖、矽卡巖、變粒巖及少量片麻巖，夾大理巖為特征，巖相變化頻繁，巖類組合復(fù)雜，矽卡巖體成群成帶出現(xiàn)。

2 鉆孔工程布置及鉆探成果

在曼家寨露天采場(chǎng)底部910m平臺(tái)布置一組彌散試驗(yàn)孔，一個(gè)孔作為投源孔，6個(gè)孔作為觀測(cè)孔，以投源孔為中心，觀測(cè)孔按“十”字形剖面布設(shè)，根據(jù)地層巖性，觀測(cè)孔距離投源孔10m。每孔設(shè)計(jì)孔深60m，鉆孔一次成孔，一徑到底，終孔孔徑Φ110，安裝Φ108濾水管。鉆孔成孔后坐標(biāo)、孔深、靜止水位、孔距等詳見表1。

3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)原理及方法

表1 彌散試驗(yàn)鉆孔綜合成果表

3.1 鉬氨酸的性質(zhì)

鉬氨酸〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕，分子量1235.86，無色或淺黃色柱狀結(jié)晶。常溫下溶于2.3份水，飽和溶液濃度約300g/L，1L飽和鉬氨酸溶液含鉬元素約220g，不溶于酸，遇酸分解。加熱至90℃時(shí)，失去1分子結(jié)晶水，至190℃即分解。鉬是一種生物必須的微量元素，首先對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生危害，鉬（Mo）地球化學(xué)豐度0.6ppm～1.5ppm，所以，鉬在地下水中屬于痕量元素，而檢測(cè)痕量元素的催化極譜法又較為成熟，易于檢測(cè)識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的即時(shí)精密檢測(cè)。

3.2 極譜分析法——鉬的極譜催化波

分析鉬氨酸中的鉬，應(yīng)用的是一種特殊的極譜波——極譜催化波。它的反應(yīng)式為：

這就為極譜分析法檢測(cè)水中鉬濃度奠定了理論及方法基礎(chǔ)。

3.3 鉬氨酸的檢測(cè)方法

在現(xiàn)場(chǎng)建立鉬氨酸的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室比較容易，普通的民居住房就可以，條件是陰涼干燥，通風(fēng)好，用水用電方便。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器為JP-303E極譜分析儀：配有滴汞電極（工作電極）、甘汞電極（參比電極）、鉑絲電極（輔助電極）。需準(zhǔn)備的試劑有：標(biāo)準(zhǔn)鉬溶液（濃度為10μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μg/mL）、濃硫酸、氯酸鈉、苦杏仁酸（或稱扁桃酸或苯羥乙酸）、純汞，另外，準(zhǔn)備足夠數(shù)量蒸餾水?，F(xiàn)場(chǎng)把標(biāo)準(zhǔn)鉬溶液稀釋到0.01μg/mL。配置硫酸溶液（1:5）、氯酸鈉溶液（300g/L）、苦杏仁酸溶液（0.25mol/L）。試驗(yàn)時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)曲線法，用二階導(dǎo)數(shù)在0～-800mV之間掃描。取5 mL待測(cè)水樣至試管內(nèi)，在分別依次加入硫酸溶液（1:5）1mL、氯酸鈉溶液（300g/L）1 mL、苦杏仁酸溶液（0.25mol/L）2 mL，轉(zhuǎn)移至25mL燒杯中掃描。

3.4 示蹤劑、檢測(cè)儀器

3.4.1 示蹤劑選擇

示蹤劑選擇不恰當(dāng)，會(huì)被稀釋或吸附，甚至中和水解，因此，需選擇一種可靠、穩(wěn)定，不易被水體中物質(zhì)化學(xué)沉淀的物質(zhì)、且自然豐度較低的元素作為示蹤劑。

根據(jù)前述鉬的性質(zhì)，選擇七鉬氨酸〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕作為示蹤劑。

3.4.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)選用JP—303E極譜分析儀，并且隨機(jī)抽取重分析樣（按總樣品數(shù)的5%），保留副樣1份，采取班組交叉檢測(cè)，或送試驗(yàn)室檢測(cè)，以檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

3.4.3 閉合定深取樣器

彌散試驗(yàn)采集水樣要求在水位下固定深度取樣，選用北京格雷斯普科技開發(fā)公司DC-01型深水采樣器進(jìn)行樣品采集，該采用器主要性能指標(biāo)如下：

