何登華,方志敏
(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,江西 南昌 330001)
礦區(qū)位于橫峰和弋陽兩縣交界的磨盤山地南部,行政區(qū)劃屬上饒市橫峰縣葛源鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)位于橫峰縣正北方向,距橫峰縣城45公里。礦區(qū)在區(qū)域水文地質(zhì)單元上屬于江南丘陵水文地質(zhì)區(qū)信江流域丘陵山地裂隙水巖溶水亞區(qū),地貌類型屬中低山地馬鞍型剝蝕地貌,地形崎嶇,切割劇烈,山崖陡峻,平均坡度在25°以上,山谷縱橫,深淺交錯。山間溪流發(fā)育該礦床目前已完成前期勘探工作,下一步將進入礦山建設(shè)和開采階段。礦體隱伏于變質(zhì)巖下部的燕山期鈉長石化花崗巖體中。
礦區(qū)所屬水文地質(zhì)單元匯水面積約12平方公里,總體地勢北西高,南東低,最大高差800余米,礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高174m,礦體大部分位于侵蝕基準(zhǔn)面以下。綜合分析礦區(qū)地層巖性、成因類型、組合關(guān)系、地下水賦存狀態(tài)及水力特征,地下水主要有孔隙水、基巖裂隙水、構(gòu)造含水帶,基巖裂隙水按儲水空間的形態(tài)特征和組合關(guān)系進一步分為網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水,地層巖性是控制地下水富集的主要因素,不同地層的形成或發(fā)展過程不同,造成賦存空間不同,同一類型的地下水又因含水巖性的不同,其富水性、透水性差異也較大。主要含水層有第四系孔隙含水層、變質(zhì)巖基巖裂隙含水層、構(gòu)造含水帶,參見圖1。
第四系孔隙含水層,位于礦區(qū)山間溝谷及低洼地帶,厚0m~10m,大部分1m~2m,發(fā)育于山谷坡腳的低洼地帶,為殘積、坡積和沖積物組成,其成分由亞粘土、亞砂土夾碎石及砂、礫石組成,在礦區(qū)分布在表層且厚度極不穩(wěn)定,泉流量0.005L/S~0.58L/S,富水性弱,泉水主要接受大氣降水入滲補給,水溫受氣溫控制明顯,泉流量季節(jié)性變化大,枯水季節(jié)大多斷流,為弱含水層。
基巖裂隙含水層分布在礦區(qū)大部分區(qū)域出露,由一系列震旦系千枚巖、粉砂質(zhì)板巖及寒武系荷塘組硅質(zhì)板巖夾碳質(zhì)板巖等淺變質(zhì)巖組成,風(fēng)化層裂隙含水性強于未風(fēng)化基巖裂隙,礦體直接頂板為震旦系硅化千枚巖和粉砂質(zhì)板巖,風(fēng)化層厚10m~20m,其特征是節(jié)理裂隙較發(fā)育,并有退色現(xiàn)象。主要發(fā)育層面裂隙、順層裂隙、橫裂隙、斜裂隙,走向北東東、北西西為主,風(fēng)化層滲透系數(shù)K=2.7m/d。構(gòu)造裂隙主要有層面裂隙和順層裂隙,發(fā)育程度總體呈不發(fā)育,具有強烈的非均勻性和各向異性,且裂隙大多被后期硅質(zhì)充填膠結(jié),有的被含礦熔液充填形成有價值的鎢錫礦體,故在自然狀態(tài)下裂隙以閉合狀態(tài)為主,K=0.06%,基巖裂隙含水層整體富水性弱。如圖1所示。
圖1 區(qū)域水文地質(zhì)略圖
圖2 A-B水文地質(zhì)剖面圖
受構(gòu)造影響,在局部地段形成一定規(guī)律的構(gòu)造含水帶,目前勘查資料反映礦區(qū)北東向的F2、F3及近東西向的F1構(gòu)造為礦區(qū)主要充水構(gòu)造[1]。