取樣繩長(zhǎng)：30m標(biāo)配（可根據(jù)需求另配）;取樣桶：53mm×395mm（直徑×高），采樣量：500ml;采樣方式：手搖半自動(dòng)采樣;工作環(huán)境溫度：-5℃至+50℃，可全天候工作。

4 試驗(yàn)過程

本次彌散試驗(yàn)采用七鉬氨酸〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕作為示蹤劑，試驗(yàn)建立在天然流場(chǎng)基礎(chǔ)上，在觀測(cè)孔內(nèi)采用定深取樣。于2016年2月25日18時(shí)開始投源，投入七鉬氨酸36.0kg，取樣時(shí)間間隔一般為4～16小時(shí)，至2016年3月23日10時(shí)結(jié)束，累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間640小時(shí)。水樣總數(shù)近800個(gè)，鉬濃度測(cè)試110批，獲得鉬濃度數(shù)據(jù)660多個(gè)。

準(zhǔn)備工作：投源前，測(cè)定LZK1～LZK7鉆孔穩(wěn)定水位，對(duì)每個(gè)鉆孔進(jìn)行取樣，作為背景值水樣。

投源方法：選擇ZK4孔作為投源孔，36.0kg分析純鉬氨酸分成三份，每份12.0kg盛于50L塑料桶內(nèi)，加滿水?dāng)嚢柰耆芙鉄o結(jié)晶后，于2016年2月25日18時(shí)開始注入LZK4孔，投源時(shí)間約15分鐘。

監(jiān)測(cè)方法：2016年2月25日18時(shí)在ZK4投源孔注入飽和鉬氨酸溶液，2月25日-2月29日前五天每天間隔8～16小時(shí)取一次水樣，即時(shí)分析鉬含量，以便加密取樣觀測(cè)，3月1日開始加密至間隔4小時(shí)取一次水樣，取樣工作到3月23日結(jié)束，歷時(shí)28天?？偣?個(gè)鉆孔進(jìn)行取樣分析，水樣總數(shù)近800個(gè)。每個(gè)水樣在取樣前，對(duì)取樣瓶用蒸餾水進(jìn)行反復(fù)清洗，以防把一個(gè)孔內(nèi)的鉬帶入另一個(gè)孔，發(fā)生交叉污染，引起分析結(jié)果誤差甚至錯(cuò)誤。在項(xiàng)目駐地建立分析實(shí)驗(yàn)室（距離現(xiàn)場(chǎng)1.5km），對(duì)水樣中鉬含量進(jìn)行測(cè)定。一般在取樣當(dāng)天就進(jìn)行分析，為減輕工作量，對(duì)每天所取6個(gè)水樣首先分析上午10時(shí)的那一個(gè)，如果沒有發(fā)現(xiàn)異常，則把當(dāng)天下午和晚上所取水樣保存待測(cè)，直到第二天上午10時(shí)的水樣取回，經(jīng)分析無異常，可把保存的水樣處理掉回收水樣瓶；如果發(fā)現(xiàn)異常，則對(duì)保存的待測(cè)水樣進(jìn)行分析，并保存所有異常水樣，供隨時(shí)復(fù)查。按照此原則，每天測(cè)試3～4批水樣，總計(jì)測(cè)試110批，獲得鉬濃度數(shù)據(jù)660多個(gè)。

5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

（1）背景值

各觀測(cè)孔的背景值取投源前與投源后一段時(shí)間所有非異常的平均值表2，其背景值均小于0.03ug/mL，均方差較小，離散程度低，其分析結(jié)果還是很理想的。

表2 觀測(cè)孔Mo-濃度背景值

（2）觀測(cè)孔水樣濃度—時(shí)間曲線（C-t曲線）

本次試驗(yàn)在觀測(cè)孔中取水樣總數(shù)近800個(gè)，鉬濃度測(cè)試110批，獲得鉬濃度數(shù)據(jù)660多個(gè)。對(duì)其中7個(gè)異常值采用內(nèi)插法處理。從C-t曲線可以看出，曲線具有如下特征：