F1:在地表可見出露,產(chǎn)狀305°~330°∠55°~82°,延長500m以上,寬0.5~1.2m。屬壓扭性構(gòu)造,帶內(nèi)見多組平行張口裂隙,裂隙寬0.3~3cm,傾向延深至花崗巖礦體內(nèi)部部??碧娇拥?50m中段遇該破碎帶曾發(fā)生突水現(xiàn)象,300m中段該破碎帶豐水季節(jié)涌水量0.4~0.68L/S。
F2:為近東西向含水破碎帶,走向近東西向,產(chǎn)狀185°~190°∠65°~78°,延長250m左右,寬0.5~2.0m,傾向延深至花崗巖體頂部。破碎帶由一系列平行的裂隙組成。
裂隙寬0.2~0.5cm,裂隙面見大量的鐵質(zhì)氧化物及高嶺土,勘查階段300m中段施工至破碎帶時遇強突水,最大涌水量約15L/S,正常涌水量1.43L/S。
F3:為北東向的含水破碎帶,產(chǎn)狀158°~165°∠70°~75°,延長1km以上,寬0.5~0.8m,帶內(nèi)網(wǎng)狀裂隙發(fā)育,鉆孔揭露時流量為1.2~3.72L/S,但由于構(gòu)造傾向礦體外側(cè),離礦體有50m左右的距離,對礦床直接充水的可能性不大[2,3]。
如圖2所示,花崗巖體在礦區(qū)未出露,為隱伏巖體,是礦區(qū)的隔水層,參見圖1-2。據(jù)勘查鉆孔資料顯示,巖心極完整,巖石裂隙率0~0.029%,平均裂隙率0.002%,偶見裂隙發(fā)育主要與構(gòu)造有關(guān),為原生裂隙,裂隙附近巖石相對較松軟,但絕大部分裂隙不具含水特征,整體裂隙極不發(fā)育,且具有強烈的非均勻性、各向異性和隨機性,整體發(fā)育程度明顯弱于上部變質(zhì)巖,故花崗巖(礦體)可視為較好的相對隔水層。
礦區(qū)上部變質(zhì)巖中曾開采過鎢錫礦,礦體位于410m標(biāo)高以下,440m中段以上開采巷道無積水情況,但300m、350m中段勘探巷道積水約5000m3,積水可通過構(gòu)造聯(lián)通或直接對礦床充水。
礦區(qū)地表有溪流,礦坑影響半徑范圍有水庫存在,基巖裂隙含水層有構(gòu)造破碎帶延深至礦體內(nèi)部,可以通過自身含水和導(dǎo)入地表水和大氣降水對礦床直接充水。
構(gòu)造含水帶自身具有靜儲量,同時具有較好的導(dǎo)水性,可對下部礦體直接充水。
礦區(qū)未來可能采取崩落法開采,采坑形成后,大氣降水將會對礦坑進行入滲充水。
礦區(qū)經(jīng)歷多次勘查工作,歷經(jīng)40多年,施工鉆探近3萬米,封閉不良鉆孔及水文觀測孔對礦井充水有一定影響。
綜上所述,礦床的主要充水因素有大氣降水、地表水、構(gòu)造水、老窿積水及封閉不良鉆孔水。
(1)礦體大部分位于侵蝕面以下,基巖裂隙含水層及第四系含水層富水性弱,部分構(gòu)造破碎帶富水性中等,導(dǎo)水性較強,構(gòu)造含水帶未來對礦坑充水影響較大,開采到構(gòu)造帶附近時,應(yīng)注意防范強突水事故發(fā)生。
(2)礦體范圍內(nèi)勘探坑道積水量較大,應(yīng)開車過程中應(yīng)注意對溝通上部老窿和采空區(qū)構(gòu)造破碎帶的監(jiān)測,同時注意監(jiān)測上部采空區(qū)及老窿的的積水情況并適時排水,礦山開采初期應(yīng)先對老窿水和采空區(qū)積水進行人工抽排再進行開采活動。
(3)采坑形成時應(yīng)在地表采坑周邊修建截排水系統(tǒng),防治地表水流直接灌入礦坑。
(4)礦區(qū)存在封閉不良地質(zhì)鉆孔和未封閉水文地質(zhì)觀測孔,在開采到鉆孔附近時,應(yīng)注意觀察和防范。