①6個(gè)觀測(cè)孔的C-t曲線均為鋸齒狀，每孔主要有3個(gè)濃度峰值，第一個(gè)峰值出現(xiàn)在3月2-3日投源后132-160小時(shí)；第二個(gè)峰值出現(xiàn)在3月2-3日投源后228小時(shí)；第三個(gè)峰值出現(xiàn)在3月16-17日投源后484-508小時(shí)。②LZK1孔C-t曲線表現(xiàn)為多峰曲線，說明與投源孔之間的過水通道錯(cuò)綜復(fù)雜。其余5個(gè)孔表現(xiàn)為三峰曲線，反應(yīng)了投源孔至觀測(cè)孔之間主要有三條通道，我們分析認(rèn)為，代表了三組優(yōu)勢(shì)裂隙通道；各峰均為尖峰，反應(yīng)了其間無地下湖（或充水空穴），從一個(gè)側(cè)面印證了PD1坑道充水對(duì)本次彌散試驗(yàn)無影響。③從各孔Mo-濃度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來看，第一個(gè)峰值出現(xiàn)后，Mo-濃度有稀釋衰減的趨勢(shì)，但非常緩慢，因此，表現(xiàn)為即有主峰在前的，如LZK1、LZK6、LZK7孔，也有主峰在后的，如LZK2、LZK3、LZK5孔。

6 水動(dòng)力彌散試驗(yàn)參數(shù)計(jì)算

本次野外彌散試驗(yàn)是在三面環(huán)山的“V”字型槽谷天然流場(chǎng)中進(jìn)行，瞬時(shí)注入示蹤劑，符合一維穩(wěn)定流場(chǎng)、二維水動(dòng)力彌散（瞬時(shí)注入示蹤劑）模型，確定水動(dòng)力彌散參數(shù)的主要方法有直線圖解法、標(biāo)準(zhǔn)曲線配線法、逐點(diǎn)求參法、彌散暈面積法和優(yōu)選擬合法等方法，上述方法在應(yīng)用中均有各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也都存在著一定的局限性。選用直線圖解法、標(biāo)準(zhǔn)曲線配線法兩種方法求解彌散試驗(yàn)參數(shù)。

7 含水層給水度及有效孔隙度確定

該地段潛水面平緩、天然地下徑流量很小，抽水井所抽出的水主要來自降落漏斗疏干的水量，隨著抽水時(shí)間的延長(zhǎng)，降落漏斗在不斷擴(kuò)展，因此，只要將某一時(shí)刻以前抽出的水量，除以該時(shí)段降落漏斗體積，即可得到給水度，其計(jì)算公式如下：

8 計(jì)算

抽水井所抽出的水主要來自降落漏斗疏干的水量，隨著抽水時(shí)間的延長(zhǎng)，降落漏斗在不斷擴(kuò)展，當(dāng)其水位達(dá)穩(wěn)定后，降落漏斗曲面（自由潛水面）亦趨穩(wěn)定，因此，選用穩(wěn)定降落漏斗體積公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)LZK07鉆孔抽水試驗(yàn)成果，水位降深（消除井損值）S=7.47m，Q=0.0133 l/s，即1.149 m3/d，抽水井井徑Φ110，滲透系數(shù)K=0.00159m/d，影響半徑R=6.23m，抽水時(shí)間495min，即0.344d，含水層厚度h0=57.73m。將LZK07孔抽水試驗(yàn)參數(shù)分別帶入公式，求得給水度μ=0.0067。對(duì)基巖山區(qū)裂隙含水介質(zhì)，其有效孔隙度（η）近似地等于給水度，因此，η≈μ=0.0067。

9 水動(dòng)力彌散試驗(yàn)參數(shù)建議值

不同方法計(jì)算的水動(dòng)力彌散試驗(yàn)參數(shù)，同時(shí)給出了推薦值?？v向彌散系數(shù)：0.2385m2/d；橫向彌散系數(shù)：0.1379m2/d；流速：2.287m/d；有效孔隙度：%0.0067；滲透系數(shù)：0.00159m/d；給水度：0.0067。

10 結(jié)語

本次在都龍礦區(qū)正在開采的曼家寨露天采場(chǎng)底部910m剝采平臺(tái)開展的一組野外彌散試驗(yàn)，獲得了進(jìn)行地下水環(huán)境質(zhì)量定量評(píng)價(jià)的彌散參數(shù)，為今后該地區(qū)掌握地下水運(yùn)動(dòng)方向、滲流通道，研究污染物在地下水中運(yùn)移時(shí)其濃度的時(shí)空變化規(guī)律奠定了良好的基礎(chǔ)。